GIS局部放电的常用检测技术原理

特高频法:UHF法目前已经应用到GIS生产和运行中,它是一种利用特高频频率信号进行局部放电在线监测的方法。在UHF法中传感器并非起耦合的作用,而是接收UHF信号的天线。

GIS内部发生局部放电时,由于放电点处电荷的迅速转移,形成持续时间很短的电流脉冲(ns级),并产生频率分量极其丰富的电磁信号(高达GHz),通过传感局部放电所产生的电信号进行局部放电检测,有可能实现较高的灵敏度,并能够及时发现早期的的局部放电。

GIS局部放电在线检测 要求在GIS运行的现场条件下进行检测,由于电晕放电等原因,现场条件下存在 大量的电磁干扰信号。干扰信号的强度有可能远远大于所要检测的局部放电信号,使得局部放电检测的 电信号传感器无法实现。GIS局部放电检测的UHF传感方法正是针对抗电磁干扰问题提出的。并在UHF频段内选择合适的频段进行局部放电的电信号传感,其抗电磁干扰原理是:GIS运行现场的干扰源主要有:架空线和变电站母线上的电晕放电,导体接触不良产生的电弧放电,站内可控硅产生的强电脉冲,其他设备内部的放电,无线电波,载波通讯,系统内开关动作等。研究表明,这些干扰主要集中在300MHz以下频段。

虽然也存在特高频干扰信号,由于传播路径上衰减很快,并且很容易被屏蔽,因此一般不能到达GIS。相比之下,GIS的同轴结构是一个良好的波导,其内部的局部放电辐射出的特高频电磁波可在内部有效地传播,因此,选择特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中干扰,显着提高了局部放电检测的信噪比(S/N)。

声波监测法:由于GIS内工作场强很高,可能发生以下几种局部放电:载流导体表面缺陷,如有毛刺、尖角、设计不合理、导体表面的电场强度过高等。绝缘体与导体的交界面上存在气隙,这种气隙可能是在产品制造时残留的,也可能是在使用中热胀冷缩形成的。气隙中分配的场强高,而气隙本身的击穿场强又低,于是在气隙中首先产生放电。浇注绝缘体中的缺陷,如气泡、裂缝等产生的放电。在SF6中导电微粒在强电场下产生的放电。导体部分接触不良等。内部放电发生时,会产生声波信号。声波在GIS中衰减很大,而且随着频率的增高而增大。声波在固体材料中的传播有横波和纵波两种方式,纵波速度快,衰减也快。横波速度慢,衰减也慢。因此贴在GIS外壳的声传感器测得的声波,往往是沿离金属材料最近的方向传到金属体后,以横波的形式传播。研制便携式局部放电带电检测仪的目的是通过将外接探头贴敷在GIS表面,探测到声波信号。迅速判断放电强度、频率、位置。

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