浅谈提高GIS设备内部缺陷检出率的措施

浅谈提高GIS设备内部缺陷检出率的措施

王政

（国网山东省电力公司滨州供电公司山东滨州256600）

摘要：GIS设备完全封闭，一旦发生故障，检修处理难度大，停电时间较长恢复供电慢，所造成的影响比敞开式的电力设备要严重的多。为保障GIS设备的安全运行，从设备监造、交接试验、带电检测等方面提出了提高GIS内部缺陷检出率的有效措施。通过实施，公司GIS内部缺陷检测水平得到提升，有效保障了电网的安全可靠运行。

关键词：GIS设备；缺陷检出率；措施

随着电网建设的发展，变电站建设中由于场地条件、地址状况和环境条件的限制，使用GIS设备的情况越来越多。目前，公司所辖变电站GIS的覆盖率达74%。GIS技术上的先进性及经济上的优越性显著，得到了广泛应用，但是一旦发生故障，造成损失巨大。尤其是当内部发生放电故障，或者因为缺陷需要检修时，涉及的停电范围大，导致所需停电的时间长，影响到整个电网的安全稳定运行。对其进行缺陷的检测，及时发现潜在的缺陷，对保证其正常安全可靠运行具有重要意义。

目前对于GIS常用的故障缺陷检测手段主要包括：投运前的现场试验（主回路电阻测量、元件试验、SF6密封性试验及湿度检测、SF6压力表动作特性检查、交流耐压试验）和运行后的带电检测（超声波局部放电检测、特高频局部放电检测、红外测温、红外检漏、SF6气体成分分析、SF6气体湿度检测）。GIS投运后，供电企业投入大量的人力和物力来开展带电检测工作。

1、制约因素分析

当前，一定因素的存在制约了带电检测工作的有效开展，进而影响到GIS内部缺陷的有效检测，总结如下：

（1）对GIS设备开展带电检测任务时超声波局部放电检测、特高频局部放电检测、红外测温都存在测试点选择的问题。当前不同的班组人员在从事带电检测工作时，往往存在测试点偏差的问题。因此，在进行不同时期的数据对比时有效性较差，不利于数据的横向和纵向对比。

（2）GIS设备运行后的带电检测项目主要有超声波局部放电检测、特高频局部放电检测、红外测温、红外检漏、SF6气体成分分析、SF6气体湿度检测。无论哪种检测方法均有一定的局限性，无法将GIS的运行状态客观、全面、真实的反映出来，还会出现误判的可能。由于放电类型能量的释放形式不同、各种检测方法的实用性与灵敏度也存在差异。

（3）部分GIS设备的设计并不满足特高频局部放电检测的要求。部分厂家的GIS设备采用了带有金属屏蔽的盆式绝缘子且没有预留便于特高频检测的窗口（浇注口）或者浇注口的金属封堵片无法打开，导致无法进行检测。另外，在进行局部放电检测时，部分GIS设备因高度太高、空间狭小等因素不满足安全作业的条件，由于设备结构上的原因，部分测试点需要检测人员钻爬设备才能到达，存在一定的安全隐患，影响带电检测工作的有效开展。

（4）局部放电带电检测时，变电站设备大多处于正常运行状态中，测量环境中的电磁辐射、噪声、振动等大量存在，严重影响测量准确性。在超声波局部放电检测过程中，现场最常见的两种干扰为：外部电晕噪声干扰以及磁滞噪声干扰，在特高频局部放电检测过程中，常见的干扰有：雷达干扰、移动电话干扰、荧光灯干扰和电机干扰等。干扰信号的存在，极大的影响了局部放电的准确定位和缺陷类型识别。

2、主要措施

GIS常见的缺陷类型有：发热型缺陷及放电型缺陷。发热性缺陷主要包括导电回路接触不良、绝缘整体受潮老化等引起的发热；放电型缺陷主要表现为局部放电和内部闪络击穿，主要原因总结为部件材质自身的质量不过关、GIS内部存在大量自由微粒、悬浮电位放电；通过对GIS常见的缺陷类型的深入分析及现场工作中制约因素的分析，提出了提高GIS内部缺陷检出率的措施，从出厂监造、交接试验、带电检测等方面等多个方面加强管控，从源头上解决GIS故障多发的问题，保证设备和电网的安全运行。

2.1规范GIS设备的监造管理

加强GIS设备监造管理，做好出厂质量控制。GIS设备监造目的是协助和促进制造厂保证GIS的制作质量，严格把好质量关，努力消灭常见性、多发性、重复性质量问题，把产品缺陷消除在出厂之前，防止不合格产品出厂。通过对监造，特别是主回路电阻测量断、路器机械试验、隔离开关机械试验、接地开关机械试验、隔离开关和接地开关机械操作试验、联锁试验、SF6气体密封性试验、SF6气体湿度测量、辅助和控制回路绝缘试验、主回路绝缘试验（带局部放电测量）等出厂试验见证工作的实施应用、有效地降低了制造过程中缺陷带入电网的概率、力求确保进入系统的GIS无先天缺陷。在监造过程中，做好出厂试验数据的整理工作，对在出厂试验中存在问题的设备，在交接试验中加强关注。

