GIS局部放電檢測(cè)中特高頻法與超聲波法靈敏度的對(duì)比研究_圖文

1、第27卷第3期2010年6月現(xiàn) 代 電 力M oder n Electr ic P ow erV ol 27 N o 3June 2010文章編號(hào):1007 2322(201003 0031 06文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AGIS 局部放電檢測(cè)中特高頻法與超聲波法靈敏度的對(duì)比研究吳張建1,2,李成榕1,齊 波1,郝 震1,耿弼博1(1 華北電力大學(xué)高電壓與電磁兼容北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 102206;2 華北電網(wǎng)有限公司,北京 100045Partial Discharge Detection for GIS:A Comparison of Sensitivity BetweenUHF and Ultras

2、onic MethodsWu Zhang jian 1,2,Li Chengrong 1,Qi Bo 1,H ao Zhen 1,Geng Bibo1(1.Beijing Key Labor ator y o f High V oltage &EM C,N orth China Electric Pow er U niv ersity ,Beijing 102206,China;2.No rth China Gr id Com pany L imited,Beijing 100045,China基金項(xiàng)目:北京市教委實(shí)驗(yàn)室共建項(xiàng)目(2007摘 要:為對(duì)特高頻法和超聲波法在GIS 設(shè)備局部

3、放電檢測(cè)中的靈敏度進(jìn)行對(duì)比,以實(shí)際的GIS 設(shè)備為基礎(chǔ),建立了一套220kV GIS 局部放電檢測(cè)平臺(tái),模擬了實(shí)際中較為常見的5類放電缺陷,利用特高頻法和超聲波法對(duì)5類缺陷在不同電壓下的局部放電同時(shí)進(jìn)行了測(cè)量,并對(duì)兩者獲得的起始放電電壓、平均視在放電量、放電次數(shù)和放電幅值進(jìn)行了比較。試驗(yàn)結(jié)果表明:特高頻法對(duì)上述5類局部放電的檢測(cè)均較為靈敏;超聲波法對(duì)GIS 設(shè)備中絕緣子表面自由金屬顆粒缺陷、絕緣子表面設(shè)備外殼內(nèi)側(cè)金屬尖刺缺陷以及高壓導(dǎo)體接觸不良缺陷引起的局部放電的檢測(cè)較為靈敏,但與特高頻檢測(cè)法相比,靈敏度仍然略低。因此建議以特高頻作為GIS 設(shè)備內(nèi)部缺陷檢測(cè)和診斷的主要手段,超聲波法為輔助檢測(cè)

4、手段。關(guān)鍵詞:氣體絕緣變電站;局部放電;特高頻法;超聲波法Abstract:To compare sensitivity of partial discharge detec tion for GIS between UHF and ultrasonic method,a partial discharge detection platform f or 220kV GIS is built based on real GIS equipment.Five cases of partial defect (PDdis charges are simulated,and their values

5、 under diff erent volt age level are m easured by using of UHF and ultrasonic meth od.At the same time,such values as initial discharge volt age,average apparent discharge magnitude,discharge times and discharge amplitude,are com pared.It can be seen f rom results that,1U HF m ethod show higher sens

6、itivity in de tecting the five types of partial discharges;2ultrasonic method is sensitive in detecting partial discharges caused by f ree metallic particles on insulator,mental sharps on inner shell of insulator,and f loating electrode on high voltage conductors,but its sensitivity is low er than t

7、hat of U HF method.Therefore,it is suggest ed that UHF should be used as major method to detect and diagnose inner defect in GIS,and ultrasonic method as assist detect measure.Key words:gas insulated substation (GIS;partial dis charge;UH F;ultrasonic0 引 言氣體絕緣組合電器(GIS因具有占地面積小、維護(hù)工作量少、絕緣性能優(yōu)良、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛

