康宁 董宏宇 刘琪

摘要：所谓GIS，实际上是上世纪六十年代在我国首次出现的闭环综合专业系统。进入新时期，我国能源部门的成长和发展步伐加快，對土地、电力、电子等方面的成本节约要求不断提高，因此GIS设备的使用也呈现出高额利润。目前，GIS设备在我国各级能源的能源转移和改造工程中得到广泛应用，该应用需要高水平的工厂控制技术。由于设备的一体化设计，在电网运行中，增加了GIS设备风险的某些缺陷和隐患难以及时发现。文章对GIS机器中的分析和错误检测技术进行了分析。

关键词：GIS;设备缺陷分析;检测技术

引言

在GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）故障测试中会发现一些问题，但在停电测试中电压低，难以显示设备运行的实际状态，高压设备绝缘的恶化是一个漫长的积累和发展的过程，在久经考验的停电中很难精确定位这样的缺陷。实时GIS检测技术可检测设备的局部放电等缺陷迹象，检查GIS内部错误的细节和严重程度，识别故障的确切位置，并提供故障预警，定期进行检修以尽量减少设备损坏和事故。

1GIS设备故障类型

1.1SF6气体泄漏故障

气体对于 GIS 设备的高效运行至关重要， 气体的泄漏不可避免地会导致气体绝缘金属封闭开关设备的故障，对整个电气系统的正常运行产生重大影响。气体绝缘金属封闭开关设备中 气体泄漏的主要原因有两个：一是气体绝缘金属封闭开关设备在制造、加工、装配、施工方面的问题，二是密封装置因工作寿命长而老化损坏。为防止SF6气体泄漏故障，供电企业必须密切关注GIS中的设备质量，并确保技术、装配和设计环节符合既定标准。同时，应定期检查气体绝缘金属封闭开关设备的密封性能，若出现故障必须及时调整。

1.2GIS设备开关出现故障

气体绝缘金属封闭开关设备开关故障也会影响整个电力系统的正常运行，气体绝缘金属封闭开关设备开关故障的主要原因是断路器、输电开关、隔离开关或接地开关等项目在运行过程中受到影响。并且可能不会正常运行过程，可能会出现动态和静态触点之间的接触不良，这也会导致 GIS 设备故障。

1.3GIS设备内部放电故障

内部放电对气体绝缘金属封闭开关设备的影响很大，增加了所有气体绝缘金属封闭开关设备解决问题的复杂性，从而降低了电力系统的稳定性和可靠性。气体绝缘金属封闭开关设备内部输出最明显的损坏是电晕放电，且出现的频率非常高。气体绝缘金属封闭开关设备中电晕的出现将对所有机器中设备安装的功能造成重大损害，这是因为电晕放电的体积电荷在一定条件下会增加间隙击穿的力。同时，设备内部的微小颗粒，毛刺多等会导致机械绝缘强度显着降低。通常，GIS 机器内的电晕提取与生产过程中的缺陷密切相关，因此，供电企业应密切关注这一点。

2检测技术

2.1超声波法

超声法通过将超声换能器插入GIS空间外壁，获取局部提取产生的超声信号。超声波传感器不连接动力机器的电路，对电磁干扰有很强的保护作用，但对机械干扰很敏感。与比特高频法相比，超声波法的测量区域不限于盆子，测量电路灵活。但超声波法存在以下问题：有效信号距离小，实际资料表明应每隔0.5～1m取一次测量点;性能较差，需在外壳表面涂上胶水外置超声波传感器。

使用超声波法寻找局部放电源的方法有两种：振幅法和时差法。振幅法是根据超声波信号衰减特性，利用其高度或有效值来确定位置。通常离信号源越近信号越大。但是，由于波的扩散、暴露和热导率会导致降低，并且超声波在不同介质中的降低功率不同，因此该方法只允许初始放置。时差法是根据传感器空间坐标和超声波传感器到达传感器时的时间差，采用圆形或双曲面计算来计算空间坐标。

2.2声电联合检测法

声电联合检测方法检测局部提取源产生的超声波信号和UHF（特高频）信号。两种设备的兼容特性使其成为比超声波和单一 UHF 方法更强大的抗干扰方式，并且可以提高支架的精度。该方法首先使用广泛的 UHF 方法测量来评估整个间隔状态。UHF 和超声波方法用于定位和分析存在可疑信号的区域。根据GIS同轴结构，采用平分线法确定放电点区域的平面。由于电磁波的传播速度远高于超声波信号速度，假设以UHF信号为参考，超声波信号延迟时间乘以中间超声波信号的传播速度，它是超声传感器与放电点之间的一条直线，通过这种方式，实现了放电点的精确定位。

2.3超高频法

超高频方法通过检测放电产生的电波来检测机械损伤，所选频段广泛分布在300 MHz至3 GHz范围内。GIS为同轴谐振器结构，其固有频率仍广泛分布在300～500 MHz范围内，低于其固有频率的电波在分散过程中会显着减弱，而远高于其固有频率的电波会略微减弱，使用高频法检测到GIS内部放电是非常敏感的。

2.4红外热像检测技术

任何物质由于其分子的运动而不断向外散发红外热能，从而在物体表面形成一定的热场，称为“热像”。当电不产生热量时，它还会发出红外辐射并产生热图像，红外成像技术旨在通过吸收红外能量来测量能源设备的最高温度和温度场的分布，从而确定设备的温度。

3 GIS设备缺陷在质量监督方面的处理方法

（1） 建立长期有效的产品质量评估、运营和成本效益资源和社会影响的总体系，通过测试增加产品准入标准，从而提高设备可靠性。

（2）加强产品质量控制，特别是质量控制过程生产，考虑设立合适的生产监控机构，或委托相应的生产监控公司进行监控工作。各专业技术人员也应认识到GIS产品管理的重要性，做好设备生产、设备供应检测、技术见证等工作的监督。

（3）加强供应商管理，鼓励生产者与GIS质量监控功能有效配合，加强与供应商的沟通，加强设备生产中的质量保证，提高产品可靠性。

结语

气体绝缘金属封闭开关设备监测应与多种实时检测技术相结合。例如，如果气体绝缘金属封闭开关设备出现问题，可以使用超声波和微波技术进行部分提取，这两种技术密切相关。数据分析与综合实时检测技术的使用相结合，可以获得准确和可获取的科学结果。在新的背景下，我们必须继续研究利用实时检测技术对气体绝缘金属封闭开关设备状态进行监测，以提高气体绝缘金属封闭开关设备的安全性、可靠性和稳定性。

参考文献

[1]李玉杰，李洪涛，宋思齐，杨景刚，刘通，王林杰.基于红外的GIS内部导体温度检测技术研究[J].电力工程技术，2019，38（02）：142-146.

[2]刘连升，庞先海，刘勇，李默晗，贾冬明.基于红外测温检测技术的GIS设备发热缺陷典型案例分析[J].河北电力技术，2018，37（02）：60-62.