局放在线监测技术说明

电力系统中的开关类设备主要包括GIS、AIS（敞开式断路器）、GIS/敞开式的隔离开关、开关柜断路器等。各类开关设备的材料、工艺、设计、安装过程中的缺陷以及频繁动作极易引起机械故障，严重时更会导致电气火灾、停电等事故，现有状态检修方式的试验周期长、耗费人力物力、检修效率低等缺点，较大地影响设备正常运行。GIS是当今输电网络中一种应用***的电气设备。通过将变电站中断路器、隔离开关、接地开关、PT、CT、避雷器、连接母线、电缆终端、进出线套管等一次设备经过优化设计并有序地结合为整体，在金属壳内封装起来，内部充SF6气体作为灭弧和绝缘介质组成的封闭组合电器。与传统的敞开式相比较，GIS具有占地面积小、可靠性高、安全性强、运行维护工作量很小等优点，因而被大量使用在重要负荷、枢纽变电站中。但由于其采用全封闭结构，一旦发生故障，影响范围大并且难以准确定位及快速抢修，将会带来严重的经济损失。随着GIS逐步在特高压输电网络推广应用，设备故障所造成的影响将进一步加大。杭州国洲电力科技有限公司局部放电在线监测技术的行业标准对比。局放在线监测技术说明

GIS运行时，电流通过高压导体时产生的电动力引起振动，由于导体所受电动力正比于负载电流的平方，GIS本体振动产生的声纹振动信号的基频为100Hz。当存在机械故障时，声纹振动信号的频谱分布将发生改变，产生谐波分量。GIS本体机械型缺陷主要是指内部存在开关触头接触异常、导电杆接触不良、母线卡簧松动、屏蔽罩松动等异常时，在交变电场作用下发生异常振动，长期振动可能导致导电杆和绝缘件松动，易造成绝缘事故。异常振动还可能造成SF6气体泄漏，损坏绝缘子和绝缘支柱，影响外壳接地牢固，危及GIS运行安全。局放在线监测技术说明杭州国洲电力科技有限公司局部放电在线监测技术的多维度评估方法。

3.2触头温度在线监测子系统3.2.1功能描述变压器在长期运行过程中，连接部位因老化或接触电阻过大而发热，严重时会导致火灾和大面积停电等事故，实现温度在线监测是保证设备安全稳定运行的重要手段。触头温度监测子系统具备实时测温、通信、对时功能及定期发送、响**唤、主动报送数据等功能，支持休眠时间、告警门限等参数的配置，并对是否存在缺陷及严重程度做出判断并上传数据，及时发现放电、接触不良、老化导致等局部过热，可有效避免因局部过热而导致的电气火灾、停电等事故。3.2.2配置原则单台变压器配置1套触头温度监测子系统，由温度传感器、采集操控单元构成。温度传感器安装在变压器进出线触头处，采用无线方式实时感知并上传触头温度。

GZPD-01G局放在线监测系统能够长期稳定运行，实时监测GIS设备在运行过程中的绝缘状态情况，可以及时对GIS设备绝缘异常状态和放电性故障做出预警，为GIS设备的安全运行提供必要的指导数据，提高GIS设备运行的可靠性、安全性和有效性。本系统采用特高频法（UHF）及超声波（PD）法，优点是能对放电故障进行识别，抗干扰能力强，灵敏度较高，能对局部放电进行实时监测。系统原理及结构1、系统工作原理处于高压SF6气体环境中的局部放电，其放电信号的上升沿及持续时间极短，一般为ns级。典型GIS设备局部放电信号的频谱可从低频到数百MHz甚至1GHz以上。GIS设备的金属同轴结构是一个良好的波导，特高频（UHF）放电信号能够在GIS中有效地传播。UHF信号在经过绝缘子时，可以通过绝缘子露出金属法兰的部位到达GIS外部，因此可以在盆式绝缘子外部，采用特高频传感器对GIS内部的UHF局放信号进行监测。UHF信号在GIS罐体内部没有阻隔时，衰减很小，而在经过盆式绝缘子、转角、T连接等部位则衰减较大。UHF信号每经过一个绝缘子，信号强度衰减3～6dB，因此可以根据各传感器UHF信号的大小判断故障位置。杭州国洲电力科技有限公司局部放电在线监测技术遵循的国际标准。

交流测试法的特点2.3.1采用交流测试，目的是能准确捕捉测试到OLTC动作过程中所产生的瞬变点，不对波形进行滤波处理，测试出的OLTC过渡波形是真实的，对波形的解析结果是***性的。2.3.2交流测试采样速度高，存储数据量大。采集速度达200k/s/通道以上，高速缓存深度达8Mbyte以上，若OLTC动作过程中存在微弱接触不良缺陷。从波形上能明显反应出。2.3.3适用于10kV～1000kV电压等级的各种结线组别OLTC进行测试，如：结线为YN.d、YN.yO或结线为Y.yO、D.yO（变压器调压绕组在一次侧）三相、单相变压器OLTC动作特性进行交流测试。特别是能对结线为Y.yO、D.yO（变压器调压绕组在一次侧，没有中性点引出）采用三相交流法测试。测试接线不受变压器绕组结线方式的限制。2.3.4采用交流法测试，测试方法更接近于变压器/电抗器OLTC实际运行状态，从OLTC运行状态分析，测试结果更接近于真实值。2.3.5应用计算机技术，将各种信息汇总起来，建立一套**诊断系统，对测试到的各种参数自动进行初步分析，依据相关标准，结合**经验，参考变压器OLTC的初始状况和运行环境，进行综合分析，自动完成判断。2.3.6采用差分光标，自动计算各条曲线的特征参数，自动计算三相OLTC切换的的同步性。杭州国洲电力科技有限公司振动声学指纹在线监测系统的数据处理能力。局放在线监测技术说明

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近年来，国家电网公司状态检修工作不断深化，对设备可靠性的要求不断提高，及时、有效发现GIS内部潜伏性缺陷，保证GIS安全稳定运行、合理安排检修周期成为状态检修模式下的当务之急。

目前针对GIS较成熟的监测方法，主要有电气法、声测法及化学分析法三大类，以上监测方法均针对的是放电性故障所产生的电磁、声、光、电弧分解产物等物理量。但在GIS的运行中，除了放电性故障之外，机械性故障也是导致事故发生的一大主要原因，当GIS存在开关触头接触异常、壳体对接不平衡、导杆轻微弯曲等缺陷时，在开关操作的机械力、负载电流产生的交变电动力等因素的作用下会产生机械性运动，造成设备异常振动。GIS的异常振动对其本体有很大危害，会造成SF6气体泄露、盆式绝缘子和绝缘支柱损伤、外壳接地点悬浮等缺陷，长期发展可能导致绝缘事故的发生。因此，加强对GIS机械性故障的监测，是保证GIS安全运行的重要手段。 局放在线监测技术说明