8、應(yīng)用于高壓輸電領(lǐng)域。隨著電網(wǎng)電壓等級(jí)和系統(tǒng)容量的不斷增加,GIS 設(shè)備的內(nèi)部故障也隨之增多1,因此尋找有效評(píng)估GIS 內(nèi)部狀態(tài)的方法尤為重要,目前國際上主要通過局部放電的檢測(cè)得以實(shí)現(xiàn)2-3。局部放電不僅是GIS 設(shè)備絕緣劣化的先兆和表現(xiàn)形式,而且能夠引起絕緣的進(jìn)一步劣化,致使GIS 的電氣絕緣性能降低,最終導(dǎo)致絕緣擊穿或沿面閃絡(luò)4-6。常見的GIS 設(shè)備局部放電檢測(cè)方法有:常規(guī)脈沖電流法7、特高頻(U H F法8、超聲波法9等。脈沖電流法的應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng),有國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60270來規(guī)范其檢測(cè)回路、標(biāo)定方法和試驗(yàn)程序等,可以獲得視在放電量,但是抗干擾性較差,信噪比低,難以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。特高頻法

9、利用局部放電輻射出的特高頻電磁波信號(hào)進(jìn)行檢測(cè),有效地避開了實(shí)際應(yīng)用中常見的電磁干擾,抗干擾能力較強(qiáng),檢測(cè)效率較高,并可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)、模式識(shí)別及故障定位,但是放電量難以標(biāo)定。超聲波法是利用安裝在GIS 設(shè)備外殼上的超聲波傳感器接收局部放電產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)以達(dá)到檢測(cè)內(nèi)部局部放電的目的,傳感器與待測(cè)設(shè)備的電氣回路無任何聯(lián)系,抗電磁干擾能力較強(qiáng),并可實(shí)現(xiàn)局部放電的故障定位,但也存在放電量難以標(biāo)定、信噪比低、抗振動(dòng)干擾性較差以及檢測(cè)效率較低等不足。近年來,特高頻法和超聲波法由于良好的抗干擾性,已經(jīng)在GIS 設(shè)備局部放電的檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用。然而,目前大多數(shù)的研究只專注于特高頻法或超聲波法,關(guān)于兩種方法檢

10、測(cè)GIS 局部放電的對(duì)比研究較少。因此,本文以實(shí)際的GIS 設(shè)備為基礎(chǔ),建立了能夠進(jìn)行特高頻法和超聲波法對(duì)比的220kVGIS 局部放電檢測(cè)平臺(tái),模擬了實(shí)際中經(jīng)常出現(xiàn)的5種GIS 放電缺陷,對(duì)這兩種GIS 設(shè)備局部放電檢測(cè)方法進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)研究,以期為特高頻法和超聲波法在GIS 設(shè)備局部放電檢測(cè)中的實(shí)踐應(yīng)用提供一定的參考。1 試驗(yàn)平臺(tái)1 1 試驗(yàn)裝置GIS 設(shè)備局部放電檢測(cè)方法對(duì)比的試驗(yàn)研究不能脫離實(shí)際設(shè)備的運(yùn)行情況。如果簡(jiǎn)單地以同軸圓柱體進(jìn)行模擬,則試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況可能會(huì)有較大差別,因此本文以實(shí)際的252kV ZF-16型GIS 設(shè)備作為試驗(yàn)裝置的原型。為了便于利用多種檢測(cè)手段對(duì)局部放電進(jìn)

11、行檢測(cè),本文對(duì)GIS 腔體進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)與二次加工,結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。圖1 試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖試驗(yàn)裝置整體呈L 型結(jié)構(gòu),三相分體式設(shè)計(jì),包含1個(gè)高壓套管、1個(gè)非氣隔絕緣子和6個(gè)氣隔絕緣子,構(gòu)成8個(gè)大小不等的氣室,各氣室中充以0 4MPa 的SF 6氣體作為絕緣介質(zhì),以保證試驗(yàn)條件與設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況相同。其中試驗(yàn)腔經(jīng)過單獨(dú)設(shè)計(jì),裝有兩個(gè)安裝孔和一個(gè)手孔,分別用于特高頻傳感器和超聲波傳感器的安裝以及放電模型的設(shè)置。本文的所有試驗(yàn)均在試驗(yàn)腔內(nèi)進(jìn)行。1 2 放電模型GIS 設(shè)備的局部放電是由其絕緣缺陷造成的。絕緣缺陷不同,造成局部放電類型也有所不同。本文將經(jīng)常出現(xiàn)的故障因素具體化,并考慮了試驗(yàn)?zāi)?/p>

