電氣設(shè)備絕緣檢測(cè)與診斷6

27十二月2023電氣設(shè)備絕緣檢測(cè)與診斷6第一節(jié)GIS絕緣結(jié)構(gòu)特性GIS內(nèi)部包括母線、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、各種開關(guān)及套管等，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。GIS有單相封閉式和三相封閉式兩種不同結(jié)構(gòu)，三相封閉式比單相封閉式的總體尺寸小、部件少、安裝周期短，但額定電壓高時(shí)220kV級(jí)除斷路器以外的其他元件采用三相封閉式結(jié)構(gòu)，對(duì)330kv及以上等級(jí)則一般采用單相封閉式結(jié)構(gòu)。GIS中電力設(shè)備應(yīng)密封良好，設(shè)備密封不良SF6分解的有毒氣體會(huì)從設(shè)備中逸出，這時(shí)如無(wú)適當(dāng)?shù)耐L(fēng)，則由于其比重大會(huì)充滿管溝或密閉小室而使工作人員窒息。用SF6氣體作絕緣的電力設(shè)備的耐壓值，除了與氣體及極間距離有關(guān)外，還明顯地受到電極材料、電極表面粗糙度、電極面積和導(dǎo)電微粒污染等因素的影響，另外固體支撐絕緣子也會(huì)引起氣體中局部電場(chǎng)的畸變，使SF6氣體的放電特性發(fā)生變化。第二節(jié)GIS預(yù)防性試驗(yàn)技術(shù)一、GIS內(nèi)絕緣氣體的濕度和氣體泄漏試驗(yàn)1、SF6濕度檢測(cè)

SF6及其混合氣體中的水分(特別是在GIS中絕緣部件上凝露時(shí))會(huì)使氣體絕緣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度大為降低。此外，氣體中的水分還參與電弧作用下的分解反應(yīng)，生成許多有害的物質(zhì)，這些電弧副產(chǎn)物的形成不但造成設(shè)備內(nèi)部某些結(jié)構(gòu)材料的腐蝕、老化，而且在設(shè)備有氣體泄漏點(diǎn)時(shí)或在設(shè)備解體維修時(shí)可能對(duì)工作人員的健康產(chǎn)生影響。

測(cè)定GIS中SF6水分，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行操作程序，保證每次取樣過程、測(cè)量操作方式基本一致，對(duì)同一臺(tái)設(shè)備堅(jiān)持用同一微水測(cè)定儀測(cè)試，更容易掌握SF6氣體中含水量的變化，以提高實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的可比性。

大修后運(yùn)行中斷路器滅弧室氣室150300其他氣室250500SF6氣體濕度的測(cè)量采用微水測(cè)定儀，《規(guī)程》規(guī)定SF6氣體中水分含量見表6-2。

表6-2SF6氣體水分含量標(biāo)準(zhǔn)（ppm,V/V)在一年之中氣體中水分含量隨氣溫升高而升高，所以測(cè)試宜在夏天進(jìn)行，以獲得SF6絕緣設(shè)備中水分含量的最大值。2、SF6氣體泄漏檢測(cè)GIS中SF6氣體易漏部位主要包括：各檢漏口、焊縫、SF6氣體充氣嘴、法蘭連接面、壓力表連接管、滑動(dòng)密封底座、操動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)電桿與環(huán)氧樹脂密封處。檢漏儀雖多種多樣，但通常都由探頭、探測(cè)器和泵體三部分組成。

圖6-2給出了一種典型SF6氣體檢漏儀的工作原理。當(dāng)探側(cè)器中水銀燈電源合上，一定波長(zhǎng)的紫外線通過陽(yáng)極網(wǎng)照射在光陰極上，產(chǎn)生光電子，當(dāng)待測(cè)氣體進(jìn)入陰、陽(yáng)極板之間時(shí)，氣體中的O2和SF6被其間產(chǎn)生的光電子結(jié)合成O2-和SF6-的形式，這些離子按照各自的速度移動(dòng)，從而在兩極板之間產(chǎn)生電磁場(chǎng)。因?yàn)镺2-和SF6-的移動(dòng)速度不同，引起載流子流量的變化，從而可通過測(cè)試電阻檢測(cè)出SF6的含量。

對(duì)于大型GIS進(jìn)行定量探測(cè)，通常是通過設(shè)備制造中預(yù)留的檢漏口掛瓶檢漏，采集一定時(shí)間的SF6氣體，再去測(cè)量氣體濃度，計(jì)算漏氣率。對(duì)于小型GIS設(shè)備也有采取整體扣罩法，將設(shè)備整體都罩住，一定時(shí)間后用檢漏儀測(cè)定罩內(nèi)的SF6氣體的濃度。《規(guī)程》規(guī)定，GIS設(shè)備年漏氣率不大于1％。

二、GIS中電力設(shè)備的其他絕緣檢測(cè)

