GIS局部放电 ppt课件

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；
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。
GIS局部放电
目
1.GIS的简介
2.GIS局部放电基本概念
3.GIS局部放电的检测原理与方法
录
4.GIS局部放电检测产品
1.GIS的简介
1.1 GIS的概念 1.2 GIS的特点 1.3 开展GIS局部放电检测的意义
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。
电晕放电
电场中尖端周围的空气中，高压侧，地电位的尖锐边缘，甚至电极表面。
注：
1.高压引线及连接处 应圆滑 2.避免地电位上的突 起 3.实验室地面上的导 线或碎片应清理
结论： 1.电晕的起始放电电压是电压绝对值的函数，而不是电场强度的函数。 2.即使在很低的电压下也可能会引发电晕放电。
电树枝放电
— 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.GIS局部放电基本概念
2.1 局部放电的定义 2.2 局部放电的起因 2.3 局部放电的分类 2.4 局部放电的危害
2.1 局部放电的定义
49MVA
相
间
放 电
发 电
机
电 树
集
电
环
表 面 放 电
终 端 放 电
3.GIS局部放电的检测方法与原理
3.1 超高频检测法 3.2 超声波检测法 3.3 高频电流法 3.4 声电联合局放测试法
根据检测原理和手段的不同，常用的局放检测方法有超高频法、 超声波法及高频电流耦合法等。
3.1 超高频检测法（UHF法）
四种不均匀电场
尖端放电
悬浮放电
绝缘气隙放电
自由微粒放电
2.3 局部放电的分类
内部放电
气隙的击穿强度取决于它的尺寸以及气体类型和气隙中的气体压力。 其放电电压近似于相同距离（大小）金属电极间放电电压。
表面放电
当存在平行于介质沿面的电场分量的时候，就可能引发沿面放电。
图例为空气中表面放电，油中表面放电相类似。
源于绝缘中的缺陷
电树的两个阶段：起始：很长时间 生长：快速2.4 局 Nhomakorabea放电的危害
（1）带电质点轰击 打断绝缘的化学键和损坏分子结构
（2）热效应 局部放电点的高温，加速绝缘热劣化。
（3）反应生成物 如臭氧、水分和酸，腐蚀绝缘。
（4）辐射效应 可见光，紫外线、γ 射线，使绝缘脆化。
（5）机械效应 连续的放电现象产生高气压，使绝缘开裂。
优点: 可以带电测量，测量方法不改变设备的运行方式，并且可以实 现在线连续监测。可有效地抑制背景噪声，如空气电晕等产生的电磁 干扰频率一般均较低,超高频方法可对其进行有效抑制。抗干扰能力强。
缺点：仅仅能知道发生了故障，但不能对发生故障的点进行准确的定 位。而且目前没有相应的国际及国内标准，不能给出一个放电量大小 的结果。
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。
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中几种典型的缺陷
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。
原理：GIS发生绝缘故障的原因是其内部电场的畸变，往往伴随着局部 放电现象，产生脉冲电流，电流脉冲上升时间及持续时间仅为纳秒 ( nS ) 级，该电流脉冲将激发出高频电磁波，其主要频段为0.3—3GHz， 该电磁波可以从GIS上的盘式绝缘子处泄露出来，采用超高频传感器(频 段为0.3—3GHz )测量绝缘缝隙处的电磁波，然后根据接收的信号强度 来分析局部放电的严重程度。
目前难点：主要问题在于如何进一步提高灵敏度,解决各种干扰问题， 进一步实现准确的定位。
3.2 超声波检测法（AE法）
原理：GIS内部产生局部放电信号的时候，会产生冲击的振动及声音， GIS局部放电会产生声波，其类型包括纵波、横波和表面波。纵波通过 气体传到外壳、横波则需要通过固体介质（比如绝缘子等）传到外壳。 通过贴在GIS外壳表面的压电式传感器接收这些声波信号，以达到监测 GIS局放的目的。因此可以用在腔体外壁上安装的超声波传感器来测量 局部放电信号。
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。