12、擬的難度,共設(shè)計(jì)了5類放電模型,分別為絕緣子表面固定金屬顆粒、絕緣子表面自由金屬顆粒、設(shè)備外殼內(nèi)側(cè)金屬尖刺、高壓電極毛刺和懸浮導(dǎo)體放電故障等。1 2 1 絕緣子表面固定金屬顆粒模型絕緣子表面固定金屬顆粒局部放電的試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑殚L(zhǎng)度5cm 、直徑0 8mm 、平行于電場(chǎng)方向固定放置的單根電料鋁絲,端部位于絕緣子表面3cm 處,如圖2(a所示。1 2 2 絕緣子表面自由金屬顆粒模型由于重力作用以及絕緣子的斜面結(jié)構(gòu),GIS 設(shè)備中絕緣子表面的自由金屬顆粒通常位于絕緣子靠近設(shè)備外殼的底部,位于絕緣子其它部位的可能性不大。因此絕緣子表面自由金屬顆粒局部放電的試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑?0顆長(zhǎng)度為1cm 、直徑為0 8mm

13、和10顆長(zhǎng)度為2cm 、直徑0 8mm,位于絕緣子底部雜亂放置的20顆電料鋁絲,如圖2(b所示。1 2 3 設(shè)備外殼內(nèi)側(cè)金屬尖刺模型絕緣子表面設(shè)備外殼內(nèi)側(cè)金屬尖刺故障是GIS 設(shè)備中最為常見也是最為危險(xiǎn)的一種地電極故障,絕緣子表面設(shè)備外殼內(nèi)側(cè)金屬尖刺局部放電的試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑殚L(zhǎng)度2cm 、直徑0 8mm 位于絕緣子底部且末端與GIS 設(shè)備外殼相連接的1顆電料鋁絲,如圖2(c所示。1 2 4 高壓電極毛刺模型高壓電極與絕緣子以及SF 6氣體的交界面處是GIS 設(shè)備中最易發(fā)生故障的部位。不論具體故障的原因如何,最終的表現(xiàn)形式一般為交界面處的絕緣子表面出現(xiàn)絕緣性能較差的細(xì)枝狀放電通道,但此時(shí)絕緣能力尚未完

14、全喪失,沿面閃絡(luò)尚未發(fā)生。因此本文通過在絕緣子表面設(shè)置長(zhǎng)度2cm 、直徑0 8mm,位于絕緣子頂部且端部與GIS 設(shè)備高壓導(dǎo)體相連接的1顆電料鋁絲,來模擬高壓電極毛刺形成的放電通道,由其引發(fā)局部放電,如圖2(d所示。1 2 5 懸浮導(dǎo)體放電故障模型為盡可能模擬GIS 設(shè)備故障的實(shí)際情況,本文利用試驗(yàn)腔體內(nèi)部的高壓導(dǎo)體屏蔽罩作為懸浮體來模擬實(shí)際GIS 設(shè)備的高壓電極接觸不良故障,如32現(xiàn) 代 電 力 2010年圖2(e 所示。圖2 放電模型示意圖1 3 檢測(cè)裝置在試驗(yàn)過程中,分別對(duì)視在放電量、特高頻信號(hào)、超聲波信號(hào)進(jìn)行同步實(shí)時(shí)檢測(cè)與記錄。1 3 1 視在放電量局部放電的視在放電量采用DST-4型

