CN110703050A - Gil耐压试验故障点精确定位的方法 - Google Patents

Gil耐压试验故障点精确定位的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种GIL耐压试验故障点精确定位的方法，GIL第一次老练试验，判断试验系统是否出现持续异常警报，若是则进行防错检测，若否则进行GIL第二次老练试验；GIL第二次老练试验，判断试验系统是否出现持续异常警报，若是则进行防错检测，若否则进行GIL第三次老练试验；GIL第三次老练试验，判断是否有击穿和/或闪络现象，若是则判断SF6光谱检测系统是否报警，若否则证明GIL无故障点；若SF6光谱检测系统报警，则完成故障点定位，若未出现持续异常警报，则进行防错检测。本发明的有益效果是：可实现在绝缘缺陷暴露的初期迅速发现绝缘问题，快速实现缺陷定位。

Description

GIL耐压试验故障点精确定位的方法
技术领域
本发明涉及GIL检测领域，尤其涉及一种GIL耐压试验故障点精确定位的方法。
背景技术
气体绝缘输电线路(GIL)是重要的输电设备，具有不受恶劣气候等环境因素影响、空间利用率高、受电磁影响小、载流量大及故障率低等优点。GIL交流耐压试验是用以检查GIL经长途运输、组装后设备内是否存在绝缘缺陷的重要现场交接试验项目。GIL一般长度较长，一个SF6气室一般有多个单元组成。由于在开展GIL交流耐压试验时必须整段或整组开展，导致现场耐压试验中一旦发生绝缘击穿、闪络等情况很难快速完成故障段的精确查找。同时，由于现有检测手段单一，在开展GIL耐压试验时，仅能通过“击穿”、“闪络”两种绝缘严重破坏后的情况发现设备是否存在绝缘缺陷，而无法在设备绝缘件出现绝缘劣化初期，尚未造成严重损伤时就发现绝缘缺陷，并对其进行故障点地精确定位，以及方便对尚未严重损伤的绝缘件开展缺陷诊断和分析工作。
目前，针对GIL在交流耐压试验期间的缺陷检测和故障点定位手段比较单一和原始，主要通过在不同GIL位置安排监护人员进行“听声辨位”，然后结合SF6气体测试数据进行逐段拆除排查的方式进行故障点的定位，耗费人力大，十分不便。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种GIL耐压试验故障点精确定位的方法，主要解决现有GIL耐压试验故障点查找的手段原始，耗费人力大、不方便的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种GIL耐压试验故障点精确定位的方法，
GIL第一次老练试验，判断超高频在线监测系统、GIL转弯段PD检测系统、SF6光谱检测系统以及超声波监测系统是否出现持续异常警报，若是则进行防错检测，若否则进行GIL第二次老练试验；
GIL第二次老练试验，判断所述超高频在线监测系统、GIL转弯段PD检测系统、SF6光谱检测系统以及超声波监测系统是否出现持续异常警报，若是则进行防错检测，若否则进行GIL第三次老练试验；
GIL第三次老练试验，判断是否有击穿和/或闪络现象，若是则判断SF6光谱检测系统是否报警，若否则证明GIL无故障点；
若SF6光谱检测系统报警，则完成故障点定位，若未出现持续异常警报，则进行防错检测。
在一些实施方式中，所述防错检测包括，
判断所述超高频在线监测系统以及超声波监测系统是否持续报警，若是则判断所述超高频在线监测系统以及超声波监测系统的定位点是否一致，若否则重新检验试验系统；
若所述超高频在线监测系统以及超声波监测系统的定位点一致，则完成故障点定位，若超高频在线监测系统以及超声波监测系统的定位点不一致，则判断所述GIL转弯段PD检测系统是否报警；
若所述GIL转弯段PD检测系统报警，则完成故障点定位，若GIL转弯段PD检测系统未报警，则重新检验试验系统。
在一些实施方式中，所述GIL第一次老练试验给予GIL381kV的老练电压15min。
在一些实施方式中，所述GIL第二次老练试验给予GIL474kV的老练电压5min。
