[发明专利]一种GIS盆式绝缘子局部放电检测方法

说明书

本发明属于局部放电检测技术领域，具体公开了一种GIS盆式绝缘子局部放电检测方法，通过在盆式绝缘子上串联检测阻抗，当盆式绝缘子发生局部放电时，局部放电产生的脉冲电流将流经检测阻抗，并在检测阻抗上产生脉冲电压，作为局部放电的传感信号，在GIS壳体上设置一个小套管，将局部放电传感信号传送到GIS体外。该传感方法可以更灵敏地传感和检测GIS中盆式绝缘子的局部放电。

技术领域

本申请涉及局部放电检测技术领域，尤其涉及一种GIS盆式绝缘子局部放电检测方法。

背景技术

气体绝缘开关设备(Gas-Insulated Switchgear,GIS)是目前电力系统中大量使用的电力设备，GIS的有效维护和安全运行对于电力系统非常重要。

GIS设备壳体中大量使用盆式绝缘子结构，用于将高压母线支撑和固定在接地的金属壳体上，以及隔离气室。GIS盆式绝缘子是GIS中绝缘相对薄弱的位置之一，因此也是GIS运行中绝缘击穿故障容易出现的位置之一。在GIS制造和运行过程中，可能产生盆式绝缘子的局部缺陷，包括内部气泡、内部裂纹、表面脏污、表面金属颗粒、表面刮痕等。在工频运行电压作用下，盆式绝缘子的局部缺陷会发生局部放电；同时，长期的局部放电又会导致缺陷的进一步发展和扩大。由此，盆式绝缘子局部缺陷的局部放电可以最终发展成绝缘击穿事故。

因此，有效检测GIS中盆式绝缘子的局部放电，及时发现和处理早期的绝缘缺陷，避免发展成绝缘击穿事故，这对于保证盆式绝缘子的安全运行具有重要意义。

在现有的脉冲电流法局部放电测量中，通过测量局部放电产生的脉冲电流，实现对局部放电视在放电量的测量。脉冲电流法局部放电测量有串联阻抗测量和并联阻抗测量两种电路。

图1所示是脉冲电流法局部放电测量的串联阻抗测量电路，其中：GIS设备壳体表示为三电容模型；U为高电压试验电源，用于在GIS设备壳体上施加工频高电压；C_d是GIS盆式绝缘子的气泡缺陷的等效电容；C_c为耦合电容，用于为局部放电的脉冲电流提供通道；R为隔离电阻，用于阻断局部放电的脉冲电流通过高电压试验电源U；Z为局部放电检测阻抗，和GIS设备壳体串联，当绝缘缺陷C_d发生局部放电时，通过Z的局部放电脉冲电流产生脉冲电压降，进行局部放电信号传感。串联阻抗测量电路需要将GIS设备壳体对地绝缘，实际应用中存在困难。

图2所示是脉冲电流法局部放电测量的并联阻抗测量电路，其中：U为高电压试验电源；C_c为耦合电容；R为隔离电阻；Z为局部放电检测阻抗，和耦合电容C_c串联，当绝缘子气泡缺陷C_d发生局部放电时，通过Z的局部放电脉冲电流产生脉冲电压降，进行局部放电信号传感。并联阻抗测量电路不需要将GIS设备壳体的壳体对地绝缘，适合GIS设备壳体的试验测量。

在图2中，当绝缘缺陷发生局部放电时，局部放电的脉冲电流也有两个回路。回路1是C_d-C_p-C_s，该回路不经过检测阻抗Z；回路2是C_d-C_c-Z-C_s，该回路经过检测阻抗Z，在Z上产生电压降。为了提高局部放电信号传感的灵敏度，该测量电路也需要选择足够大的耦合电容C_c。

由图1和图2所示的两种脉冲电流法局部放电测量电路可见，局部放电产生的脉冲电流只有一部分通过了检测阻抗Z，还有一部分被GIS设备壳体自身的电容C_p所旁路。当GIS设备壳体自身的电容很大时，很难选择足够大的耦合电容C_c，以耦合到足够多的局部放电脉冲电流。当局部放电很小时，产生的脉冲电流很小，耦合电容能够耦合到的脉冲电流更小，由此会影响局部放电信号传感的灵敏度。

因此，现有的局部放电检测方法还不能够很好地实现GIS绝缘缺陷的有效检测，进一步探索GIS局部放电信号传感方法和提高局部放电检测灵敏度具有十分重要的意义。