15、局部放電檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)頻帶為40kHz80kH z,采用并聯(lián)測(cè)試回路,以保證試驗(yàn)過程中測(cè)量設(shè)備的安全,通過實(shí)際測(cè)試,最小可檢測(cè)的視在放電量為4pC 。1 3 2 特高頻信號(hào)特高頻(UHF信號(hào)的檢測(cè)采用特高頻傳感器,工作帶寬300MH z1500MH z,增益40dB,由于UH F 信號(hào)目前無法實(shí)現(xiàn)視在放電量的標(biāo)定,因此用檢波信號(hào)的幅值來等效描述放電量的大小,單位為V 。特高頻傳感器安裝在試驗(yàn)腔上安裝孔處,如圖3所示,嵌入式安裝,既提高了特高頻傳感器的靈敏度,又不會(huì)改變?cè)囼?yàn)腔體內(nèi)的電場(chǎng)分布,離放電模型的位置約為31cm 。通過實(shí)際測(cè)試,本文所采用特高頻傳感器最小可檢測(cè)的放電量為2pC 。1

16、 3 3 超聲波信號(hào)超聲波信號(hào)的檢測(cè)采用超聲波傳感器,主要由諧振式探頭與后置寬帶放大器組成,工作帶寬為15kH z 70kH z,諧振頻率為40kH z,增益 為圖3 傳感器安裝位置示意圖40dB 。由于超聲波信號(hào)目前也無法實(shí)現(xiàn)視在放電量的標(biāo)定,因此用超聲波信號(hào)的幅值來等效描述放電量的大小,單位為V 。超聲波傳感器通過有機(jī)硅脂作為耦合劑安裝在試驗(yàn)腔下安裝孔處,離放電模型的位置約為11cm ,如圖3所示。耦合劑的采用可以提高超聲波傳感器的靈敏度。經(jīng)過實(shí)際檢驗(yàn)測(cè)試,本文采用的超聲波傳感器檢測(cè)到的背景噪聲有效值為0 00135V 。1 4 試驗(yàn)回路試驗(yàn)回路示意圖如圖4所示。C x 為相應(yīng)的局部放電模

17、型;C o 為150kV 、300pF 高壓電容器,用于耦合C x 放電時(shí)產(chǎn)生的脈沖電流信號(hào);Z m 為ZST -4型局部放電檢測(cè)儀的檢測(cè)阻抗;ICC 為數(shù)據(jù)采集記錄裝置,工頻相位信號(hào)、視在放電量、UH F 信號(hào)、超聲波信號(hào)以及光信號(hào)通過ICC 同步采集后保存, 以便進(jìn)行后期數(shù)據(jù)分析。圖4 試驗(yàn)回路示意圖2 試驗(yàn)方法與試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析2 1 試驗(yàn)方法置入相應(yīng)的放電模型后將試驗(yàn)腔體抽真空并充33第3期吳張建等:GIS 局部放電檢測(cè)中特高頻法與超聲波法靈敏度的對(duì)比研究入0 4M Pa的SF6氣體,試驗(yàn)中首先慢速升高試驗(yàn)電壓,直至出現(xiàn)較為穩(wěn)定的放電現(xiàn)象,分別記錄特高頻傳感器檢測(cè)到的起始放電電壓U iU以

18、及超聲波傳感器檢測(cè)到的起始放電電壓U iA,然后采用逐步升壓法進(jìn)行局部放電試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷牟煌?升壓的步長(zhǎng)有所不同,每個(gè)電壓的持續(xù)時(shí)間均為60min。試驗(yàn)過程中記錄每種放電模型的平均視在放電量Q ave、U H F傳感器檢測(cè)到的放電次數(shù)N U 和平均放電幅值U U ave、超聲波傳感器檢測(cè)到的放電次數(shù)N A和平均放電幅值U Aave,以便進(jìn)行兩種局部放電檢測(cè)方法的對(duì)比。2 2 試驗(yàn)結(jié)果分析和比較2 2 1 起始放電電壓此處的起始放電電壓在本文中定義為特高頻傳感器和超聲波傳感器開始檢測(cè)到穩(wěn)定的局部放電信號(hào)時(shí)的外施電壓。在5種放電模型下,特高頻傳感器和超聲波傳感器檢測(cè)到的局部放電的起始放電電壓