GIS中主要電力設(shè)備有：斷路器、并聯(lián)電容器、電流/電壓互感器、避雷器等。避雷器：測(cè)量運(yùn)行電壓下的全電流、阻性電流或功率損耗，測(cè)量值與初始值比較應(yīng)無(wú)明顯變化，當(dāng)阻性電流增加一倍時(shí)，應(yīng)停電檢查。測(cè)量時(shí)，應(yīng)記錄環(huán)境溫度、相對(duì)濕度和運(yùn)行電壓。測(cè)量應(yīng)在瓷套表面干燥時(shí)進(jìn)行。必要時(shí)在環(huán)境溫度5—35℃下，測(cè)量每節(jié)避雷器在工頻參考電流下的工頻參考電壓。整相避雷器有一節(jié)不合格，應(yīng)更換該節(jié)避雷器，或整相更換。三、GIS現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)的目的是檢查總體裝配的絕緣性能，防止投運(yùn)時(shí)出現(xiàn)絕緣故障，也就是為了消除運(yùn)輸和安裝中可能造成的導(dǎo)致內(nèi)部故障的意外因素，因此只要求其試驗(yàn)電壓值不低于工廠試驗(yàn)電壓的80％?，F(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)應(yīng)在設(shè)備完全安裝好、并充以額定密度氣體的情況下進(jìn)行?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)電壓值為：(1)交流電壓試驗(yàn)不低于出廠電壓的80％，耐壓1min。

(2)雷電沖擊和操作沖擊試驗(yàn)時(shí)，分別不低于工廠中相應(yīng)試驗(yàn)電壓的80％。正、負(fù)極性各施加三次試驗(yàn)電壓，且在進(jìn)行沖擊耐壓前應(yīng)先使試品承受5min的最高工作電壓（中性點(diǎn)接地系統(tǒng)為Um/,中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)為Um）。對(duì)于220kV及以下的GIS工廠中不做操作沖擊電壓試驗(yàn)，這種情況下現(xiàn)場(chǎng)操作沖擊耐壓值取為現(xiàn)場(chǎng)雷電沖擊試驗(yàn)電壓的80％。第三節(jié)GIS在線檢測(cè)與診斷技術(shù)目前，GIS絕緣在線檢測(cè)與診斷最有效的方法就是局部放電檢測(cè)。局部放電測(cè)試已列入GIS型式試驗(yàn)、例行試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)項(xiàng)目之中。一、局部放電電量在線檢測(cè)：對(duì)GIS進(jìn)行局部放電電量檢測(cè)，可以進(jìn)行早期故障診斷，判斷GIS的絕緣狀態(tài)。目前較常用的方法有以下幾種：1.外部電極法：

該系統(tǒng)可采用脈沖鑒別法以區(qū)分外來(lái)干擾及內(nèi)部局部放電。由于采用了一對(duì)外部電極，因而可以將脈沖的相位關(guān)系等信息顯示出來(lái)，在此基礎(chǔ)上有可能分出哪個(gè)氣室發(fā)生了局部放電。

2．接地線電磁耦合法當(dāng)GIS內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，GIS外殼接地線中流過的電流除工頻分量外、還有高頻脈沖，可通過鐵磁線圈耦合進(jìn)行測(cè)量。3．絕緣子中預(yù)埋電極法利用事先已埋在絕緣子里的電極作為探測(cè)傳感器進(jìn)行內(nèi)部局部放電的測(cè)量，可測(cè)量處于400kHz左右頻率的衰減波的振幅。

4．超高頻檢測(cè)法近年來(lái)發(fā)展的超高頻局部放電檢測(cè)法，是一種采用超高頻率信號(hào)進(jìn)行局部放電檢測(cè)的方法。該方法是在GIS殼內(nèi)預(yù)置一種薄膜電容器，電容量約數(shù)千皮法，在GIS殼外通過阻抗匹配器采集信號(hào)，測(cè)量?jī)x器全部置于殼外。其檢測(cè)原理和等值電路如圖6—6所示.圖6-6超高頻局部放電檢測(cè)原理

二、局部放電非電量在線檢測(cè)1．機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)法由于GIS內(nèi)部局部放電使金屬容器壁產(chǎn)生振動(dòng)，故用超聲波也可以測(cè)局部放電。對(duì)GIS中局部放電引起的振動(dòng)可采用微音器、超聲探頭或振動(dòng)加速度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。由于局部放電引起的GIS密封外殼的振動(dòng)很小，所以必須提高檢測(cè)的靈敏度和抗干擾技術(shù)，測(cè)量機(jī)械振動(dòng)波的最大優(yōu)點(diǎn)是易于定位，只要按順序移動(dòng)儀器的探頭，便可準(zhǔn)確地找出故障點(diǎn)。2．氣體檢測(cè)法當(dāng)GIS內(nèi)部發(fā)生故障放電時(shí)，局部放電形成的高溫將產(chǎn)生金屬蒸氣，會(huì)引起SF6氣體產(chǎn)生分解，生成化學(xué)性質(zhì)很活潑的氣體。用化學(xué)分析法對(duì)這些被分解的氣體進(jìn)行檢查，測(cè)量H+或F-離子含量，就可推斷SF6的分解情況，測(cè)出GIS內(nèi)部發(fā)生的局部放電。利用氣體檢測(cè)器進(jìn)行酸度測(cè)量十分靈敏、方便。圖6-9給出了一種簡(jiǎn)易的氣體分解物檢測(cè)儀。圖6-7氣體分解物檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)示意圖

3．光學(xué)檢測(cè)法

由于局部放電伴隨著光輻射，若在GIS內(nèi)