電力系統設備中的故障很多,在眾多故障之中對電力系統設備影響最大的就是局部放電。局部放電的存在會加速電力設備系統的老化,這種放電會擊穿絕緣層,導致絕緣氣體的泄漏。局部放電故障如果不及時處理,時間久了就會造成電力系統設備的運行故障,甚至癱瘓。所以局部放電線現象是一個不可忽視的隱患。局部放電是指電力系統的局部位置異常放電,但是沒有造成絕緣層的擊穿。局部磁場和電場的畸變或聚集都有可能導致局部放電的發生,它本質上是電力系統設備故障的外在表現。局部放電所產生的光信號,電信號,磁場信號,以及熱信號,可以為判斷故障類型和故障點突破口。
局部放電所產生的光信號,電信號,磁場信號,以及熱信號可也表征出設備的絕緣劣化的情況,即設備不同的絕緣劣化情況會體現在其發生局部放電時的放電特征。用測量局部放電強度的方式來判斷電力系統設備的絕緣情況比其他方法要精確的多。局部放電己經成為評價電力系統設備絕緣情況的重要標準,由于這一標準的合理性,被人們廣泛的接受。
以下電力系統設備的故障可能導致局部放電情況的發生:包括運行過電壓、雷電波沖擊、諧波畸變等。設備本身的原因:包括絕緣材料不均勻、內部存在空洞和雜質、導體表面存在凸出部、絕緣強度的不足等。下圖為導致設備局部放電的因素。
導致設備局部放電的因素
1. 特高頻法:特高頻法顧名思義就是檢測局部放電發生時所產生的高頻電磁波。特高頻傳感器主要使用高通濾波器做成,局部放電發生時會產生高達3G赫茲的電磁波,這是由于絕緣層的厚度和絕緣能力都較高,當發生高壓擊穿時會產生上升沿為一納秒的脈沖信號,所以會產生頻率相當之高的磁場。而這些高頻電磁波又和低頻的電磁波相區別。低頻的電磁波主要是有電暈現象所產生的。只對高頻信號進行采集就可以避免電暈等現象產生的影響。所以特高頻法的抗干擾能力較強,準確度較高。利用特高頻法可以實現局部放電的判斷與檢測,以及故障點的定位。下圖為特高頻法的原理圖:
特高頻法示意圖
超聲波檢測法原理圖
4. SF6氣體組解體組分法:GIS設備中往往沖著絕緣氣體六氟化硫,有時間一長六氟化硫就會分解成四氟化硫,二氟化硫,二氟化二硫等多種氣體的混合物。由于局部放電的位置會產生六氟化硫的分解物,所以可以根據化學的方法來檢測又沒有局部放電的發生,這種方法簡單快捷,能夠快速的判斷故障點所在的位置,且成本較低。