電氣設(shè)備絕緣檢測(cè)與診斷1

第六章GIS檢測(cè)與診斷第一節(jié)GIS絕緣構(gòu)造特性第二節(jié)GIS預(yù)防性實(shí)驗(yàn)技術(shù)第三節(jié)GIs在線檢測(cè)與診斷技術(shù)第一節(jié)GIS絕緣構(gòu)造特性GIS內(nèi)部包括母線、斷路器、隔分開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、各種開(kāi)關(guān)及套管等，內(nèi)部構(gòu)造如圖6-1所示。GIS有單相封鎖式和三相封鎖式兩種不同構(gòu)造，三相封鎖式比單相封鎖式的總體尺寸小、部件少、安裝周期短，但額定電壓高時(shí)220kV級(jí)除斷路器以外的其他元件采用三相封鎖式構(gòu)造，對(duì)330kv及以上等級(jí)那么普通采用單相封鎖式構(gòu)造。GIS中電力設(shè)備應(yīng)密封良好，設(shè)備密封不良SF6分解的有毒氣領(lǐng)會(huì)從設(shè)備中逸出，這時(shí)如無(wú)適當(dāng)?shù)耐L(fēng)，那么由于其比艱苦會(huì)充溢管溝或密閉小室而使任務(wù)人員窒息。用SF6氣體作絕緣的電力設(shè)備的耐壓值，除了與氣體及極間間隔有關(guān)外，還明顯地遭到電極資料、電極外表粗糙度、電極面積和導(dǎo)電微粒污染等要素的影響，另外固體支撐絕緣子也會(huì)引起氣體中部分電場(chǎng)的畸變，使SF6氣體的放電特性發(fā)生變化。第二節(jié)GIS預(yù)防性實(shí)驗(yàn)技術(shù)一、GIS內(nèi)絕緣氣體的濕度和氣體走漏實(shí)驗(yàn)1、SF6濕度檢測(cè)SF6及其混合氣體中的水分(特別是在GIS中絕緣部件上凝露時(shí))會(huì)使氣體絕緣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度大為降低。此外，氣體中的水分還參與電弧作用下的分解反響，生成許多有害的物質(zhì)，這些電弧副產(chǎn)物的構(gòu)成不但呵斥設(shè)備內(nèi)部某些構(gòu)造資料的腐蝕、老化，而且在設(shè)備有氣體走漏點(diǎn)時(shí)或在設(shè)備解體維修時(shí)能夠?qū)θ蝿?wù)人員的安康產(chǎn)生影響。測(cè)定GIS中SF6水分，應(yīng)嚴(yán)厲執(zhí)行操作程序，保證每次取樣過(guò)程、丈量操作方式根本一致，對(duì)同一臺(tái)設(shè)備堅(jiān)持用同一微水測(cè)定儀測(cè)試，更容易掌握SF6氣體中含水量的變化，以提高實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的可比性。

大修后運(yùn)行中斷路器滅弧室氣室150300其他氣室250500SF6氣體濕度的丈量采用微水測(cè)定儀，<規(guī)程>規(guī)定SF6氣體中水分含量見(jiàn)表6-2。表6-2SF6氣體水分含量規(guī)范〔ppm,V/V)在一年之中氣體中水分含量隨氣溫升高而升高，所以測(cè)試宜在夏天進(jìn)展，以獲得SF6絕緣設(shè)備中水分含量的最大值。2、SF6氣體走漏檢測(cè)GIS中SF6氣體易漏部位主要包括：各檢漏口、焊縫、SF6氣體充氣嘴、法蘭銜接面、壓力表銜接納、滑動(dòng)密封底座、操動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)電桿與環(huán)氧樹(shù)脂密封處。檢漏儀雖多種多樣，但通常都由探頭、探測(cè)器和泵體三部分組成。