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GIS故障诊断的基本方法

3  传统的故障诊断方法

利用物理和化学的原理和手段,通过伴随故

障出现的各种物理和化学现象 ,直接检测故障。例如利用振动、声、光、热、电、磁、射线、化学等多种手段,观测其变化规律和特征,用以直接检测和诊断故障。 这种方法形象、快捷、十分有效,但只能检测部分故障。

3.1 机械振动法

利用机械振动法检测局部放电 ,是一种不停电的监测技术,其基本原理是一旦有局部放电发生,就会产生振动,在设备外壁安装加速度测量仪很容易检测出来。 因此,检测局部放电可以从探测外壳上的机械振动入手。

气体局部放电会产生的振动波 ,经过传递后会在金属外壳上引起轻微振动 ,采用敏感度高的加速度传感器有可能探测出这种信号 ,但设备操动机构动作及运行中的噪声会影响对局部放电的监测。 区别局放信号与干扰信号的方法有: 用带通滤波器除去设备自身的振动信号和周围干扰信号的低频成分,以及电气干扰信号的高频成分;进行输入信号的基准值判断,将某数值以上的信号作为干扰信号除去;进行与试验电源同期的脉冲调制,对波形的值进行平均化处理, 调整其周期性 ,局放信号具有明显周期性 ,而干扰信号波形是无周期的 ,以此将二者区分开。这种方法对 GIS设备内部混有微小金属时特别敏感,放电引起的振动会直接传到容器壁上, 很容易检测出来。

3.2 检测管检测法

SF6 气体经过长期运行或内部放电会分解出SF4、SOF2、HF、SO2等气体,对这些成分的监测, 可以诊断出设备是否有放电发生 ,或是监测原理类似于变压器油的色谱分析对运行中气体组分进行检测,有助于了解运行中的运行状态和可能潜伏的故障。检测管检测法在国外使用十分普遍,如美国、法国、加拿大、德国和日本,我国1994年已研制出检测管,并在一些省市使用,取得了良好效果。其工作原理是:通过检测装置从高压电气设备中提取体积的 SF6气体,分别通过 SO2、HF检测管,这些分解产物会在检测管中发生化学反应改变颜色,可根据变色柱的长度,读出 SF6气体中的SO2、HF的浓度。将检测管接于设备逆止阀,开启阀门,SF6 气体流经检测管,如果气体中含有HF、SO2等,紫色的指示剂变成黄色,根据变色部分的长度 ,推算出分解气体的浓度 。

3.3 超声波检测法

工作原理是:当电气设备内部发生局部放电时,在放电处产生超声波向四周传播开来,一直达到电气设备容器的表面。 在设备外壁装上压电元件,在超声波作用下,压电元件两个端面上产生交变的束缚电荷,引起端部金属电极上电荷变化或在外回路上产生交变电流。 因此,可以检测此电信号来判断设备内部是否发生局放。超声波探测器检测的特点是抗干扰性较强 ,使用方便 ,可以在运行中和耐压试验时检测绝缘内部的放电,适合预防性试验的要求。

3.4 电测法

利用 GIS带电体与缸体的静电电容进行测量,或利用 GIS带电部分与缸体保持绝缘的绝缘子的静电电容进行局放监测。 使用该方法时多点测量,多点校准,相互比较,这样不容易发现试验品内部缺陷,也提高了测量精度。 但此方法也需要在测量中正确判断故障类型,同时排除干扰信号。