19、U iU和U iA以及兩者的差值U iA-U iU如表1所示。表1 5種放電模型下的放電起始電壓放電模型U iU/kV U iA/kV(U iU-U iA/kV 固定金屬顆粒61 370 99 6自由金屬顆粒21 023 32 3外殼內(nèi)側(cè)尖刺50 552 62 1高壓電極毛刺54 859 24 4懸浮導(dǎo)體放電18 920 01 1由表1可以看出,絕緣子表面固定金屬顆粒放電模型下兩種檢測(cè)手段檢測(cè)到的局部放電的起始放電電壓差值最大,因此兩種檢測(cè)方法靈敏度的差異最大;高壓電極毛刺次之,外殼內(nèi)側(cè)尖刺、自由金屬顆粒放電模型下起始放電電壓的差值較小;懸浮導(dǎo)體放電的差值最小,因此兩種檢測(cè)手段的靈敏度大致相當(dāng)

20、。2 2 2 不同試驗(yàn)電壓下的放電特性固定金屬顆粒絕緣子表面固定金屬顆粒放電模型下,外施電壓不同時(shí),平均視在放電量Q ave、特高頻傳感器檢測(cè)到的放電次數(shù)N U和平均幅值U Uave、超聲波傳感器檢測(cè)到的放電次數(shù)N A和平均幅值U Aave如表2所示。表2 固定金屬顆粒放電模型下的放電特性試驗(yàn)電壓/kVQ av e/pCU HF法超聲波法N U U Uav e/V N A U Aave/V 61 314 58130530 03600 00134 66 816 69459510 05100 00133 72 239 83090200 0983760 00148 77 649 287264440

21、1078910 00181 83 1139 582315730 12627640 00250 88 5199 625357520 136127320 00373由表2可以看出,視在放電量為14 581pC和16 694pC時(shí),超聲波傳感器檢測(cè)到的基本為背景噪聲(小于背景閾值0 00135V,沒有明顯的放電信號(hào)出現(xiàn),而特高頻傳感器檢測(cè)到了大量的放電信號(hào),這是由于盆式絕緣子表面固定金屬顆粒的放電使得SF6分子間劇烈碰撞并在宏觀上瞬間形成壓力,產(chǎn)生超聲波脈沖,但是超聲波信號(hào)在SF6氣體和固體絕緣子中的衰減較大,當(dāng)所產(chǎn)生的超聲波信號(hào)在通過盆式絕緣子和SF6氣體傳輸?shù)匠暡ㄌ筋^的位置時(shí),基本上衰減殆盡,

22、因此通過超聲波探頭檢測(cè)到的信號(hào)基本上為背景噪聲。對(duì)于特高頻信號(hào)而言,由于SF6氣體的絕緣強(qiáng)度較高,局部放電產(chǎn)生脈沖的持續(xù)時(shí)間很短,由此可以激發(fā)上百兆赫茲的電磁波,GIS設(shè)備的金屬同軸腔體結(jié)構(gòu)構(gòu)成良好的波導(dǎo)和屏蔽,非常有利于這種電磁波的傳播,并且對(duì)外界干擾信號(hào)起到較好的屏蔽作用,因此由UH F傳感器檢測(cè)局部放電信號(hào)的靈敏度均比較高。當(dāng)外施電壓為72 2kV時(shí),超聲波傳感器開始檢測(cè)到局部放電信號(hào),但較為微弱,此時(shí)的平均視在放電量為39 830pC;外施電壓為88 5kV時(shí),局部放電較為劇烈,超聲波傳感器檢測(cè)到的放電信號(hào)的幅值較為明顯,此時(shí)的平均視在放電量為199 652pC。因此,對(duì)于絕緣子表面固

