广东电网有限责任公司中山供电局 邓光昱 梁丽丽 王伟平 梁智康 张志强 张 宁

随着电网结构的发展，GIS设备将越来越多的应用于电力系统中，对于日益增加的GIS设备数量，开展GIS局部放电测试时将面临较繁琐的装拆GIS绝缘盘金属片的工作，大大增加试验人员的工作量；测试过程中人员手扶传感器会影响电磁波信号的精确度，人机功效差；测试过程中易受到外界中人员手扶传感器会影响电磁波信号的精确度，人机功效差；测试过程中易受到外界信号干扰，导致测量的信号量失真；传感器与GIS绝缘盘浇注孔之间的缝隙会导致一部分电磁波信号流失，无法获取完整的信号。同时，当需要对GIS局部放电信号量进行监测时，没有便捷快速的方法对传感器进行固定，也不能有效屏蔽外界干扰信号，难以实现长时间有效监测GIS局部放电信号[1-4]。

本文针对现阶段GIS局部放电测试需要多次装拆GIS绝缘盘金属片、手扶传感器、易受外界信号干扰等缺点[5-8]，提出并研制一种可快速装拆GIS局部放电测试接口装置，该接口装置可通过调节螺栓固定在GIS绝缘盘上，装置内部的浇注孔填充模块能够使传感器与原GIS绝缘盘浇注孔紧密贴合，装置内部设置的弹片能够快速装拆传感器，同时还能通过电子标识码定位技术准确定位GIS位置，提高抗干扰能力、并能快速装拆传感器，具有良好的人机功效，有效解决了以往GIS局部放电测试存在的上述不足问题。

1 GIS局部放电测试接口装置结构与功能设计

1.1 装置结构设计

GIS局部放电测试接口装置由接口装置安装模块、传感器插拔单元、浇筑孔填充模块和电子位置标识码单元组成。

接口装置安装模块：包括绝缘盘螺丝位置调节构件、紧固螺栓和安装构件，其中绝缘盘螺丝位置调节构件为左右对称结构，调节构件上设置由紧固螺栓，另一侧则与安装构件相连接。旋转紧固螺栓时可以调节绝缘盘螺丝位置构件，其宽度尺寸与不同宽度的GIS绝缘盘自适应。绝缘盘螺丝位置构件的宽度调整好后，可以直接通过安装构件将接口装置快速安装在GIS绝缘盘上（见图1）。

图1 GIS局部放电测试接口装置图

传感器插拔单元：由基座、绝缘盘宽度调节构件、紧固螺栓和紧固弹片组成。基座与绝缘盘螺丝位置调节构件相连，基座两侧设置对称的绝缘盘宽度调节构件，宽度调节构件上安装紧固螺栓，旋转两侧的紧固螺栓可以调节绝缘盘宽度调节构件，其宽度能够与不同尺寸的传感器自适应，可以通过两侧调节构件的受力使传感器牢牢固定并紧密贴合于GIS绝缘盘浇筑孔上。紧固弹片与基座相连，当传感器插入接口装置时，传感器施加的力会压紧两侧的紧固弹片，紧固弹片的反作用力能有效固定传感器。

浇筑孔填充模块：浇筑孔填充模块位于基座的中空位置，在进行浇筑孔填充之前，需要预估传感器与原GIS绝缘盘浇筑孔之间的缝隙，根据这个缝隙制作以环氧树脂为材料的浇筑孔薄片，通过插入数个浇筑孔薄片来填补传感器与原浇筑孔之间的缝隙，实现传感器与浇筑孔紧密贴合，从而降低浇注孔与传感器存在气隙引起信号的衰减，提高检测的有效性。

电子位置标识码单元：电子位置标识码与紧固弹片上的弹簧相连，当弹片受到向下的压力发生转动时，使密封盖板打开，测量主机与电子标识芯片的电磁屏屏蔽打开，测量主机可以远程连接位置标识芯片，唤醒芯片从而获取位置信息，并与检测到的信号数据自动关联，无需人员手动抄写电子标识码的位置信息。另外，电子标识码密封盖板上设置了该位置相应的二维码，通过扫码的方式可以快速获取该位置的信息，实现快速精准定位。

1.2 功能设计

GIS局部放电测试接口装置适用于正常结构的GIS绝缘盘，实现以下主要功能。

通过调节紧固螺栓使绝缘盘螺丝位置调节构件移动，从而带动安装构件移动，调好后的宽度能够快速安装于GIS绝缘盘上，实现快速固定且固定效果好；

通过调节紧固螺栓使绝缘盘宽度调节构件移动，其宽度能够与不同尺寸的传感器自适应，能够有效固定传感器，省去人力手扶传感器的步骤，人机功效好。紧固弹片与弹簧配合能够实现传感器快速插拔功能；

浇筑孔填充模块使用环氧树脂薄片填补了传感器与空气之间的缝隙，从而降低浇注孔与传感器存在气隙引起信号的衰减，提高检测的有效性。同时，采用浇注孔填充的形式可以避免传统测试过程中需要过次拆装GIS绝缘盘上的金属片，减少工作时间，提高工作效率；