在一些实施方式中，所述GIL第三次老练试验给予GIL592kV的试验电压1min。
在一些实施方式中，所述GIL第一次老练试验前，GIL的每个气室内每隔50m-100m布置一个高精度超高频探头。
在一些实施方式中，所述超高频在线监测系统采集得到的数据通过主控室内的监控系统经无线传输或有线传输的方式传输至试验现场的监测平台。
与现有技术对比，本发明专利的优点在于：(1)可实现在绝缘缺陷暴露的初期迅速发现绝缘问题，快速实现缺陷定位，及时终止试验，避免由于继续升压导致的绝缘损伤扩大，进而引发的严重GIL支柱绝缘炸裂、设备损伤及升压装置受短路冲击的影响；(2)可以全程监测被试GIL设备的状态，全程对设备耐压状态进行记录、分析，并为后续缺陷的分析提供参数数据；(3)由于可以在绝缘缺陷暴露初期终止试验、定位缺陷位置，减少了对绝缘件的严重破坏，可以更好的对设备绝缘缺陷进行分析；(4)克服了原有检测系统的缺陷，噪声干扰小，可精确迅速地查找到故障点，避免多次接通超高压电进行破坏性的测试，使到电器设备寿命急剧下降。
附图说明
图1为本发明GIL耐压试验故障点精确定位的方法的主体流程图；
图2为本发明GIL耐压试验故障点精确定位的方法的具体流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
本发明实施例公开了一种GIL耐压试验故障点精确定位的方法，使用了四种检测系统，即超高频在线监测系统、GIL转弯段PD检测系统、SF6光谱检测系统以及超声波监测系统，解决了现有GIL耐压试验故障点查找手段耗费人力大、不方便的问题，并且克服了原有检测系统的缺陷，噪声干扰小，故障点定位更加精确。
根据图1、2所示，本实施例提出了一种GIL耐压试验故障点精确定位的方法，将超高频在线监测系统、GIL转弯段PD检测系统、SF6光谱检测系统以及超声波监测系统统称为试验系统，GIL交付前可以先进行检验所述试验系统的操作，避免后期检测不准确。
100、GIL第一次老练试验，判断超高频在线监测系统、GIL转弯段PD检测系统、SF6光谱检测系统以及超声波监测系统是否出现持续异常警报，若是则进行防错检测，若否则进行GIL第二次老练试验；
200、GIL第二次老练试验，判断所述超高频在线监测系统、GIL转弯段PD检测系统、SF6光谱检测系统以及超声波监测系统是否出现持续异常警报，若是则进行防错检测，若否则进行GIL第三次老练试验；
300、GIL第三次老练试验，判断是否有击穿和/或闪络现象，若是则判断SF6光谱检测系统是否报警，若否则证明GIL无故障点；
400、若SF6光谱检测系统报警，则完成故障点定位，若未出现持续异常警报，则进行防错检测。
在一些实施方式中，所述防错检测包括，
判断所述超高频在线监测系统以及超声波监测系统是否持续报警，若是则判断所述超高频在线监测系统以及超声波监测系统的定位点是否一致，若否则重新检验试验系统；
若所述超高频在线监测系统以及超声波监测系统的定位点一致，则完成故障点定位，若超高频在线监测系统以及超声波监测系统的定位点不一致，则判断所述GIL转弯段PD检测系统是否报警；
若所述GIL转弯段PD检测系统报警，则完成故障点定位，若GIL转弯段PD检测系统未报警，则重新检验试验系统。
所述GIL第一次老练试验给予GIL381kV的老练电压15min，第一次老练电压的电压仅比运行电压高出20％，用于初步测试GIL的耐压能力，此时进行长达15min的测试基本上能够模拟GIL处于长时间工作状态，试验数据、结果能够作为参考使用，用于初步定位故障点。
所述GIL第二次老练试验给予GIL474kV的老练电压5min，第二次老练电压的电压比运行电压高出50％，用于进一步测试GIL的耐压能力，50％的电压对于GIL来说已经是严重过载，所以绝大部分的“隐疾”此时都会暴露，经判断后基本可以准确定位故障点，而通电的时间不宜过长，避免GIL的寿命严重下降。
