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上海市电力公司上海超高压输变电公司吴欣烨，吴剑敏，陈超杰关键字：超声波、局部放电、GIS状态监测摘要GIS的内部缺陷主要表现为局部放电，若任其发展，极有可能导致事故的发生。利用超声波局放探测技术，能在设备不停电的条件下有效地揭示GIS内部的许多缺陷，即实现对GIS的在线监测。本公司通过引进采用AIA超声局放仪器，对运行中的GIS进行了状态监测尝试，根据该仪器的测量结果能对大多数GIS进行状态分类和危险性评估，同时也及时对存在局放异常的设备进行了解体处理，消除了电网隐患。?引言 ?六氟化硫组合电器GIS是利用SF6气体优异的绝缘性能，把断路器、隔离开关、接地开关、PT、CT、避雷器、母线、进出线套管、电缆终端等设备封闭组合在一起的。由于其具有体积小，重量轻，不受外界环境影响等优点，在电力系统的使用日渐增多。尽管GIS和常规设备相比具有较高的可靠性，但GIS发生故障后，引起的停电时间长，检修费用高，损失巨大，因此GIS状态监测技术日益得到广泛重视。? 由于GIS内部存在缺陷时，一般会产生局部放电，因此GIS的诊断实际就是局部放电的检测。检测方法有传统电气法、UHF（超高频）法、超声法、化学检测法、光学检测法等。目前国外研究和使用较多的是超声法和UHF法。CIGRE（国际大电网会议）对GIS故障检测及诊断技术进行了大量的调查研究工作，得出的结论是：UHF法和超声法的灵敏度都可达到pc级，高于其它方法，对外界电磁干扰不敏感，抗干扰性能好，便于现场使用。而 UHF 法一般用于GIS的全时监测，国外有在 GIS上安装UHF在线监测系统的报道，美国、 英国、马来西亚等国都有在重要GIS上安装 UHF在线监测系统的报道，但投资巨大，不可能在所有的GIS上都安装，因此，目前的发展趋势是开发研究高可靠性、小型化的外部诊断技术——采用便携式仪器进行定期检测。挪威电力研究院使用超声法对GIS故障 诊断技术进行了长期、大量的研究工作，根据发表在CIGRE（国际大电网会议）上的研究 报告，检测到多次GIS内缺陷，如在一个132kVGIS内的间隔表面上发现几个2mm长的微粒。马来西亚电力公司也用超声法对GIS进行了检测工作，收到了很好的效果，如在两个隔离开关气室检测到了由于屏蔽件的松动产生的局部放电信号。此外超声法在加拿大魁北克水电厂、西门子公司等都得到了广泛的应用。 ?国内也有单位对GIS的检测技术进行研究，如中国电力科学研究院采用振动法，即用 加速度传感器检测GIS内的局部放电信号；西安交通大学等对UHF法也进行过研究，但目前都不成熟。近几年来，我公司有大量的GIS投入使用，而又缺乏对GIS的有效检测手段，可以说在一定程度上，GIS存在一定的安全隐患。因此，有必要增加对GIS的状态检测手段和开展对GIS状态的研究。由于GIS广泛应用，有关GIS的综合诊断、带电测试是未来电力工业发展的必然。 ? 上海超高压公司的第一代GIS早在上世纪80年代就投入运行，是全国最早使用GIS的电力单位，迄今为止已有四十多个220kV及 以上变电站拥有GIS设备，总间隔数超过1000 个，也是国内使用GIS最多的单位之一。但随着老的GIS设备运行时间的不断延续新的GIS设备又不断投入运行，GIS总体故障率上升的危险正变得越来越大。据国外权威机构的 统计分析，目前国际上的GIS故障率远高于IEC推荐的每百间隔·年0.1次的水平，这也 一、超声波GIS局放测量的原理 GIS设备的绝缘性能是确保其安全运行的重要条件。GIS设备内部中的金属微粒、粉末和水分等导电性杂质是引发GIS设备故障的原因。GIS设备存在导电性杂质时，因局部放电而发出不正常声音、振动、产生放电电荷、发光、产生分解气体等异常现象。GIS的故障率具有非偶然性的特点，GIS在生产、安装以及运行等过程都可能使GIS内部有电极表面脏污、毛刺、自由粒子、接触不良引起浮电位等缺陷。上述缺陷导致GIS在高电压下造成内部电场畸变，畸形电场发展到一定程度?，便形成GIS内的局部放电，在绝缘系统中留下缺陷，从而定期进行状态检测十分有必要。GIS内部的主要缺陷类型有：接地体和带电体部分上突起、毛刺颗粒：自由颗粒和盆式绝缘子上的固 定颗粒绝缘子内部的空隙和缺陷电气和机械松动的屏蔽，据报道，导致GIS故障的缺陷大部分为颗粒，而超声波检测对颗粒有着极高的灵敏度。AIA超声局放探测仪的诊断原理从一定的角度看来，局部放电所释放的能量使SF6气体周围的温度升高，从而产生瞬时的局部过压，所形成的扰动以声波的形式传播，传播到金属外壳时会在外壳上传播。在外壳上用一特制的声探头可检测到传播波，这样就可以间接发现设备内部存在的局部放电。如果在GIS内部有金属颗粒存在，微粒在电场力克服重力或有向上外力的情况下会在内部舞动，从而会碰撞金属外壳，从而产生一定频率