时差定位法的基本思路是距离放电原最近的传感器检测到的时域信号最超前。具体的时差定位适用于采用高速数字示波器的带电检测装置,定位方法如图3-14所示。将传感器分别放置在GIS上两个相邻的测点位置,根据放电检测信号的时差,利用式(3-1)即可计算得到局部放电源的具体位置。
L放电源xL-x
图3-14 GIS中局部放电源位置
1x?(L?c?t)
2 (3-1)
式中:x为放电源距离左侧传感器的距离,单位为m。
L为图3-14中两个传感器之间的距离,单位为m; c为电磁波传播速度,3?108m/s;
?t为两个传感器检测到的时域信号波头之间的时差,单位为s。 3.2.5 局部放电严重程度判定
基于脉冲电流检测法的视在局部放电量(以pC为单位)是判断缺陷严重程度的基本参数,并被广泛认可,但UHF法尚没有成熟的定量表征方法。UHF法测得的局部放电信号的幅值和局部放电的真实放电量、局部放电类型以及放电信号的传播路径有关。由于局部放电类型和局部放电信号传播路径的复杂变化,以及缺乏检测仪器的量值标准规范,目前还难以仅根据信号幅值判断局部放电量或绝缘缺陷严重程度。
然而,在实际应用当中电力设备局部放电缺陷的严重程度可根据放电信号幅值、放电源的位置、放电类型、检测特征量的发展趋势等因素进行综合判断,进而确定检修处理策略。
26
第4节 典型案例分析
4.1 220kV GIS盆式绝缘子内部气隙缺陷检测
(一)案例经过
2010年3月份,检测人员使用特高频法、超声波法和SF6气体成分检测法在对某220kV GIS带电检测时,特高频法检测到疑似放电信号,超声波法和SF6气体成分分析法均未测量到可疑信号。随着信号的逐步变大,对存在疑似信号的绝缘子进行了更换处理,更换后异常信号消失。随后对更换的盆子进行X光探伤、耐压、局部放电试验,解体发现有一个盆子内部存在一条长约150mm、直径约为2mm的气隙,从而避免了重大事故的发生。 (二)检测分析方法
在某间隔B相出线的F、G、H三个盆式绝缘子处均测量到较强的特高频局放信号,如图3-15所示,应用幅值定位法对局放信号位置进行初步定位,结果表明,位置G处的异常信号幅值最大。特高频法测量到的PRPD谱图如图3-16所示,将其中前文3.2.3节的图3-10进行比较分析,具有一定的相似性,只是该PRPD谱图的电压同步相位向左或向右偏移约120度。因此初步判断该放电缺陷为绝缘内部气隙类放电。
盆式绝缘子 GIS罐体 F E G H 信号最大处 I D 图3-15 特高频信号最大处示意图
27
图3-16 检测到的特高频局部放电信号
然后在存在疑似信号的绝缘子处安装了局部放电特高频在线监测系统,进行24小时监控。一直持续到6月份,发现信号在逐步增大,随即决定解体更换存在疑似信号部位的F、G、H的盆式绝缘子。对更换后的F、G、H盆式绝缘子进行X光探伤、耐压、局部放电试验,F、H两个盆式绝缘子都通过了三项试验,而G盆子仅通过了耐压试验, X光照射发现在其内部浇口下部存在一条长约150mm、直径约为2mm的气隙,其局部放电量为2.37nC,如图3-17所示。
图3-17 X光检测照片和局部放电谱图
对G盆式绝缘子进行解体后可见明显的气泡,如图3-18所示。
28
图3-18 缺陷盆式绝缘子解剖图
(三)经验体会
(1) 该案例表明应用UHF法检测绝缘内部气隙放电缺陷是有效的,而超声波局放检测法、气体成分检测法则是无效的。
(2) 基于信号强度的幅值定位法能够对放电源进行初步定位。
(3) 及时对异常放电缺陷进行解体确认,并结合对疑似缺陷部件的X光检测及局放试验,对带电检测的成效实现、技术积累具有重要意义。
4.2 110kV电缆-GIS终端绝缘内部气隙缺陷检测
(一)案例经过
2012年1月份,应用DMS特高频局放仪检测发现某110kV三相电缆-GIS终端附近均有局放异常信号,并对其进行高频局部放电联合局放检测,检测结果为三相终端处均检测到局放信号,其中A相放电幅值最大,然后对电缆GIS终端进行局放定位,确定局放源处于A相电缆GIS终端,将该终端进行更换后进行复测,异常局放信号消失。
对更换下来的A相电缆GIS终端进行实验室局放检测及医用CT检测,确定该电缆GIS终端的局放由原环氧套管引起,并发现环氧套管高压电极与环氧树脂之间存在明显气腔。解体发现在环氧套管高压电极与环氧树脂之间发现气隙,气隙位置与X光扫描结果一致。 从而避免了重大事故的发生。 (二)检测分析方法
29
在A、B、C三相电缆-GIS终端的环氧树脂法兰处安放特高频传感器,三相终端均检测到局放信号,其中A相终端放电幅值最大,根据幅值定位法判断该放电源应该位于A相。同时,三相电缆终端检测得到的PRPS谱图结果如图3-19、3-20、3-21所示。将其中前文3.2.3节的图3-10进行比较分析,具有较高的相似性。因此初步判断该放电缺陷为绝缘内部气隙类放电。
图3-19 A相电缆GIS终端放电谱图
图3-20 B相电缆GIS终端放电谱图
30