所述GIL第三次老练试验给予GIL592kV的试验电压1min，试验电压已经超过额定的运行电压86％，属于破坏性的试验，试验的时间尽量不能超过一分半钟，一旦发现故障点立即停止试验，避免GIL的寿命严重下降；而全部的隐形缺陷都会暴露出来，可精准定位故障点，经维修后保障故障点不出电气缺陷。
在绝缘缺陷暴露的初期迅速发现绝缘问题，快速实现缺陷定位，及时终止试验，避免由于继续升压导致的绝缘损伤扩大，进而引发的严重GIL支柱绝缘炸裂、设备损伤，及升压装置受短路冲击的影响；可以全程监测被试GIL设备的状态，全程对设备耐压状态进行记录、分析，并为后续缺陷的分析提供参数数据；由于可以在绝缘缺陷暴露初期终止试验、定位缺陷位置，减少了对绝缘件的严重破坏，可以更好的对设备绝缘缺陷进行分析。
超高频在线监测系统，该系统为目前GIL设备中均配置的在线监测系统，具体到本发明，所述超高频在线监测系统采用高精度超高频探头该系统的作用主要为实时检测GIL内超高频放电信号，并通过采集的超高频放电信号完成对故障点的测距和定位，其中高精度超高频探头的布置原则为每个气室内每隔约50m-100m范围内布置一个，多个所述高精度超高频探头采集到的信号经中继器传输至变电站内主控室内的监控系统中，具体地，在开展GIL耐压试验期间还可以将所述超高频在线监测系统采集得到的数据通过主控室内的监控系统经4G网络传输至试验现场的监测平台，当然这种传输方式还可以是基于其他通信方式的无线传输方式或者有线传输方式，诸如2G、3G、5G、串口通信等，达到信息传输的目的即可。在开展GIL耐压试验时由于三次的老练试验所使用的电压(第一次老练试验15分钟的老练电压381kV、第二次老练试验5分钟老练电压474kV、第三次老练试验试验电压592kV)均已超过运行电压(318kV)，因此在耐压试验期间超高频在线监测系统的局放读数值较运行状态下偏高，干扰较大，单一采用超高频在线监测系统无法准确对故障点完成定位。
GIL转弯段PD检测系统，该系统主要布置于GIL设备转弯段端部盖板内，主要作用是通过检测转弯段直角对接区域的放电荧光信号，实现对转弯段设备状态的检测。所述GIL转弯段PD检测系统运行时通过光谱检测单元获取放电荧光信号，多个所述光谱检测单元将收集的信息传入中继器，最后汇总至主控室内的监控系统中实现对信息的处理，从而实现对放电荧光信号的检测及转弯段缺陷定位的功能。GIL转弯段PD检测系统与上述的超高频在线监测系统在GIL交流耐压时出现的问题一致，单独使用时由于试验电压均高于运行电压，系统读数偏高、干扰较大，容易产生数据误判问题，因此，单独使用GIL转弯段PD检测系统无法实现完成GIL耐压试验期间对故障的检测和定位监测。
SF6光谱检测系统，该系统主要作用是监测被试GIL各气室SF6气体组分的变化，该系统需要在耐压试验前布置于GIL的各SF6气室，通过管路连接GIL每段气室中距离较远的两个取气口，一般取100m以上，并经气泵使SF6气体流经SF6气体光谱检测单元，实现对GIL气室内SF6气体的实时组分变化情况进行检测。由于GIL内部放电、击穿、闪络等情况均会导致SF6组分的变化，因此在耐压时检测SF6组分的变化可以有效的判定GIL内部是否存在放电及放电气室的位置。但是，由于GIL单个气室较长，气体体积大，对SF6气体组分变化被检时间与缺陷暴露时间存在较长时间的延迟，单一使用SF6光谱检测系统无法实现耐压试验期间对暴露缺陷的及时发现。
超声波监测系统，该系统需要在耐压试验前布置于GIL各位置，布置原则为，在每个固定支柱绝缘子和滑动绝缘子位置均进行布置。超声波监测系统主要通过监测耐压试验期间GIL各段支柱绝缘子的超声波局放信号变化，并及时反馈超过闸值的超声波幅值，进行缺陷预警和故障点的定位。该系统在GIL耐压试验期间也由于耐压各阶段电源远高于GIL运行电压，因此系统在耐压试验期间存在较高的干扰因素，容易产生缺陷误判，单独使用超声波监测系统无法实现耐压试验期间对缺陷的定性定位分析和判断。
综上，四种试验方式单一使用均有缺陷，使用本发明所提供的试验方法后，在短时间内进行多次的逻辑判断，主控室内的监控系统选择最优的逻辑判断流程，得到最准确的结果，克服了原有检测系统的缺陷，噪声干扰小，可精确迅速地查找到故障点，避免多次接通超高压电进行破坏性的测试，使到电器设备寿命急剧下降。
