GIS特高頻在線(xiàn)監(jiān)測(cè)內(nèi)部探頭傳輸機(jī)理

國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司檢修分公司 姜 濤 李顯鵬

引言：隨著社會(huì)不斷的發(fā)展，電的使用已經(jīng)是每家每戶(hù)不可或缺的生活方式，有效的保證電路的安全是我們用電的核心保障，GIS的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有效的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人工帶電檢測(cè)方法的漏洞，其中GIS特高頻的內(nèi)部探頭傳輸機(jī)理可以高效的保障電力設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行和穩(wěn)定性。

GIS是以SF6氣體充當(dāng)絕緣體介質(zhì)的封閉氣體絕緣組合電氣為原理的一種監(jiān)測(cè)方法，GIS主要的優(yōu)點(diǎn)是：可靠性高、操作方便和占地面積小，因?yàn)檫@些特性被電氣企業(yè)廣泛應(yīng)用，移動(dòng)式的在線(xiàn)高頻檢測(cè)比傳統(tǒng)的帶電檢測(cè)優(yōu)勢(shì)更高，在探頭和GIS設(shè)備緊密協(xié)作的過(guò)程中，探頭可以快速、準(zhǔn)確的反饋用電數(shù)據(jù)。有效的防止絕緣事故的產(chǎn)生，保證電力設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。

1 GIS特高頻在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

1.1 特高頻監(jiān)測(cè)原理

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，電力設(shè)備廣泛存在著一種局部放電的情況，這種情況主要是因?yàn)殡娏υO(shè)備受周?chē)h(huán)境的影響，和聲、電氣、光等等因素產(chǎn)生的物理反應(yīng)或者化學(xué)變化，為了避免電力設(shè)備的絕緣系統(tǒng)遭到擊穿的情況，所以要針對(duì)局部放電的現(xiàn)象進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，維持電力設(shè)備的穩(wěn)定性，保證電力系統(tǒng)持續(xù)平穩(wěn)的進(jìn)行供電。

對(duì)局部放電進(jìn)行測(cè)量是有效保證GIS設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行的方法，它可以迅速的分辨出GIS系統(tǒng)內(nèi)部絕緣系統(tǒng)的完整性，在線(xiàn)檢測(cè)局部放電的問(wèn)題中，可以快速的通過(guò)圖譜的波形問(wèn)題進(jìn)行分析，這是需要長(zhǎng)期在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的過(guò)程，需要內(nèi)部探頭和電力設(shè)備的相互協(xié)作，在相互協(xié)作的過(guò)程中，需要保持相對(duì)穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

特高頻檢測(cè)方法最初是由英國(guó)Strathclyde大學(xué)提出，主要通過(guò)放電源到不同的傳感器的時(shí)間差對(duì)放電源精確定位，但是這種方法對(duì)傳感器要求很高，價(jià)格也較為昂貴，目前我們特高頻法對(duì)GIS進(jìn)行局放測(cè)試不僅價(jià)格低廉，而且對(duì)比于傳統(tǒng)的局部放電測(cè)量方法也有較高的優(yōu)勢(shì)。其中，使用特高頻法產(chǎn)生的電磁波，不僅可以在絕緣體中有良好的穿透能力，而且在檢測(cè)過(guò)程中，可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題；特高頻的電磁波不受高頻聲波的影響，在任何條件的高頻磁波都可以保持較高的準(zhǔn)確性；特高頻在監(jiān)測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的電磁波都是呈規(guī)律性的，所以可以根據(jù)這種規(guī)律進(jìn)行故障定位，對(duì)事故進(jìn)行高效的檢修；在特高頻監(jiān)測(cè)的過(guò)程中可以避開(kāi)大型變電現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的電暈磁場(chǎng)，便于隨時(shí)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。

1.2 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)干擾源及其消除

對(duì)于GIS設(shè)備，常采用特高頻檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)監(jiān)測(cè)的產(chǎn)品主要以DMS公司便攜式局放測(cè)試儀為主?，F(xiàn)階段，GIS設(shè)備面對(duì)的最大問(wèn)題是檢測(cè)時(shí)易受到變電站內(nèi)、變電站周?chē)鞣N干擾的影響，得不到準(zhǔn)確真實(shí)的數(shù)據(jù)；發(fā)現(xiàn)干擾源后，大部分干擾信號(hào)都很難徹底排除；檢測(cè)數(shù)據(jù)個(gè)體差異較大，其中的實(shí)效性有待提高；定位能力弱，對(duì)于GIS內(nèi)部的故障，不能進(jìn)一步精確定位，只能通過(guò)人力進(jìn)行排查。測(cè)試結(jié)果不具有抗干擾的能力，缺乏準(zhǔn)確性，判斷局放源及其數(shù)量的規(guī)則過(guò)于簡(jiǎn)單，導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。現(xiàn)場(chǎng)干擾會(huì)降低局部放電檢測(cè)的靈敏度，甚至導(dǎo)致誤報(bào)警和診斷錯(cuò)誤。因此，局部放電檢測(cè)裝置應(yīng)該將干擾抑制到可以接受的最低水準(zhǔn)[1]。

