GIS局部放电的原因分析
GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)中局部放电的发生,往往是由多种因素共同作用的结果。这些因素主要包括装配过程中的严重错误、自由金属微粒的存在、导体间的电气或机械接触不良、固定微粒的影响、绝缘子缺陷、SF6气体中混入微量水分等,这些缺陷会导致局部放电事故,通过安装GIS局放在线监测装置可以实时监测局放信号。下面,我们将对GIS局部放电因素进行逐一分析。
首先,自由导电微粒是GIS中常见的缺陷之一。这些微粒可能是在制造或装配过程中未能彻底清洗干净的残留物,也可能是机械设备在动作过程中产生的金属粉末。这些微粒的形状各异,有粉末状、片状以及大尺寸固体颗粒等。在外电场的作用下,这些微粒会感应电荷并获得电场能量,进而在电场力的作用下发生跳动或位移。当电场强度足够大时,微粒可能越过间隙或移动到有损绝缘的位置,从而引发局部放电,GIS局放在线监测装置能实时监测局放信号数据。微粒的运动程度和放电特性受材料、形状、外电场强度和作用时间等多种因素的影响。
其次,固定金属突出物也是导致GIS局部放电的一个重要因素。这些突出物可能以金属突起毛刺的形式存在,也可能作为金属微粒附着在固体绝缘表面上。它们通常是由于加工不良、机械破坏或装配时的相互擦刮而产生的。这些突出物会在其尖端形成高场强区,导致电晕放电的产生。在稳态工作条件下,电晕放电可能相对稳定,但在快速暂态过电压(如操作过电压或雷电过电压)的作用下,容易引发故障。
此外,绝缘子缺陷也是影响GIS绝缘性能的关键因素。这些缺陷可能出现在绝缘子表面或内部,表面缺陷往往是由其他缺陷类型引起的二次效应,如PD产生的分解物、金属微粒或SF6气体中过多的水气对绝缘表面的破坏。内部缺陷则通常是一些在制造过程中形成但难以检测的微小缺陷,如金属微粒的渗入、环氧树脂固化过程中的收缩以及热膨胀系数不同导致的内部空隙和层离等。这些缺陷会降低绝缘子的绝缘性能,增加局部放电的风险,绝缘子缺陷需要安装GIS局放在线监测装置来实时监测,能实时监测绝缘子的工作状态。
除了上述因素外,悬浮电位体也是导致GIS局部放电的一个重要原因。在GIS内部,为了改善电场分布而设置的屏蔽电极与高压导体或接地导体之间的电气连接可能因为安装时的轻负载接触或机械振动导致的移位而接触不良,从而出现浮动电位。这种浮动电位会导致等效电容在充电过程中产生PD,并伴随强烈的电磁辐射和超声波。同时,放电产生的腐蚀性分解物和微粒会进一步恶化绝缘表面的性能,直至引发绝缘故障。
最后,SF6气体中的微量水分也是影响GIS绝缘性能的重要因素。虽然在实际设计中,添加少量其他气体(如N2)可以提高SF6的气体介质绝缘性能,但微量的水分混入会显著降低其绝缘性能。当温度下降时,微水可能出现凝露,与其他混合物结合附着在固体绝缘表面,从而影响绝缘表面的导电性,增加局部放电的风险。
综上所述,GIS中局部放电的发生是由多种因素共同作用的结果,GIS局放在线监测装置可以实时监测GIS设备的运行状态。为了降低局部放电的风险,需要在制造、装配、运行和维护过程中严格控制各种影响因素,确保GIS设备的良好绝缘性能和稳定运行。同时,定期对GIS设备进行局部放电检测和监测,及时发现并处理潜在的缺陷和隐患,也是保障GIS设备安全运行的重要措施。
如何监测GIS局部放电信号
传统的离线检测方法,如超声波检测、红外热像检测等,虽然能在一定程度上发现局部放电问题,但需要在设备停机时进行,无法做到实时监测。而局放监测装置则能在设备运行时,持续对局部放电现象进行监测,确保设备的安全稳定运行。
GIS局放在线监测装置通过安装在GIS设备上的传感器,实时采集局部放电信号,并通过先进的信号处理和分析技术,对信号进行解析和识别。一旦监测到放电信号,装置会立即发出警报,提醒工作人员进行处理。这种实时监测的方式,不仅提高了监测的效率和准确性,还能及时发现并解决潜在的安全隐患。
除了实时监测功能外,GIS局放在线监测装置还具有高度的灵敏度和稳定性。通过精确的信号采集和处理技术,装置能够准确判断放电现象的存在与否,并给出相应的放电强度、位置等信息。同时,装置还具备强大的抗干扰能力,能够在复杂的电磁环境中稳定运行。
此外,GIS局放在线监测装置还配备了触摸屏局放监测主机,使得操作更加便捷和直观。工作人员可以通过触摸屏轻松查看监测数据、设置参数以及进行其他操作,大大提高了工作效率。