GIS的概念和定期局部放电检测的重要性

1.1 GIS的概念

六氟化硫封闭式组合电器,国际上称为气体绝缘开关设备(Gas lnsulated Switchgear)简称GIS,它将一座变电站中除变压器以外的一次设备,包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等,经优化设计有机地组合成一个整体。

GIS

1.2 GIS的特点

1 小型化:因采用绝缘性能卓越的六氟化硫气体做绝缘和灭弧介质,所以能大幅度缩小变电站的体积,实现小型化。

2 可靠性高:由于带电部分全部密封于惰性SF6气体中,大大提高了可靠性。此外具有优良的抗地震性能。

3 安全性好:带电部分密封于接地的金属壳体内,因而没有触电危险。SF6气体为不燃烧气体,所以无火灾危险。

4 杜绝对外部的不利影响:因带电部分以金属壳体封闭,对电磁和静电实现屏蔽,噪音小,抗无线电干扰能力强。

5 安装周期短:由于实现小型化,可在工厂内进行整机装配和试验合格后,以单元或间隔的形式运达现场,因此可缩短现场安装工期,又能提高可靠性。

6 维护方便,检修周期长:因其结构布局合理,灭弧系统先进,大大提高了产品的使用寿命,因此检修周期长,维修工作量小,而且由于小型化,离地面低,因此日常维护方便。

1.3 开展GIS局部放电检测的意义

— 随着城市电网建设的发展,GIS变电站的数量不断增加;

— GIS的内部空间极为有限,工作场强很高,且绝缘裕度相对较小;

— GIS内部一旦出现绝缘缺陷,极易造成设备故障,引起的停电时间较长, 检修费用也很高;

— 国内已经发生了数起较为严重的GIS事故,过去那种认为GIS设备免维护的观点已不被认同;

— GIGRE调查表明,50%以上的GIS故障是可先预先发现的;

— 在GIS的交接试验中监视局部放电信号,对运行中的GIS进行定期监测,均是保障安全运行的有效手段。

2.1 局部放电的定义

局部放电:在电场作用下,导体间绝缘仅部分区域被击穿(没有贯穿施加电压的导体之间)的电气放电现象。

特点:局部放电是一种脉冲放电,它会在电力设备内部和周围空间产生一系列的光、声、电气和机械的振动等物理现象和化学变化。这为监测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。

虽然这些放电的幅度通常较小,但它们能导致逐步的劣化并最终击穿,因此,需要通过非破坏性的测试检测到这些放电的存在。

2.2 局部放电的起因

原因:它是由于局部电场畸变、局部场强集中,从而导致绝缘介质局部范围内的气体放电或击穿所造成的。它可能发生在导体边上,也可能发生在绝缘体的表面或内部。

GIS中几种典型缺陷

由于绝缘体内或高压导体上存在针尖状突出物,电场不均匀,电介质不均匀,有气泡和杂志等原因,使绝缘体局部区域的电场强度达到击穿场强。

四中不均匀电场

图1

图2

图3

图4

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