传感器插拔单元与传感器配合形成一个密闭的空间，有效隔绝外界信号的干扰，提高检测的精确度；

电子位置标识码能够自动获取位置信息，并与检测到的信号数据关联，无需人员手动抄写电子标识码的位置信息。另外，电子位置标识码密封盖板上设置了该位置相应的二维码，通过扫码的方式可以快速获取该位置的信息，实现快速精准定位。

2 GIS局部放电测试接口装置关键技术

2.1 可快速装拆的GIS绝缘盘接口装置设计

GIS局部放电测试接口装置采用紧固螺栓与调节构件相配合，能够简单快速的调节接口装置的安装尺寸，适用于不同宽度的GIS绝缘盘，适应能力强，能够进行快速装拆。安装构件在调节构件的受力下能够牢固安装在GIS绝缘盘上，固定效果好。

2.2 传感器自适应插拔技术

安装在绝缘盘宽度调节构件与紧固螺栓相配合，通过旋转紧固螺栓来调节绝缘盘宽度调节构件，使其尺寸与传感器适应，当传感器插入接口装置时，其尺寸与传感器尺寸相适应，省去人力手扶传感器的步骤，节约人力的同时也能避免因人为原因导致传感器无法紧密贴合GIS绝缘盘浇注孔，且适用于不同类型的传感器。

2.3 浇注孔填充设计

传统的GIS局部放电测试存在GIS绝缘盘浇筑孔与传感器不能紧密贴合的情况，导致一部分电磁波信号通过空气传输出去，使传感器不能捕捉到完整的信号。为了解决上述问题，本文采用浇筑孔填充的形式，将制作成薄片的环氧树脂板插入传感器与浇注孔之间的缝隙，直至传感器与插入的环氧树脂板紧密贴合，从而降低浇注孔与传感器存在气隙引起信号的衰减，提高检测的有效性。同时，采用浇注孔填充的形式可以避免传统测试过程中需要过次拆装GIS绝缘盘上的金属片，减少工作时间，提高工作效率，实现良好的人机功效。

2.4 电子位置标识码定位技术

变电站内存在大量的GIS室，由于没有精准的定位技术，每一次进行GIS局部放电测试时的位置都不可能完全相同，导致无法对历次的测试数据进行比较分析，发生故障时，不能提供有效的技术支撑。为了提高测试的精确度，本文为每一个GIS绝缘盘浇筑孔设置专属的电子位置标识码，可以通过扫描黏贴在标识码上二维码快速获取当前GIS绝缘盘的位置。该电子位置标识码密封盖板一侧与弹片相连，当弹片受到向下的压力发生转动时，使密封盖板打开，测量主机与电子标识芯片的电磁屏屏蔽打开，测量主机可以远程连接位置标识芯片，唤醒芯片从而获取位置信息，并与检测到的信号数据自动关联，无需人员手动抄写电子标识码的位置信息，实现自动化，也方便远程系统及时获取数据，从而对GIS运维状况进行分析总结。

3 GIS局部放电测试接口装置应用实例

本文研发的一种GIS局部放电测试接口装置成功安装于220kV团结变电站，该接口装置可以实现智能、高效、便捷地开展GIS局部放电测试，确保测试的准确度和精确性，极大地提高工作效率，实现良好的人机功效。

3.1 实施背景及应用情况

现将该接口装置应用于团结站所有的110kV GIS间隔，对装置的使用效果进行验收，可以得出表1。

表1 110kV GIS局部放电测试各流程所需时间

从表1可以明显看出，使用研制的接口装置后，测试过程中避免了人员手扶传感器的情况，单点的GIS局部放电测试时间由13min降至1min，缩短了91.2%的测试时间。

3.2 抗干扰能力测试

为测试安装接口装置前后的抗干扰能力，将火嘴放置于GIS内部，其释放出来的电磁脉冲可以产生类似于局放信号的电磁波。分别检测安装接口前后传感器接收到的信号幅值，实验结果如图2所示。图2（a）为局放源在GIS设备内部时，传感器接收到的局放图谱，图2（b）为局放源在GIS设备外部模拟干扰信号时，传感器接收到的局放图谱。结果显示安装接口装置后传感器接收到的信号幅值明显高于人员手扶传感器开展测试时接收到的信号幅值，测试结果证明该接口装置具有良好的屏蔽功能，可以提高信号检测的有效性，抗干扰能力强。

图2 局放图谱

3.3 GIS局部放电测试接口装置应用推广

中山供电局现有62个GIS变电站，需要开展大量的GIS局部放电测试工作，如果将该接口装置批量投入使用，将有效解决GIS局部放电测试过程中出现的效率低、人机功效差等问题，使测试过程简单化。

4 结语

文中对传统的GIS局部放电测试存在的问题进行分析，提出了一种可快速拆卸的GIS局部放电测试接口装置，该装置能够显著减少工作时长，抗干扰能力强，实现人机功效。

该接口装置结构简单、安装方便，有效解决了GIS局部放电测试过程中频繁的装拆工作，提高工作效率的同时还能提高抗干扰能力。装置配备的电子位置标识码可以快速建立了基于浇注孔位置的测试图谱档案库，为局放缺陷判断、定位测量和计算提供了快速方法，有助于分析GIS设备的运行状况，实现快速高效开展GIS局部放电测试。