在最初的時候,GlS設備的使用量較少,認為(wéi)GlS設備屬於免維護設備,所以GlS故(gù)障的監測技術相對落後,如果發生故障則需要投入(rù)大量的人(rén)力(lì)物力和時間進行故障檢修。
因此(cǐ),為了預防(fáng)GIS設備出現局部放電故障,完善和加強對GIS設備運(yùn)行(háng)的監測顯得(dé)尤為重要,所以急迫需要用一(yī)種能(néng)有(yǒu)效評估GIS設備內部絕緣狀況的方法來分析判斷以達到發現設備內部存(cún)在的安全隱患(huàn)的(de)目(mù)的。許多專家學者對此提出了許多方法,其中GIS局部放電在線監測技(jì)術是一種較高效的方法(fǎ),可以用其檢測GIS設備的內部絕緣情(qíng)況,實現GIS設備的可控和在控。
GIS局部放電在線監測的方法主要有以下幾種:
(1)超聲波檢測法
GIS發生局部放電時,會(huì)產生包含(hán)橫波、縱波和表麵波的超聲波脈衝(chōng)。這(zhè)些超(chāo)聲波脈衝中隻有縱波能在SF6氣體中傳(chuán)播而且衰減快。而縱波和橫波都能在固體(包括帶電導體、金屬殼體和絕緣子等(děng))中傳播,並且橫(héng)波在固(gù)體中傳播的衰減(jiǎn)微小。因(yīn)為超聲波的方向較強以及波長較短,造成超聲波(bō)的能量比較集中。因(yīn)此可以(yǐ)使用(yòng)壓電式加速(sù)度計檢測超聲波在設備(bèi)外壁釋放能量產生的震動(dòng),或者使用(yòng)超聲波探頭檢測四麵傳播的球(qiú)麵波(bō)形(xíng)式的超聲波信號,就可以有效檢測GIS設備內部局部放電狀況。超聲波檢測法一般都會采用外(wài)部測量裝置(zhì)。在檢測的過(guò)程中與GIS設備的電氣回路無直接聯係,不會影響GIS設備本體的工作。但易受外界幹擾嚴重,而且檢測過(guò)程(chéng)中聲信號衰減(jiǎn)很嚴重,容易混淆,且檢測針對性較強,某些缺陷無法檢測。超聲局放測試儀如圖所示。

GHPD-011超聲波局部放電測試儀
(2)紅外檢測(cè)法
紅外(wài)測量利用紅外熱像儀的熱成像原理(lǐ)實現熱點測量。在GIS變電設備的狀態(tài)在(zài)線監測工作中(zhōng)利用紅外熱像儀對GIS設備的各部(bù)位、包(bāo)括內壁外腔、外部(bù)接頭(tóu)和冷卻裝置控製櫃(guì)內元件的運行溫度進行時間規律且針對性的監測(cè)。紅外檢測法就是利用局部放電會(huì)造成局部溫度(dù)驟升的特點來進行檢測。因(yīn)為SF6對紅外(wài)光有強烈(liè)的吸收作用,所以紅外檢測難以穿越SF6氣體(tǐ),達到檢測設備內部(bù)缺陷的目的,故當其內部產生熱故障時,難以依靠(kào)紅外(wài)檢測(cè)方(fāng)法這種單一手段進行診斷。所以紅(hóng)外檢測(cè)法一般用於定期巡(xún)檢。(3)化學檢測法(fǎ)
當GIS設備內部發(fā)生局部放(fàng)電時(shí),SF6氣體(tǐ)可能生成SF4,SO2,SOF2,SO2F2等有毒(dú)氣體和一些其他無毒成份,化學檢測法的原理就是通過化學手段檢測生成物質的濃度和組份,經過對比分析就能判斷是否發生局部放電。化學檢測法的優點是檢測結(jié)果不受外界電磁幹擾的(de)影響。缺點是雖然國內外己經有很多研究關於分解生成氣體與局部放電的關係(xì),但現在還不能明確證明SF6氣體組(zǔ)分(fèn)與局部放電類型的關係,換言之,目前的(de)研究仍(réng)無法利(lì)用化學檢測法準確判斷局放類型。
(4)光學檢測法
因為光電倍增器的性能(néng)非常強大(dà),甚至能檢測單個光子的發射,所以在(zài)目前的檢測技術中局部放電的光輻射檢測(cè)可能是最靈敏的局部放電(diàn)檢測手段。光(guāng)輻射主(zhǔ)要(yào)集中在紫外帶(UV),因為GIS設(shè)備內部的(de)SF6會吸(xī)收大量的(de)光,所以檢測時需要縮短檢測距離並使用石英透鏡。光學檢測法對於己知的(de)放電點檢測非常有效,但(dàn)對於檢測未知的放電源的檢測效果就大打折扣。這種方法還(hái)有一個缺點就是檢測設備要安裝在GIS內部,所以不適合在(zài)線監測的應用。(5)常規電氣檢測法(脈衝電流(liú)法)
1981年,IEC正式提出了脈衝電(diàn)流法這種局部放電檢測方法,並迅(xùn)速被廣(guǎng)泛采用。對於整個(gè)外部電路而言,GIS設備能看作一個有電荷損耗的集中電容,因此安裝在設備外部的耦合電容傳感(gǎn)器就能檢測(cè)到發生局部放(fàng)電時的放(fàng)電電量,脈衝(chōng)電(diàn)流法(fǎ)得(dé)優點是能在非常寬的頻(pín)率(lǜ)範圍(40kHz-1MHz)裏保持良好的傳輸特性,有較高的靈敏度。缺點為容易受到外界電磁幹擾,需屏蔽檢測,無(wú)法檢(jiǎn)測GIS整體,所以不適(shì)合(hé)用於GIS局部放電在線監測。其原理如圖所示。
脈衝電(diàn)流法原理示意圖