圖6-2給出了一種典型SF6氣體檢漏儀的任務(wù)原理。當(dāng)探側(cè)器中水銀燈電源合上，一定波長(zhǎng)的紫外線經(jīng)過(guò)陽(yáng)極網(wǎng)照射在光陰極上，產(chǎn)生光電子，當(dāng)待測(cè)氣體進(jìn)入陰、陽(yáng)極板之間時(shí)，氣體中的O2和SF6被其間產(chǎn)生的光電子結(jié)合成O2-和SF6-的方式，這些離子按照各自的速度挪動(dòng)，從而在兩極板之間產(chǎn)生電磁場(chǎng)。由于O2-和SF6-的挪動(dòng)速度不同，引起載流子流量的變化，從而可經(jīng)過(guò)測(cè)試電阻檢測(cè)出SF6的含量。對(duì)于大型GIS進(jìn)展定量探測(cè)，通常是經(jīng)過(guò)設(shè)備制造中預(yù)留的檢漏口掛瓶檢漏，采集一定時(shí)間的SF6氣體，再去丈量氣體濃度，計(jì)算漏氣率。對(duì)于小型GIS設(shè)備也有采取整體扣罩法，將設(shè)備整體都罩住，一定時(shí)間后用檢漏儀測(cè)定罩內(nèi)的SF6氣體的濃度。<規(guī)程>規(guī)定，GIS設(shè)備年漏氣率不大于1％。二、GIS中電力設(shè)備的其他絕緣檢測(cè)GIS中主要電力設(shè)備有：斷路器、并聯(lián)電容器、電流/電壓互感器、避雷器等。避雷器：丈量運(yùn)轉(zhuǎn)電壓下的全電流、阻性電流或功率損耗，丈量值與初始值比較應(yīng)無(wú)明顯變化，當(dāng)阻性電流添加一倍時(shí)，應(yīng)停電檢查。丈量時(shí)，應(yīng)記錄環(huán)境溫度、相對(duì)濕度和運(yùn)轉(zhuǎn)電壓。丈量應(yīng)在瓷套外表枯燥時(shí)進(jìn)展。必要時(shí)在環(huán)境溫度5—35℃下，丈量每節(jié)避雷器在工頻參考電流下的工頻參考電壓。整相避雷器有一節(jié)不合格，應(yīng)改換該節(jié)避雷器，或整相改換。三、GIS現(xiàn)場(chǎng)耐壓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)耐壓實(shí)驗(yàn)的目的是檢查總體裝配的絕緣性能，防止投運(yùn)時(shí)出現(xiàn)絕緣缺點(diǎn)，也就是為了消除運(yùn)輸和安裝中能夠呵斥的導(dǎo)致內(nèi)部缺點(diǎn)的不測(cè)要素，因此只需求其實(shí)驗(yàn)電壓值不低于工廠實(shí)驗(yàn)電壓的80％?，F(xiàn)場(chǎng)耐壓實(shí)驗(yàn)應(yīng)在設(shè)備完全安裝好、并充以額定密度氣體的情況下進(jìn)展?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)電壓值為：(1)交流電壓實(shí)驗(yàn)不低于出廠電壓的80％，耐壓1min。

(2)雷電沖擊和操作沖擊實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別不低于工廠中相應(yīng)實(shí)驗(yàn)電壓的80％。正、負(fù)極性各施加三次實(shí)驗(yàn)電壓，且在進(jìn)展沖擊耐壓前應(yīng)先使試品接受5min的最高任務(wù)電壓〔中性點(diǎn)接地系統(tǒng)為Um/,中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)為Um〕。對(duì)于220kV及以下的GIS工廠中不做操作沖擊電壓實(shí)驗(yàn)，這種情況下現(xiàn)場(chǎng)操作沖擊耐壓值取為現(xiàn)場(chǎng)雷電沖擊實(shí)驗(yàn)電壓的80％。