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ca88基于UHF的GIS局部放电检测技术的研究

发布日期:2021-04-22 18:09

  以结构紧凑、可靠性高等优点逐渐成为超高压电力系统中的主流设备。但由于制造、运输、现场装配等多种原因,不可避免地存在绝缘缺陷而影响其长期可靠的运行。鉴于绝缘介质在发生击穿前都会产生监测可以发现绝缘的早期故障。目前,测量GIS的局部放电的方法有光电法、化学气体分析法、超声检测法和高频CT耦合检测法等,由于受灵敏度和设备运行情况的限制,这几种方法在实际中难以推广,而超高频法可以有效地避开电力系统的电晕和广播电视无线电干扰,灵敏度高,可实现定位,适合于现场带电检测和在线 超高频局部放电

  UHF(0.3~3GHz)频段内选择合适的频段进行局部放电的电磁波信号检测。GIS设备运行现场的干扰源主要集中在300MHz以下频段,而在300MHz以上频段的衰减很快,并且很容易被屏蔽。选择超高频段的电磁信号作为检测信号,可以避开常规电气测试方法中难以识别的电力系统干扰,显著提高局部放电检测的信噪比[2]。UHF法的优点是原理简单、运用方便,由于所测信号的时差在ns级,不仅需要测量设备具有很高的采样率和频宽,还要求被测信号的起始脉冲清晰,以读取信号的起始时间。由于GIS中盆式绝缘子通常是环氧树脂材料,对电磁波信号的衰减较小,因此,UHF定位法得到了广泛应用。2 GIS中典型的放电类型

  GIS中典型的放电类型分为:母线电晕(固定粒子放电)、壳体电晕(固定粒子放电)、自由粒子放电、浮动电极放电、绝缘缺陷放电。

  UHF传感器是UHF局部放电在线监测系统的关键,用来检测GIS中由局部放电所激发的频率为300MHz~3GHz的电磁谐振波,通常它要具备抑制低频(300MHz以下)干扰的能力。UHF传感器根据安装方式可分为内置式和外置式两种[3]。内置传感器可获得较高的灵敏度,但对制造安装的要求较高,特别是对早期设计制造的GIS安装内置传感器通常是不可行的,这时只能选择外置传感器。相对于内置传感器,ca88,外置传感器的灵敏度要差一些,但安装灵活、不影响系统的运行、安全性较高,因而也得到了较为广泛的应用[4][5]。

  试验采用退役的110kV GIS罐体,如图3所示[6][7],充纯SF6气体0.43Mpa。在该段GIS上设置了如下缺陷:

  天线电缆连接并加一20dB前置放大器。连接的频谱分析仪可采集9kHz~1.8GHz的频域信号。从试验变压器高压端取一分压信号,通过电压比较器得到频谱分析仪的外部触发信号,即在工频过零相位时触发频谱分析仪并开始采样。试验时先采集无电压时背景频谱,再给GIS加压使其产生局部放电,ca88用频谱分析仪采集宽频带的频谱图,比较背景频谱和产生局放的频谱确定局放电磁信号分布在哪个频带,再用窄带法检测。

  图4为实验室背景频谱和不同类型的局放频谱图(dB的基准为mW)。前者在0.72GHz附近和0.9~1GHz间都存在固定干扰,故用高频宽带法测量时,选取1.0~1.8GHz频段。该频带采集信号可有效避免外界干扰(包括电晕、电台、电视、手机),所得到的3种缺陷频谱见图5。可见3者整体线形分布存在差异,可作为模式识别特征参数提取,同时还可见同类故障在不同电压下的频域分布大致相同,仅幅值随着电压的升高变大[8][9]。

  采用超高频法对GIS中3种典型绝缘缺陷类型进行了试验研究。固定金属微粒、金属粉末、含气泡的盆式绝缘子都有各自不同的特征频谱,有效结合宽带和窄带频谱分析法,利于模式识别特征参数提取,能够更加准确定位故障的类型,进而指导下一步检修工作。

  1. 张鸣超;王建生;邱毓昌 GIS中局部放电测量用超高频传感器[期刊论文]-电网技术 1998(08)

  6. 李忠,张晓枫,陈杰华,等.外部传感器超高频GIS局部放电检测技术[J].西安交通人学学报,2003,32(12)26-28