23、定金屬顆粒引起的局部放電,超聲波法對(duì)小幅值的放電不靈敏,檢測(cè)靈敏度較低。自由金屬顆粒絕緣子自由固定金屬顆粒放電模型下,外施電壓不同時(shí),平均視在放電量Q ave、特高頻傳感器檢測(cè)到的放電次數(shù)N U和平均幅值U U ave、超聲波傳感器檢測(cè)到的放電次數(shù)N A和平均幅值U Aave如表3所示。34現(xiàn) 代 電 力 2010年表3 自由金屬顆粒放電模型下的放電特性試驗(yàn)電壓/kV Q av e/pCU HF法超聲波法N U U Uav e/V N A U Aave/V23 211 68510460 2724620 00153 34 212 29542640 24313390 00159 45 012 56

24、185080 24328010 00166 55 9175 3271847450 608645820 00293 66 8263 3532566650 8211325930 00382 77 6237 4692676350 8501397250 00517 88 5237 0642806131 010* 00588 99 4249 4903065071 0401735270 00733由表3可以看出,當(dāng)平均視在放電量為11 685pC、12 295pC以及12 561pC時(shí),超聲波傳感器已經(jīng)可以檢測(cè)到較為明顯的超聲波信號(hào)。這說明GIS設(shè)備中,超聲波檢測(cè)法對(duì)盆式絕緣子表面自由金屬顆粒所引起沿面放

25、電較為敏感,可以檢測(cè)此種類型的放電。特高頻傳感器也檢測(cè)到較為明顯的放電信號(hào),與超聲波傳感器相比,特高頻傳感器檢測(cè)到的放電次數(shù)大大多于超聲波傳感器檢測(cè)到的放電次數(shù),因此,超聲波檢測(cè)法對(duì)GIS設(shè)備中盆式絕緣子表面自由金屬顆粒所引起局部放電較為敏感,可以檢測(cè)此種類型的放電,但靈敏度比特高頻檢測(cè)法略低。結(jié)合局部放電起始電壓的測(cè)量數(shù)據(jù),本文采用的超聲波傳感器的靈敏度仍然小于特高頻傳感器和局部放電檢測(cè)儀的靈敏度。!外殼內(nèi)側(cè)金屬尖刺外殼內(nèi)側(cè)金屬尖刺放電模型下,外施電壓不同時(shí),平均視在放電量Q ave、特高頻傳感器檢測(cè)到的放電次數(shù)N U和平均幅值U U ave、超聲波傳感器檢測(cè)到的放電次數(shù)N A和平均幅值U

26、A ave如表4所示。表4 外殼內(nèi)側(cè)金屬尖刺放電模型下的放電特性試驗(yàn)電壓/kV Q av e/pCU HF法超聲波法N U U Uav e/V N A U Aave/V52 915 390105570 04429510 00157 58 121 689130270 06456550 00166 63 525 963166180 07593830 00171 68 932 947198520 087120410 0018 74 462 381245940 103108250 00199 79 881 928280740 118155890 00236 85 3185 555313420 1291

27、06180 0029 90 7249 655346720 143115290 00374 由表4可以看出,外施電壓為52 9kV時(shí),平均視在放電量?jī)H為15 390pC,但此時(shí)超聲波傳感器輸出的平均有效值為0 00157V,大于超聲波傳感器的檢測(cè)閾值0 00135V,已經(jīng)檢測(cè)到較為明顯的局部放電的存在。當(dāng)外施電壓為58 1kV和63 5kV時(shí),平均視在放電量也僅有21 689pC和25 963pC,超聲波傳感器輸出的平均有效值分別為0 00166V和0 00171V,也檢測(cè)到了有效的放電信號(hào)。因此,超聲波檢測(cè)法對(duì)盆式絕緣子表面設(shè)備外殼內(nèi)側(cè)金屬尖刺故障的導(dǎo)致局部放電較為敏感,這是由于金屬尖刺末端與