第三節(jié)GIS在線檢測(cè)與診斷技術(shù)目前，GIS絕緣在線檢測(cè)與診斷最有效的方法就是部分放電檢測(cè)。部分放電測(cè)試已列入GIS型式實(shí)驗(yàn)、例行實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)工程之中。一、部分放電電量在線檢測(cè)：對(duì)GIS進(jìn)展部分放電電量檢測(cè)，可以進(jìn)展早期缺點(diǎn)診斷，判別GIS的絕緣形狀。目前較常用的方法有以下幾種：1.外部電極法：該系統(tǒng)可采用脈沖鑒別法以區(qū)分外來(lái)干擾及內(nèi)部部分放電。由于采用了一對(duì)外部電極，因此可以將脈沖的相位關(guān)系等信息顯示出來(lái)，在此根底上有能夠分出哪個(gè)氣室發(fā)生了部分放電。2．接地線電磁耦合法當(dāng)GIS內(nèi)部發(fā)生部分放電時(shí)，GIS外殼接地線中流過(guò)的電流除工頻分量外、還有高頻脈沖，可經(jīng)過(guò)鐵磁線圈耦合進(jìn)展丈量。3．絕緣子中預(yù)埋電極法利用事先已埋在絕緣子里的電極作為探測(cè)傳感器進(jìn)展內(nèi)部部分放電的丈量，可丈量處于400kHz左右頻率的衰減波的振幅。4．超高頻檢測(cè)法近年來(lái)開(kāi)展的超高頻部分放電檢測(cè)法，是一種采用超高頻率信號(hào)進(jìn)展部分放電檢測(cè)的方法。該方法是在GIS殼內(nèi)預(yù)置一種薄膜電容器，電容量約數(shù)千皮法，在GIS殼外經(jīng)過(guò)阻抗匹配器采集信號(hào)，丈量?jī)x器全部置于殼外。其檢測(cè)原理和等值電路如圖6—6所示.圖6-6超高頻部分放電檢測(cè)原理二、部分放電非電量在線檢測(cè)1．機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)法由于GIS內(nèi)部部分放電使金屬容器壁產(chǎn)生振動(dòng)，故用超聲波也可以測(cè)部分放電。對(duì)GIS中部分放電引起的振動(dòng)可采用微音器、超聲探頭或振動(dòng)加速度計(jì)進(jìn)展丈量。由于部分放電引起的GIS密封外殼的振動(dòng)很小，所以必需提高檢測(cè)的靈敏度和抗干擾技術(shù)，丈量機(jī)械振動(dòng)波的最大優(yōu)點(diǎn)是易于定位，只需按順序挪動(dòng)儀器的探頭，便可準(zhǔn)確地找出缺點(diǎn)點(diǎn)。2．氣體檢測(cè)法當(dāng)GIS內(nèi)部發(fā)生缺點(diǎn)放電時(shí)，部分放電構(gòu)成的高溫將產(chǎn)生金屬蒸氣，會(huì)引起SF6氣體產(chǎn)生分解，生成化學(xué)性質(zhì)很活潑的氣體。用化學(xué)分析法對(duì)這些被分解的氣體進(jìn)展檢查，丈量H+或F-離子含量，就可推斷SF6的分解情況，測(cè)出GIS內(nèi)部發(fā)生的部分放電。利用氣體檢測(cè)器進(jìn)展酸度丈量非常靈敏、方便。圖6-9給出了一種簡(jiǎn)易的氣體分解物檢測(cè)儀。圖6-7氣體分解物檢測(cè)儀構(gòu)造表示圖3．光學(xué)檢測(cè)法由于部分放電伴隨著光輻射，假設(shè)在GIS內(nèi)部安裝光傳感器，就可以利用部分放電光特性進(jìn)展檢測(cè)。如圖6-10為光學(xué)檢測(cè)器原理框圖，包括高靈敏度的傳感器和控制單元。傳感器由裝在屏蔽電磁、光的鐵殼中的光