根據檢測原理和手段的不同,常用的局放檢測方法有超高頻法、超聲波法及高頻電流耦合法等。
局放
超高頻檢測法(UHF法)
原理:GIS發生絕緣故障的原因是其內部電場的畸變,往往伴隨著局部放電現象,產生脈沖電流,電流脈沖上升時間及持續時間僅為納秒( nS ) 級,該電流脈沖將激發出高頻電磁波,其主要頻段為0.3—3GHz,該電磁波可以從GIS上的盤式絕緣子處泄露出來,采用超高頻傳感器(頻段為0.3—3GHz )測量絕緣縫隙處的電磁波,然后根據接收的信號強度來分析局部放電的嚴重程度。
原理圖
優點: 可以帶電測量,測量方法不改變設備的運行方式,并且可以實現在線連續監測。可有效地抑制背景噪聲,如空氣電暈等產生的電磁干擾頻率一般均較低,超高頻方法可對其進行有效抑制。抗干擾能力強。
缺點:僅僅能知道發生了故障,但不能對發生故障的點進行準確的定位。而且目前沒有相應的國際及國內標準,不能給出一個放電量大小的結果。
目前難點:主要問題在于如何進一步提高靈敏度,解決各種干擾問題,進一步實現準確的定位。
超聲波檢測法(AE法)
原理:GIS內部產生局部放電信號的時候,會產生沖擊的振動及聲音,GIS局部放電會產生聲波,其類型包括縱波、橫波和表面波。縱波通過氣體傳到外殼、橫波則需要通過固體介質(比如絕緣子等)傳到外殼。通過貼在GIS外殼表面的壓電式傳感器接收這些聲波信號,以達到監測GIS局放的目的。因此可以用在腔體外壁上安裝的超聲波傳感器來測量局部放電信號。
超聲波原理
優點:傳感器與 GIS設備的電氣回路無任何聯系,不受電氣方面的干擾。設備使用簡便,技術相對比較成熟,現場應用經驗比較豐富, 可不改變設備的運行方式進行帶電測量,由于測量的是超聲波信號,因此對電磁干擾的抗干擾能力比較強,可以對缺陷進行定位。
缺點:聲音信號在 氣體中的傳輸速率很低(約140m/s ),且信號中的高頻部分衰減很快,信號通過不同介質的時候傳播速率不同,且在不同材料的邊界處會產生反射,因此信號模式變得很復雜。另外傳感器監測有效范圍較小,對大型設備器需要眾多的傳感器,現場應用較為不便。
存在的問題:
(1)無法區分放電信號和干擾信號。GIS的PT噪聲大,無法區分其中的放電信號和振動噪聲信號;對于戶外GIS,環境噪聲很大,對超聲檢測干擾很大。(2)靈敏度低。無論縱波還是橫波,在GIS內部傳播過程中,衰減很大,因此,超聲法對金屬顆粒外的其他類型放電靈敏度低。(3)操作不便。需要通過粘結劑將傳感器貼在GIS殼體表面,粘貼的效果和操作者的晃動對測量效果影響很大。
PDS
高頻電流法(HFCT法)
原理:當電力設備內部發生局部放電時,高頻放電電流會沿著接地線向大地傳播。高頻電流法通過在接地線上安裝高頻電流傳感器檢測高頻電流信號實現局部放電檢測。
高頻電流法一般使用Rogowski線圈方式,在環狀磁芯材料上圍繞多圈的導線線圈,高頻電流穿過磁芯中心而引起的高頻交變電磁場會在線圈上產生感應電壓。由于高頻電流傳感器的測量回路與被測電纜之間沒有直接的電氣連接,屬于非侵入式的檢測方法,被檢測設備不需要停運。
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