2.2重视GIS设备交接验收试验管理

GIS现场试验是检查设备在包装、运输、储存和安装过程中是否出现异常现象的有效检测方法，是产品质量保证体系的重要环节。GIS设备投运前的现场试验主要有：主回路电阻测量、元件试验、SF6密封性试验及湿度检测、SF6压力表动作特性检查、交流耐压试验。严格落实反措要求：GIS设备主回路（PT、避雷器与主回路断开）、罐式断路器现场交接耐压试验完成后，在（Ur：GIS的额定电压）电压下进行局部放电检测；GIS设备恢复PT、避雷器与主回路连接后，应在电压下进行PT、避雷器间隔的局部放电检测。

对重要试验项目做到严把关、高要求，对在试验过程中出现的问题及时进行分析处理、并编制报告。交接试验中，建立交接验收卡。做好交接试验中各项数据的记录，便于设备投运后续检测数据的对比。另外，对于在交接试验中存在异常缺陷并经处理后正常投运的设备，重点作好记录，投运后缩短检测周期加强检测，可以有效避免再次缺陷的发生。严把GIS投运前的最后一道质量关、确保进入系统的设备没有先天缺陷，提高电网设备的可靠性。

2.3合理开展GIS带电检测工作

2.3.1实施标准化带电检测作业

在超声波局部放电检测点、特高频局部放电检测点、红外测温检测点固定二维码标签。专用条形码信息包括检测点编号、GIS设备信息等内容，并保存至带电检测管理系统。每次开展带电检测工作时通过移动终端扫取二维码信息，调用设备的相关信息，能够确保不遗漏测试点，便于数据信息的横向、纵向对比。

2.3.2实施多种方法联合的GIS带电检测

在对疑似缺陷进行判定时，联合开展超声波局部放电检测、特高频局部放电检测、SF6气体成分分析、SF6气体湿度检测、红外测温、红外检漏工作，能够更加有效的对缺陷类型进行判定及排除外界干扰信号。另外，根据变电站负荷变化情况，在站负荷最大时合理开展带电检测项目，能够更加有效的对设备运行状况作出有效的评估。

2.3.3针对不具备带电检测条件的设备采取具体措施

对浇注口封堵片采用金属材料的盆式绝缘子采取改造措施，金属封堵片用PVC封堵片代替。对于带金属屏蔽、无浇注口或浇注口无法打开的盆式绝缘子，可根据设备结构选择特高频电磁波能够穿透的部位，如：接地端子位置、观察窗、电缆出线端等特高频信号能够顺利传出的位置，进行仔细的检测。对部分GIS设备高度太高、空间狭小等因素不满足安全作业的条件问题，研制专用检测工具。

2.3.4有效排除局部放电检测中的现场干扰

测试时如发现存在异常信号，首先进行干扰信号排除。外部电晕噪声对超声波局部放电检测的影响：当外部存在明显的电晕噪声时，如母线端部附近及接地刀闸附近，在设备罐体上检测可能会检测到明显的超声异常信号，这种信号有时会呈现典型的电晕放电特征，有时会呈现悬浮放电特征，但通常幅值较小。可通过检测周围空气中信号以及机构箱、架构上的信号进行对比。如果周围机构箱及架构上有相似信号，则可判断为外部电晕噪声影响。另外可以采用遮盖法进行判断，采用吸音棉或吸音垫对有异常信号部位进行遮盖，如果信号明显减小可判断为外部噪声影响。

对于特高频局部放电检测，若外部干扰信号影响现场检测，可采用屏蔽带法、背景干扰测量屏蔽法、滤波器法进行排除。屏蔽带法：用于消除无金属屏蔽盆式绝缘子的外部干扰。检测时，若发现有异常信号，可采用屏蔽带将除传感器位置外的盆式绝缘子其它部位全部包扎，使外部干扰信号无法直接进入传感器。背景干扰测量屏蔽法：将一传感器放置在被测盆式绝缘子上，另将背景噪声传感器放置在附近，进行同步检测。软件自动分析来自两传感器的信号，并将与背景噪声传感器相同的信号滤掉，达到抗干扰效果。滤波器法：选择滤波器不同频段进行干扰抑制。对于较强的电晕信号可采用下限截止频率为500MHz的高通滤波器进行抑制；对于常见的手机通信干扰，可采用900MHz的窄带阻波器进行抑制；采用300MHz—600MHz的带通滤波器避开高频干扰信号；采用1GHz以上高通滤波器可避开低频干扰信号。

3、总结

通过制定措施的开展，公司GIS设备缺陷检测的成效大幅提升，同时能够更加确切的对设备的运行状况做出评估，通过趋势分析，识别存在的故障，能够更加有效的发现潜伏性隐患，进而针对性的采取措施，开展主动检修，避免设备事故的发生，节省人力，节约物力，避免由于检修时间较长所造成的经济损失，保障了对用户的供电，从而取得良好的经济效益和社会效益。

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作者简介:

王政（1987-），男，工程师，主要从事高压电气试验工作。