GIS局部放电超声波信号特征试验研究.pdfVIP

中国电机工程学会高压专委会 2007年学术年会论文集 GIS局部放电超声波信号特征的试验研究 杨圆 李成榕 郑书生 华北电力大学 摘要 GIS局部放电检测是诊断GIS 绝缘故障的有效方法。本文利用超声波法对GIS 中的各种典型局部放电进 行了研究。建立了GIS 局部放电模拟测试系统，包括局部放电模拟系统、超声波测量系统和常规局部放电测 量系统。着重模拟研究了四种典型的局部放电信号，包括GIS 内金属颗粒群、高电位接触不良、地电位接触 不良、高压尖刺。并在试验基础上统计、分析不同类型局部放电的超声波信号和特高频信号发生发展规律， 得出信号统计谱图。包括：N-Φ谱图和Umax-Φ谱图。试验结果表明低频超声波传感器可以监测到这四种局部 放电信号，信号统计谱图显示不同模型的超声波信号表现出了不同特征，这些研究结果为实现局部放电的模 式识别提供了试验数据。 关键词 局部放电；GIS 超声波；N-Φ谱图；Umax-Φ谱图 1 引言 2 GIS 局部放电研究现状 封闭式组合电器（GIS）是指将断路器、 在超声学中，振动是形成超声波的主要原 隔离开关及接地开关、电压互感器、电流互 因。在产生局部放电时，脉冲力将要施加到 感器、避雷器、母线、引线套管或电缆终端 周围材料上，通常这些材料是有弹性的，将 盒等各元件的高压带电部位，封闭在充有SF6 要产生振动，生成超声波。将超声波传感器 [1] 气体的接地金属外壳中 。GIS 非常紧凑的 安装在电力设备外壳上检测局部放电产生声 结构使整个装置的占地面积大为缩小，且运 信号的方法称为超声波检测法。在 GIS 内部 行时不受外界环境的影响，配置灵活、维护 发生局部放电时，将会产生一个电荷的中和 简单、可靠性高，检修周期长,已广泛应用于 过程，相应的会有一个较陡的电流脉冲，电 高压输变电系统中。随着电力系统向超高压、 流脉冲的作用使得局部放电发生的局部区域 高可靠性和紧凑性发展,GIS 已成为今后的 瞬间受热而膨胀，形成一种类似“爆炸”的 主要方向[2][3] 。 效果，放电结束后原来因为受热而膨胀的局 尽管 GIS 具有很高的安全可靠性，但在 部区域恢复到原来的体积。这种由于局部放 实际运行中仍不可避免的会有各种类型的故 电产生的一胀一缩的体积变化引起了介质的 障发生。GIS 内部由于制造时出现毛刺、安 疏密瞬间变化，形成超声波，从局部放电点 装运输时部件松动或接触不良引起浮电位， 以球面波的方式向四周传播，并在金属外壳 运行中出现绝缘老化、内部有自由金属颗粒 上出现各种声波，如纵波、横波和表面波等。 等原因，有可能出现显著的局部放电。长期 我们可以通