28、GIS設(shè)備外殼相連,而伴隨金屬尖刺端部局部放電產(chǎn)生的超聲波信號(hào)在金屬中的衰減較小所致,因此超聲波檢測(cè)法可以檢測(cè)此種類型的局部放電,但靈敏度比特高頻檢測(cè)法略低。高壓電極毛刺高壓電極毛刺放電模型下,外施電壓不同時(shí),平均視在放電量Q ave、特高頻傳感器檢測(cè)到的放電次數(shù)N U和平均幅值U U ave、超聲波傳感器檢測(cè)到的放電次數(shù)N A和平均幅值U A ave如表5所示。表5 高壓電極毛刺放電模型下的放電特性試驗(yàn)電壓/kVQ av e/pCU HF法超聲波法N U U Uav e/V N A U Aave/V 55 926 38629290 15400 00128 59 224 451103360 1

29、6012450 00139 62 427 238160290 14460810 00149 65 730 245220900 127116970 00157 68 931 094236540 139132280 00165 72 243 784237210 157148210 00181由表5可以看出,當(dāng)外施電壓為55 9kV時(shí),平均視在放電量為26 386pC,此時(shí)超聲波信號(hào)的平均有效值較小,僅為0 00128V,小于超聲波傳感器的檢測(cè)閾值,因此超聲波傳感器沒有檢測(cè)到有效的放電信號(hào),但此時(shí)特高頻傳感器仍然可以檢測(cè)到大量有效的放電信號(hào)。當(dāng)外施電壓為59 2kV 時(shí),超聲波傳感器開始檢測(cè)到局部放

30、電所產(chǎn)生的超聲波信號(hào),但幅值較為微弱,僅為0 00139V。這是由于局部放電產(chǎn)生的超聲波信號(hào)在SF6氣體和固體絕緣子中的衰減較大所致。因此,結(jié)合表1中局部放電起始電壓的測(cè)量數(shù)據(jù),超聲波檢測(cè)法對(duì)GIS35第3期吳張建等:GIS局部放電檢測(cè)中特高頻法與超聲波法靈敏度的對(duì)比研究36 現(xiàn) 代 電 力 2010 年 設(shè)備盆式絕緣子表面高壓電極毛刺所引起局部放電 不敏感, 靈敏度比較低。 # 懸浮導(dǎo)體放電 懸浮導(dǎo)體放電模型下, 外施電壓不同時(shí), 平均 視在放電量 Qave 、特高頻傳感器檢測(cè)到的放電次數(shù) N U 和平均幅值 U U ave 、超聲波傳感器檢測(cè)到的放電 次數(shù) N A 和平均幅值 U Aave

31、 如表 6 所示。 表 6 懸浮導(dǎo)體放電模型下的放電特性 試驗(yàn)電 壓/ kV 20 0 36 3 52 6 68 9 85 3 U HF 法 Qav e / pC NU 4 550 283 6 478 709 13 234 66 14 997 11 15 934 06 549 2 654 1 613 2 101 2 102 2 356 UUav e / V 2 298 2 432 12 2 831 96 2 831 63 2 903 5 2 880 32 NA 539 2 606 1 608 2 082 2 099 2 347 U Aave / V 0 001 51 0 006 46 0 01

32、1 23 0 020 41 0 027 36 0 046 60 超聲波法 高壓導(dǎo)體接觸不良缺陷引起的局部放電的檢測(cè)較為 靈敏, 但與特高頻檢測(cè)法相比, 靈敏度仍然略低。 參 1 考 文 獻(xiàn) CIG RE Wo rking G ro up 33/ 32- 12. Insulation coo r dination o f G IS: r etur n o f experience, o n site tests and diag no st ic techniques J . Electra, 1998, 176 ( 2 : 67- 95. 2 Phil Bolin, Hermann K och

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