振荡型冲击电压下局部放电的检测及干扰分析

变压器及GIS等电气设备在投运前往往会经过长途运输、现场组装等环节,这些环节会对设备的绝缘产生潜在的损害,因此现场试验对于设备的安全运行具有重要作用。交流耐压试验及局部放电测量并不能发现设备所有的潜在缺陷,冲击耐压试验及局部放电测量则是对其的有效补充。振荡型冲击电压是一种适合设备现场使用的冲击电压波形,为了研究振荡型冲击电压下局部放电的检测及特性,文中构建了振荡型冲击电压下局部放电检测系统,分析了干扰的来源及干扰抑制措施。研究结果表明冲击电压发生器的干扰是局部放电测量系统的主要干扰源,冲击电压本身的位移电流及发生器球隙动作所产生的高频干扰会对局部放电的测量产生严重影响,采用高通滤波器和基于脉冲时域波形的等效时频分析,可以有效滤除干扰,实现振荡型冲击电压下局部放电的准确测量。     

冲击电压下SF_6气体绝缘典型缺陷局部放电特性研究

随着电网电压等级的不断提高,对于高电压等级设备现场只做工频耐压试验已不能满足电网安全需要,针对此情况,IEC推荐采用振荡型雷电波和振荡型操作波作为现场冲击耐压试验用波形,此外,为了对设备的整体绝缘强度进行合理判断,该标准还建议现场做冲击耐压试验的基础上同时进行局部放电检测。为了对比研究振荡型冲击与双指数冲击对绝缘作用的差异,文中首先建立了产生波形符合IEC 60060-3—2006标准要求的振荡冲击发生器及相应的局部放电检测系统,在此基础上,对比研究了GIS中典型缺陷在双指数冲击电压和振荡冲击电压下的放电特性。结果表明,振荡冲击能多次激发缺陷发生放电,更容易暴露出金属突起物缺陷。研究结果为现场实现冲击下局部放电检测奠定了试验基础。     

气体绝缘组合电器绝缘现场试验

阐述了进行气体绝缘组合电器(GIS)现场交流耐压试验的基本方法,并对局部放电检测诊断内部绝缘的方法进行了讨论。综合分析GIS现场绝缘试验的有效性和存在问题,指出交流耐压试验配合灵敏的局部放电测量是有效的现场试验方法。选择可行的局部放电在线监测系统,还可以实现实时掌握绝缘运行状态。     

振荡型冲击电压下GIS绝缘气隙模型的局部放电研究

为更加全面地对GIS设备进行现场试验检测,根据相关规程规定,GIS设备现场交接试验中应增加冲击电压试验.设计了符合IEC 60060-3规定的振荡型冲击电压发生器,制作了不同尺寸的绝缘气隙缺陷模型,并搭建了冲击电压下局部放电脉冲测量系统,研究了冲击电压下尤其是振荡型冲击电压下GIS绝缘气隙缺陷的局部放电特性,比较了不同电压类型下缺陷的局部放电所表现出的不同特征,分析了冲击电压下气隙缺陷局部放电机理与过程.对振荡型冲击电压在较高等级的GIS现场耐压试验中的运用有一定的指导意义.     

一起500 kV GIS断路器局部放电数据异常的分析与处理

局部放电测试是对于气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)十分有效的一种状态监测方法,标准要求在GIS大修后耐压过程中必须开展局部放电检测。文中详细介绍了某500 kV GIS断路器在交流耐压试验过程中发现的局部放电数据异常事件,最终检查发现为断路器灭弧室绝缘支撑筒底部紧固螺栓松动产生金属粉末引起,进行了有针对性的检查处理,并就设备检修项目的完善提出建议,对同类设备的检修和试验工作具有较强的参考意义。     

GIS超声波局部放电检测技术的应用分析

在介绍GIS局部放电检测原理的基础上,分析了超声波法在新安装GIS交接试验及故障处理中现场实际应用。提出根据GIS结构形式来确定局部放电测试时的试验电压和时间,延长交流耐压时间,加强局部放电测试密度,以弥补交流耐压试验的不足;以悬浮屏蔽类缺陷为例,根据超声波局放信号特征进行放电源定位、数据分析及故障类型判断分析,通过对GIS故障设备解体检查验证故障诊断的正确性。现场经验为GIS设备超声检测技术的推广和缺陷诊断提供了一定借鉴作用。     