特高頻檢測(cè)技術(shù)主要是通過(guò)檢測(cè)局部放電產(chǎn)生的電磁信號(hào)，從而判斷局部放電是否存在，因?yàn)镚IS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，電磁波在系統(tǒng)中以波導(dǎo)的方式進(jìn)行工作。由于不同運(yùn)行環(huán)境、不同絕緣介質(zhì)產(chǎn)生的不同類(lèi)型的局部放電現(xiàn)象，其產(chǎn)生的電磁波頻帶范圍很難確定，有很大一部分可能是特高頻傳感器對(duì)某一特定類(lèi)型局放產(chǎn)生的電磁信號(hào)檢測(cè)效果并不靈敏，但是可以通過(guò)其它傳感器進(jìn)行彌補(bǔ)，如超聲傳感器。另外，變電站環(huán)境中其很多它原因產(chǎn)生的電磁信號(hào)如：移動(dòng)通訊信號(hào)、廣播信號(hào)、各種旋轉(zhuǎn)電機(jī)等，如果這些電磁波沒(méi)有在特高頻傳感器的頻率范圍內(nèi)，就會(huì)對(duì)局放檢測(cè)結(jié)果造成干擾。此時(shí)判斷干擾的來(lái)源直接影響判斷局部放電是否存在的結(jié)果。

接觸式超聲傳感器是將傳感器貼在電力設(shè)備表面，檢測(cè)局放產(chǎn)生的超聲波信號(hào)在電力設(shè)備表面金屬板中傳播所感應(yīng)的振動(dòng)現(xiàn)象，這種檢測(cè)方式容易受到外界聲音及電力設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中自身振動(dòng)的干擾，且由于聲信號(hào)衰減較大，接觸式傳感器要離放電點(diǎn)較近時(shí)，才能有效的檢測(cè)到放電信號(hào)。

現(xiàn)場(chǎng)干擾將降低局部放電檢測(cè)的有效性，甚至?xí)?dǎo)致電磁波診斷錯(cuò)誤。因此，在局部放電檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)采取措施抑制干擾，將干擾的影響控制在可以接受的水平。

2 在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

利用GIS系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，主要是由三個(gè)部分組成，其中包括：信號(hào)處理、人機(jī)交互和信號(hào)采集共同組成，其中的監(jiān)測(cè)過(guò)程主要是由局部放電產(chǎn)生的電磁波被信號(hào)采集系統(tǒng)收集，然后經(jīng)過(guò)電路把電磁波擴(kuò)大，然后同步傳輸給信號(hào)處理單元，通過(guò)把電磁波的波長(zhǎng)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)化，在把數(shù)字進(jìn)行人機(jī)交互界面的處理，然后傳送給監(jiān)測(cè)人員，監(jiān)測(cè)人員在根據(jù)振幅的強(qiáng)弱對(duì)局部放電進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，形成準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表。

3 超聲檢測(cè)法防干擾

在局部放電超聲檢測(cè)中，干擾抑制主要有局部放電超聲波檢測(cè)、加強(qiáng)測(cè)試值和背景值得比較和使用接地儀器三種方式。

在局部放電超聲波檢測(cè)中，不受電磁干擾，但應(yīng)在測(cè)試過(guò)程中注意采取減少環(huán)境中聲噪音的措施，如關(guān)閉高壓室風(fēng)機(jī)等。并在測(cè)試過(guò)程中保持傳感器靜止不受振動(dòng)影響。

當(dāng)儀器不用電池工作時(shí)，儀器必須接地。當(dāng)使用獨(dú)立的接地線(xiàn)時(shí)，儀器的電源插頭最好不帶接地的插座。由于GIS殼體的環(huán)流，沿殼體的電位是不同的，這可能會(huì)在殼體和傳感器之間引起小的局放，這種放電會(huì)對(duì)聲記錄產(chǎn)生干擾，它在相位圖中顯示為“垂直線(xiàn)”。為了避免這種干擾，應(yīng)使用獨(dú)立的接地線(xiàn)使儀器在傳感器所在區(qū)域附近的GIS結(jié)構(gòu)上接地。這樣，可能產(chǎn)生放電的電位差就沒(méi)有了。

加強(qiáng)測(cè)試值與背景值的比較，并可通過(guò)耳機(jī)直觀辨別干擾或者局放信號(hào)。

4 結(jié)語(yǔ)

GIS特高頻在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)是現(xiàn)階段主要應(yīng)用于局部放電的監(jiān)測(cè)方法之一，對(duì)比于傳統(tǒng)的測(cè)試方法，GIS在線(xiàn)系統(tǒng)不僅可以對(duì)局部放電進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，還可以給監(jiān)測(cè)人員提供精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，而且特高頻技術(shù)具有價(jià)格低廉，工作量少等特性，其中內(nèi)部探頭傳輸機(jī)理也有著靈活、便捷的特性，這二者緊密相連的協(xié)作，不僅保障了電力設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)也為電力實(shí)業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。