精确定位原理：由图2可以看出，(1)在超高频在线监测系统、GIL转弯段PD检测系统以及超声波监测系统三者都不进行报警的情况，若SF6光谱检测系统报警则可以直接精确定位故障点，因为上述三各系统若检查不出故障点主要是因为极微小的绝缘缺陷，而SF6光谱检测系统对这类微小的绝缘缺陷的检出效果较好；(2)从图中可知，若超高频在线监测系统以及超声波监测系统的定位点一致则可以直接精确定位故障点，因为超高频在线监测系统利用放电发出的电磁波信号，但易受外界电磁干扰，对电晕放电和缺陷放电识别度不高，超声波检测系统是利用放电产生的超声波信号，并且对识别电晕信号和放电信号效果很好，但是超声波检测系统存在单个检测单元检测范围受限、易受外界振动干扰的缺点，因此可以通过对比超声波系统和超高频系统同时检出的放电最大幅值的位置是否相同来规避两种方式各自的缺点，从而实现准确检测和定位；(3)超高频在线监测系统以及超声波监测系统可以实现GIL全段的监测，但是GIL转弯段一般呈90度，分为两个单元，在超高频在线监测系统以及超声波监测系统故障定位的判断程序中可能存在较大的误差，无法准确判断故障发生是在转弯段哪个单元的，然而GIL转弯段PD检测系统由于分别对两个90度转弯单元布置有检测传感器，因此可以作为超高频在线监测系统以及超声波监测系统之外的补充，实现对转弯段放电信号的精确定位和检测。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种GIL耐压试验故障点精确定位的方法，其特征在于，
GIL第一次老练试验，判断超高频在线监测系统、GIL转弯段PD检测系统、SF6光谱检测系统以及超声波监测系统是否出现持续异常警报，若是则进行防错检测，若否则进行GIL第二次老练试验；
GIL第二次老练试验，判断所述超高频在线监测系统、GIL转弯段PD检测系统、SF6光谱检测系统以及超声波监测系统是否出现持续异常警报，若是则进行防错检测，若否则进行GIL第三次老练试验；
GIL第三次老练试验，判断是否有击穿和/或闪络现象，若是则判断SF6光谱检测系统是否报警，若否则证明GIL无故障点；
若SF6光谱检测系统报警，则完成故障点定位，若未出现持续异常警报，则进行防错检测。
2.如权利要求1所述的GIL耐压试验故障点精确定位的方法，其特征在于，所述防错检测包括，
判断所述超高频在线监测系统以及超声波监测系统是否持续报警，若是则判断所述超高频在线监测系统以及超声波监测系统的定位点是否一致，若否则重新检验试验系统；
若所述超高频在线监测系统以及超声波监测系统的定位点一致，则完成故障点定位，若超高频在线监测系统以及超声波监测系统的定位点不一致，则判断所述GIL转弯段PD检测系统是否报警；
若所述GIL转弯段PD检测系统报警，则完成故障点定位，若GIL转弯段PD检测系统未报警，则重新检验试验系统。
3.如权利要求1所述的GIL耐压试验故障点精确定位的方法，其特征在于，所述GIL第一次老练试验给予GIL381kV的老练电压15min。
4.如权利要求3所述的GIL耐压试验故障点精确定位的方法，其特征在于，所述GIL第二次老练试验给予GIL474kV的老练电压5min。
5.如权利要求4所述的GIL耐压试验故障点精确定位的方法，其特征在于，所述GIL第三次老练试验给予GIL592kV的试验电压1min。
6.如权利要求1所述的GIL耐压试验故障点精确定位的方法，其特征在于，所述GIL第一次老练试验前，GIL的每个气室内每隔50m-100m布置一个高精度超高频探头。
7.如权利要求6所述的GIL耐压试验故障点精确定位的方法，其特征在于，所述超高频在线监测系统采集得到的数据通过主控室内的监控系统经无线传输或有线传输的方式传输至试验现场的监测平台。
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