微米级异物对GIS设备绝缘状态影响研究北大核心CSCD

断路器分合闸过程中不可避免产生微米级金属粉尘,对GIS设备内部绝缘状态具有重要影响。文中以真型363 kV GIS为基础,搭建了可进行520 kV工频耐压、1175 kV雷电冲击耐压的试验平台,用以开展微米级异物下GIS设备绝缘状态影响研究。首先基于2000次机械操作开展微米异物分布特征研究,获取了触头不同磨损次数下的微米级异物变化趋势。其次在不同操作次数下采用脉冲电流法进行放电量检测,同时联合特高频、超声波局部放电检测法,分析不同检测方法对微米级异物放电检测灵敏度。最后采用人工预埋的方式开展微米级金属粉尘对GIS设备绝缘性能的影响,并采用雷电冲击试验方法进行绝缘裕度校核,获取了微米级异物对设备绝缘性能的影响。文中通过微米级异物在真型设备内不同数量不同位置的试验以及对应试验下的局放检测研究,可为设备运维过程中微米级异物对绝缘状态的影响提供技术支撑。     

超高频技术在拉西瓦电站750kV GIS设备的应用

新投运的拉西瓦电站750kV GIS和GIL设备均已安装有先进的在线监测设备(局部放电检测装置),可进行实时检测和分析GIS和GIL设备早期的局部放电问题。该技术的应用将进一步在今后电站、电网高电压等级GIS和GIL设备局部放电检测技术得到推广,对保障GIS、GIL设备的安全运行具有重要意义。     

雷电冲击耐压过程中GIS局部放电特高频检测有效性研究

笔者对气体绝缘金属封闭式开关设备(GIS)在雷电冲击耐压过程中局部放电特高频检测有效性进行了试验研究。1号UHF传感器检测冲击电压发生器及其周围空间中的电磁波信号作为参考信号,2号UHF传感器检测GIS盆式绝缘子辐射出来的电磁波信号。通过对比两个传感器检测波形,可以明显分辨出干扰信号与GIS内部的局部放电信号。当GIS内部存在局部放电时,2号UHF传感器检测到的脉冲信号存在3个明显的脉冲族群,且各脉冲族群脉冲信号幅值、疏密及分布规律不同。局放信号出现在脉冲信号起始4μs之后,持续时间较长,约5μs左右。试验结果表明,采用UHF法进行雷电冲击耐压过程中的局部放电信号检测有效可靠。     

超高频法在GIS设备局部放电检测中的应用

采用超高频法（UHF）法可以有效地解决现场干扰环境下的局部放电检测问题，目前适宜开展的GIS设置局部放电测量包括交流耐压试验条件下的局部放电试验以及运行条件下的局部放电的检测。     

标准操作冲击电压下220 kV GIS中典型缺陷局部放电特征

通过在实验室搭建的冲击电压下220 kV GIS局部放电测试系统,研究了在220 kV GIS母线段中设置典型缺陷在标准操作冲击电压下局部放电特性。大量试验表明,在标准操作冲击电压下,局部放电具有较工频具有显著性差异。局部放电从PDIV开始就表现出较高的放电脉冲幅值、放电次数以及更宽的放电区域范围,此趋势随着施加电压的上升而越明显,且负极性的放电概率要高于正极性下的放电。     

振荡冲击及交流电压下绝缘子表面金属微粒放电特性研究

近年来由于绝缘子沿面放电引起的绝缘故障较为多见,冲击耐压及冲击下局部放电检测是绝缘考核和诊断的有效手段。文中采用IEC 60060-3推荐的振荡型雷电及操作冲击和工频交流电压,针对110 k V气体绝缘组合开关设备(GIS)真型绝缘子金属微粒缺陷模型进行了局部放电特性研究。在工频交流(AC)电压下,局部放电起始电压和闪络电压的差值小于2种振荡型冲击电压,其随气压增大而增加;在冲击电压下,局部放电大多发生在振荡周期的上升沿处,在电压波谷处会出现相反极性的局部放电脉冲;金属颗粒位置对放电量、放电重复率等影响较大。结论表明,相比于工频交流电压,GIS绝缘子表面金属颗粒缺陷在外施电压为振荡型冲击电压时易产生局部放电,说明了振荡型冲击电压局部放电检测具有较高缺陷检出能力。     

