(淄博供电公司淄博市张店区255000）
摘要：近年来，随着组合电器（以GIS为主）在电网中快速普及应用，由于设备本身质量、装配质量等引发的各类绝缘击穿放电事故屡有发生，并呈现明显增长趋势，严重危害了电网的安全运行可靠性。国家电网公司对此十分重视，连续两年组织组合电器带电检测技能竞赛，发现多起GIS局部放电缺陷，成果相当显著。
组合电器的绝缘击穿事故并不是毫无征兆的，总是存在一个或长或短的从局部放电发展到贯穿型放电的过程。倘若我们在这个过程中检测发现局部放电缺陷并及时正确处理，该类事故将不会发生。但事实上，准确检出变电站实际运行中的组合电器存在的局部放电存在较大难度，主要表现在：变电站运行环境复杂，各类干扰信号、背景噪声广泛存在；部分带电检测设备性能低下，现场抗干扰性差、检测灵敏度低；部分检测人员业务素质不高，经验缺乏，不能准确区分干扰信号和有效信号；个别局部放电存在明显的间歇性。本文针对工作中一起220kVGIS自由金属颗粒放电的检测过程、判断依据、定位情况进行了详细说明，并对其存在的危害性进行了阐述。
关键词：自由金属颗粒；特高频；超声波；局部放电；定位
GIS局部放电形式大体有四类，其中自由金属颗粒较为罕见，本文针对工作中一起220kVGIS自由金属颗粒放电的检测过程、判断依据、定位情况进行了详细说明，并对其存在的危害性进行了阐述。
检测概况为检测人员对一组型号ZF9-252的GIS进行超声波局部放电检测时，发现在西母南段电压互感器A相隔离开关气室检测到明显超声波异常信号，信号位于罐体底部且幅值不稳定，跳跃明显，飞行模式具有典型自由颗粒特征。特高频局部放电检测和SF6气体成分分析结果均未见明显异常。分析认为西母南段电压互感器A相隔离开关气室超声波异常信号是由隔离开关气室底部的自由颗粒引起的。
一、检测数据
超声波局部放电检测到西母南段电压互感器A相隔离开关气室检测到明显超声波异常信号，信号幅值不稳定，跳跃明显。超声波局部放电测试位置如图1所示。
对比9个测点的异常信号，发现测点4和测点5的A相存在异常信号，其他测点均无异常。测点5的A相最大信号峰值分别为30mV，测点4的A相最大信号峰值分别为15mV，均有一定的50Hz和100Hz相关性，但不明显。因此，初步判断A相隔离开关气室存在异常信号。
1.1局部放电源的定位
1、幅值法定位
采用幅值比较法对异常信号进行定位，将传感器在A相隔离开关气室表面进行横向和纵向移动，确定信号最大点位于罐体底部，信号区域集中于中下部，上部无信号。由此初步判断，信号位于罐体底部外壳内。现场测试图片如图2所示。
2、频率法定位
上述分析中，AIA-2测量时所采用的截止频率为10kHz~100kHz。更改超声波局放测试仪AIA-2的截止频率为10kHz~50kHz，观察信号幅值变化情况，发现改变频率后，信号幅值有明显的降低，因此，可判断异常信号来自内部壳体上。两次测试的飞行图谱如图3所示。
(a)A相超声波局部放电图谱(依次为连续模式、飞行模式、相位模式)
图4超声波局部放电测试图谱
连续模式下，A相信号峰值约为30mV，B相、C相和背景峰值为0.9mV，50Hz相关性和100Hz相关性不明显。
飞行模式下，A相图谱存在明显的图形特征，呈驼峰状分布，B相、C相图谱与背景图谱无明显差异，具有典型的自由颗粒信号特征。
相位模式下，A相图谱具有一定的相位特征，B相、C相图谱与背景图谱无明显差异。
二、综合分析
2.1特高频局部放电检测
对西母南段电压互感器隔离开关气室的三相进行特高频局部放电检测，检测部位为隔离开关气室两侧的盆式绝缘子，特高频PRPD和PRPS图谱见图5。
特高频局放放电检测时，空气背景中存在较大的放电信号，通过多功能局部放电定位系统G1500进行定位，确定该放电信号为干扰信号，未发现内部有明显的放电现象。
2.2综合分析结论
超声波局部放电测试，在西母南段电压互感器A相隔离开关气室检测到明显超声波异常信号，信号幅值不稳定，跳跃明显，飞行图谱呈明显的驼峰状，具有典型自由颗粒特征。信号定位位于A相隔离开关气室底部，也符合自由颗粒特征。由此综合分析，确定罐体底部存在自由颗粒，查阅该设备结构示意图，如图6所示，该部位为隔离开关断口下方，判断可能是隔离开关分合过程中产生金属颗粒掉落在罐体底部。通常情况下，颗粒产生的放电信号较弱，故特高频局部放电检测和SF6气体成分分析结果均未见异常。
三、结论及建议
根据DL/T1250-2013《气体绝缘金属封闭开关设备带电超声局部放电检测应用导则》、Q/GDW11059.2-2013《气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则第2部分特高频法》综合分析认为：西母南段电压互感器A相隔离开关气室超声波异常信号是由隔离开关气室底部的自由颗粒引起的；根据幅值法和频率法定位结果，可以确定自由颗粒位于隔离开关气室底部。
该自由颗粒位于母线上隔离开关气室的底部，并处于持续跳跃状态。若该颗粒跳跃至绝缘件表面，会引发绝缘表面闪络击穿，导致220kV母线停电，引发电网停电事故。因此，建议尽快安排停电处理，停电前应加强带电检测，缩短带电检测周期，密切关注信号变化趋势。
另外，通过此案例可以看到超声波法对内部自由颗粒具有较高的灵敏性，现场对断路器、隔离开关断口等容易产生金属颗粒的部分应加强检测。
参考文献：
[1]DL/T1205-201《气体绝缘金属封闭开关设备带电超声局部放电检测应用导则》[S],
[2]《电网设备状态检测技术应用典型案例》
[3]宋培华.基于声电联合的GIS局部放电带电检测技术研究[J].工程科技
[3]熊俊杨森.《GIS局部放电带电检测分析与现场应用》[J].高电压技术.
[4]谢耀恒叶会生段肖丽.《GIS带电检测缺陷模拟平台研制及实验研究》[J]中国电业（技术版）
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