GIS局部放電檢測(cè)儀的主要方法及應(yīng)用范圍

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一、GIS 局部放電的特殊性與檢測(cè)重要性

封閉性：設(shè)備完全密封，無(wú)法直接接觸內(nèi)部部件，必須采用非侵入式檢測(cè)方式。
絕緣介質(zhì)特性：內(nèi)部填充高氣壓 SF6 氣體，絕緣性能優(yōu)異，但一旦存在缺陷，放電發(fā)展速度極快，易迅速演變?yōu)樵O(shè)備故障。
典型缺陷類(lèi)型：GIS 內(nèi)部放電缺陷具有明顯典型性，主要包括：

故障后果嚴(yán)重：GIS 作為變電站核心設(shè)備，其故障會(huì)導(dǎo)致大面積停電，且維修周期長(zhǎng)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。

對(duì) GIS 進(jìn)行局部放電檢測(cè)，是發(fā)現(xiàn)早期絕緣缺陷、預(yù)防突發(fā)性故障的最有效手段，能為設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行提供關(guān)鍵保障。

針對(duì) GIS 的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)，主流檢測(cè)方法如下：

【當(dāng)前最主流、最靈敏的檢測(cè)方法】

原理：GIS 內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生上升沿為納秒級(jí)的電流脈沖，進(jìn)而激發(fā)出頻率介于 300MHz ~ 3GHz 的電磁波，該電磁波可在 GIS 腔體內(nèi)以波導(dǎo)形式遠(yuǎn)距離傳播。
傳感器：通過(guò)安裝在 GIS 盆式絕緣子上的內(nèi)置或外置 UHF 傳感器（耦合器）接收電磁波信號(hào)。
優(yōu)點(diǎn)：靈敏度極高，可檢測(cè)幾個(gè)皮庫(kù)的微弱放電；抗干擾能力強(qiáng)，能避開(kāi)常規(guī)電力系統(tǒng)電暈等低頻（<300MHz）干擾；支持定位功能（利用多個(gè)傳感器信號(hào)的時(shí)間差）；可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，不影響設(shè)備正常運(yùn)行。
缺點(diǎn)：難以對(duì)絕對(duì)放電量進(jìn)行標(biāo)定，通常采用 dBm 等相對(duì)值表示信號(hào)強(qiáng)度；傳感器安裝位置對(duì)檢測(cè)效果影響較大。

原理：局部放電發(fā)生時(shí)，會(huì)伴隨產(chǎn)生聲波和超聲波信號(hào)（頻率通常為 20kHz ~ 300kHz），這些信號(hào)通過(guò) SF6 氣體和 GIS 殼體進(jìn)行傳播。
傳感器：將超聲波傳感器吸附在 GIS 金屬外殼外部，接收聲信號(hào)。
優(yōu)點(diǎn)：定位精度極高，是物理定位的最佳方法，通過(guò)對(duì)比信號(hào)到達(dá)不同傳感器的時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)米級(jí)甚至分米級(jí)精確定位；完全非侵入式，傳感器安裝靈活；對(duì)體外電磁干擾不敏感。
缺點(diǎn)：信號(hào)在金屬和氣體中衰減明顯，檢測(cè)范圍有限；易受環(huán)境噪聲（如風(fēng)雨、振動(dòng)等）干擾；靈敏度通常低于特高頻法。

原理：內(nèi)部放電產(chǎn)生的電磁波部分會(huì)通過(guò)盆式絕緣子縫隙泄漏，在 GIS 金屬外殼上形成暫態(tài)地電壓脈沖。
傳感器：使用 TEV 傳感器在殼體接縫處檢測(cè)暫態(tài)地電壓信號(hào)。
優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備便攜，操作流程簡(jiǎn)單。
缺點(diǎn)：主要適用于開(kāi)關(guān)柜，對(duì)全封閉 GIS 的檢測(cè)靈敏度較低，實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景較少。

絕緣缺陷早期診斷：在耐壓試驗(yàn)和設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自由金屬顆粒、導(dǎo)體尖刺等各類(lèi)典型絕緣缺陷。
故障定位：結(jié)合特高頻法和超聲波法的優(yōu)勢(shì)，可精確鎖定放電缺陷所在的氣室或具體位置，大幅縮短檢修時(shí)間、縮小檢修范圍。
質(zhì)量控制：

出廠(chǎng)試驗(yàn)：作為 GIS 制造完成后的必檢項(xiàng)目，保障產(chǎn)品出廠(chǎng)質(zhì)量；
現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)：安裝完成后，與交流耐壓試驗(yàn)同步進(jìn)行（符合 IEC 62271-203 標(biāo)準(zhǔn)要求），可在高電壓條件下發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸和安裝過(guò)程中產(chǎn)生的新缺陷，這是國(guó)際通用慣例。