冲击电压下气体绝缘开关设备悬浮缺陷放电特征

为探索冲击电压下气体绝缘开关设备(GIS)悬浮缺陷局部放电检测的有效性及灵敏性,搭建了冲击电压下局部放电试验平台,测量了悬浮缺陷在非振荡冲击波(标准雷电波、标准操作波)、振荡冲击波(振荡操作波)和工频电压下的局部放电信号,提取并分析了悬浮缺陷在不同类型冲击电压波下的局部放电特征谱图,比较了冲击电压波形和工频电压对悬浮缺陷检测的灵敏性。研究结果表明,在非振荡冲击波和振荡冲击波作用下,悬浮缺陷放电稳定、重复性好,冲击电压波对悬浮缺陷的局部放电检测较有效;在不同试验阶段内,振荡冲击电压下的q-?散点图及N-?柱状图以及非振荡冲击电压下的q-Δt/Δu散点图和N-Δt/Δu柱状图的形貌特征差别较大,可作为表征GIS悬浮缺陷放电类型及放电严重程度的特征谱图;在三种冲击电压波形中,振荡操作冲击电压波形对缺陷检测灵敏度最高,是工频电压下悬浮缺陷局部放电起始电压的1.3倍。     

特高压GIS设备现场标准雷电冲击耐压试验技术的应用

气体绝缘金属封闭组合电器(GIS)在电力系统中应用广泛,其运行安全可靠对电力系统至关重要。现场雷电冲击耐压试验受制于设备体积和回路电感,难以在GIS变电站,尤其是特高压GIS变电站应用。本文分析了目前GIS设备冲击耐压试验现状,并从波形参数、电压极性和加压间隔时间等方面阐述了GIS设备冲击电压绝缘缺陷检出影响因素。基于研发的特高压GIS变电站现场冲击耐压试验用的可移动式气体绝缘标准雷电冲击试验成套设备,成功在1000 kV南京站和苏州站开展了现场标准雷电冲击耐压试验。     

采用傅立叶变换分析冲击下GIS局部放电信号

为了分析冲击电压下GIS腔体内局部放电信号的特征,将一种时频变换理论即二次型短时傅立叶变换应用于局放脉冲序列的分析,得到信号在时频平面的能量分布和变化规律。通过对含噪声局放脉冲序列时频变换的仿真研究,有效地提取了放电脉冲。另外,在实验室对220 kV GIS母线段进行了尖刺缺陷模型的安装和冲击耐压下局放检测,对实测数据进行了时频分析,验证了二次型短时傅里叶变换在局放信号处理中的有效性,得到了信号时频谱图在不同长度窗函数处理下的变化规律。     

Deterioration characteristics of insulating spacer model in repeating impulse voltage

To discuss the UHV GIS test voltage, the deterioration characteristics of the GIS insulating spacer model were studied by repeating lightning or switching impulse voltage. The deterioration factor indicating the decrease of lightning or switching impulse breakdown voltage applied up to 1000 times was found to be 35.7/45.5. The relationship between the partial discharge inception voltage and the breakdown voltage after 1000 impulse applications was also studied. It was found that the partial discharge inception voltage increases despite a decrease in breakdown voltage due to the impulse voltage. In addition, to elucidate the deterioration phenomenon, a study was made of the breakdown characteristics of models with various boundary conditions between the electrode and epoxy resin, as well as the relationship between the boundary conditions. Microdischarge was also studied. The results of the investigation suggest that the deterioration by repeating voltage is caused by microdischarge due to electric field intensification on microprotrusions of the electrode surface.     

110 kV高压电缆GIS终端加压气室装置的研制

为开展110 kV高压电缆GIS终端的竣工交接实验,并适应电缆通道资源小型化、集约化的趋势,研制了GIS终端加压气室装置,将GIS终端插入该加压气室并引入所要施加的交接试验电压,实现了GIS终端的现场耐压试验。     

从一起故障看小型化对GIS灭弧室绝缘性能的影响

局部放电是引发GIS设备绝缘故障的主要原因之一。文中结合某厂家252 kV GIS灭弧室模块的一起绝缘故障,针对该厂家制造的两种不同型号产品(原型产品和小型化产品,结构相似,尺寸和布置有所不同)的GIS灭弧室模块,建立了三维有限元电场仿真计算模型,计算了雷电冲击电压下GIS灭弧室处于分、合闸不同位置时的电场分布,量化比较了两型产品灭弧室在电场分布规律方面的差异性和相似性,并分析了灭弧室内容易发生放电击穿和沿面爬电的关键区域。通过研究,评估了小型化对GIS灭弧室绝缘性能的影响,该研究结果可为GIS产品的设计优化和运行维护提供参考。     

一起363kVGIS充电闪络故障的原因分析

分析了一起363kVGIS充电时闪络故障的原因,提出了GIS交接试验中做交流耐压试验的同时应进行局部放电的测量,并在条件许可的情况下进行操作冲击电压试验,以避免如绝缘子伤痕和裂痕、自由微粒、悬浮电位和异物遗留在GIS内部等原因而造成GIS故障。