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GIS故障診斷的基本方法

3 傳統的故障診斷方法

利用物理和化學的原理和手段,通過伴隨故

障出現的各種物理和化學現象 ,直接檢測故障。例如利用振動、聲、光、熱、電、磁、射線、化學等多種手段,觀測其變化規律和特徵,用以直接檢測和診斷故障。這種方法形象、快捷、十分有效,但只能檢測部分故障。

3.1 機械振動法

利用機械振動法檢測局部放電 ,是一種不停電的監測技術,其基本原理是一旦有局部放電發生,就會產生振動,在設備外壁安裝加速度測量儀很容易檢測出來。因此,檢測局部放電可以從探測外殼上的機械振動入手。

氣體局部放電會產生的振動波 ,經過傳遞後會在金屬外殼上引起輕微振動 ,採用敏感度高的加速度傳感器有可能探測出這種信號 ,但設備操動機構動作及運行中的噪聲會影響對局部放電的監測。區別局放信號與幹擾信號的方法有: 用帶通濾波器除去設備自身的振動信號和周圍幹擾信號的低頻成分,以及電氣幹擾信號的高頻成分;進行輸入信號的基準值判斷,將某數值以上的信號作為幹擾信號除去;進行與試驗電源同期的脈衝調制,對波形的值進行平均化處理, 調整其周期性 ,局放信號具有明顯周期性 ,而幹擾信號波形是無周期的 ,以此將二者區分開。這種方法對 GIS設備內部混有微小金屬時特別敏感,放電引起的振動會直接傳到容器壁上, 很容易檢測出來。

3.2 檢測管檢測法

SF6 氣體經過長期運行或內部放電會分解出SF4、SOF2、HF、SO2等氣體,對這些成分的監測, 可以診斷出設備是否有放電發生 ,或是監測原理類似於變壓器油的色譜分析對運行中氣體組分進行檢測,有助於了解運行中的運行狀態和可能潛伏的故障。檢測管檢測法在國外使用十分普遍,如美國、法國、加拿大、德國和日本,我國1994年已研制出檢測管,並在一些省市使用,取得了良好效果。其工作原理是:通過檢測裝置從高壓電氣設備中提取體積的 SF6氣體,分別通過 SO2、HF檢測管,這些分解產物會在檢測管中發生化學反應改變顏色,可根據變色柱的長度,讀出 SF6氣體中的SO2、HF的濃度。將檢測管接於設備逆止閥,開啟閥門,SF6 氣體流經檢測管,如果氣體中含有HF、SO2等,紫色的指示劑變成黃色,根據變色部分的長度 ,推算出分解氣體的濃度。

3.3 超聲波檢測法

工作原理是:當電氣設備內部發生局部放電時,在放電處產生超聲波向四周傳播開來,一直達到電氣設備容器的表面。在設備外壁裝上壓電元件,在超聲波作用下,壓電元件兩個端面上產生交變的束縛電荷,引起端部金屬電極上電荷變化或在外回路上產生交變電流。因此,可以檢測此電信號來判斷設備內部是否發生局放。超聲波探測器檢測的特點是抗幹擾性較強 ,使用方便 ,可以在運行中和耐壓試驗時檢測絕緣內部的放電,適合預防性試驗的要求。

3.4 電測法

利用 GIS帶電體與缸體的靜電電容進行測量,或利用 GIS帶電部分與缸體保持絕緣的絕緣子的靜電電容進行局放監測。使用該方法時多點測量,多點校準,相互比較,這樣不容易發現試驗品內部缺陷,也提高了測量精度。但此方法也需要在測量中正確判斷故障類型,同時排除幹擾信號。

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