De specificiteit van gedeeltelijke ontlading van GIS en het belang ervan bij detectie
Kenmerken van gedeeltelijke ontlading in GIS:
Afdichting: De apparatuur is volledig afgedicht en kan niet rechtstreeks in contact komen met de interne componenten. Er moeten niet-invasieve detectiemethoden worden gebruikt.
Isolatiemedium: binnenin is het gevuld met SF6-gas onder hoge-druk, dat uitstekende isolatieprestaties heeft. Zodra er echter sprake is van een defect, zal de ontlading zich snel ontwikkelen en snel uitmonden in een storing.
Typische typen defecten: Lozingsdefecten binnen het GIS zijn meestal vrij typisch, zoals:
Vrije metaaldeeltjes: springen of blijven plakken aan de onderkant van de schaal of aan de- hoogspanningsgeleider.
Geleidersporen: Corona-ontlading veroorzaakt door scherpe uitsteeksels op hoog-spanningsgeleiders of behuizingen.
Verontreiniging van het isolatoroppervlak: Er bevinden zich metaaldeeltjes of vocht op het oppervlak van de isolator.
Interne luchtspleet van isolator: Er zijn fabricagefouten in de kom-vormige isolator.
De gevolgen zijn ernstig: GIS is de kernuitrusting van het onderstation. Als dit mislukt, zal dit grootschalige stroomstoringen veroorzaken, met lange reparatieperioden en aanzienlijke economische verliezen tot gevolg.
Daarom is het uitvoeren van gedeeltelijke ontladingsdetectie op GIS de meest effectieve methode om vroegtijdige isolatiedefecten te identificeren en plotselinge storingen te voorkomen.
Ultrasone detector voor gedeeltelijke ontlading
De belangrijkste methoden en principes van het GIS-detectie-instrument voor gedeeltelijke ontlading
Op basis van de kenmerken van GIS omvatten de reguliere detectiemethoden de volgende typen:
Ultrahoge frequentiemethode (UHF - Ultra-Hoge frequentie) 【De momenteel meest gangbare en gevoelige methode】
Principe: Wanneer er binnen het GIS lokale ontlading plaatsvindt, wordt er een extreem steil stijgende stroompuls gegenereerd (op nanosecondeniveau), die elektromagnetische golven opwekt met frequenties variërend van 300 MHz tot 3 GHz. Deze elektromagnetische golven kunnen zich als een golfgeleider zeer ver binnen de GIS-holte voortplanten.
Sensor: deze elektromagnetische golfsignalen worden ontvangen via ingebouwde-in of externe UHF-sensoren (koppelingen) die op de GIS-busisolator zijn geïnstalleerd.
Voordelen:
Extreem gevoelig: in staat om zwakke ontladingen zo klein als enkele picocoulombs te detecteren.
Sterk anti-interferentievermogen: de interferentiefrequenties van conventionele energiesystemen, zoals corona-ontladingen, zijn relatief laag (<300 MHz), and the UHF method can effectively avoid these.
Het kan worden gelokaliseerd (via het tijdsverschil van signalen van meerdere sensoren).
Het kan online worden gemonitord zonder de werking van de apparatuur te beïnvloeden.
Nadelen:
Het is moeilijk om de absolute lozingshoeveelheid te kalibreren. Meestal worden relatieve waarden zoals dBm gebruikt om de signaalsterkte weer te geven.
De installatiepositie van de sensor heeft een aanzienlijke invloed op het detectie-effect.
2. Ultrasone methode (AE - akoestische emissie)
Principe: Wanneer gedeeltelijke ontlading optreedt, worden akoestische en ultrasone signalen gegenereerd (met frequenties die doorgaans variëren van 20 kHz tot 300 kHz). Deze signalen planten zich voort door het SF6-gas en de GIS-behuizing.
Sensor: De ultrasone sensor is aan de buitenkant van de metalen GIS-behuizing bevestigd om geluidssignalen te ontvangen.
Voordelen:
De positioneringsnauwkeurigheid is extreem hoog, waardoor dit de beste methode is voor fysieke positionering. Door de tijd te vergelijken die signalen nodig hebben om verschillende sensoren te bereiken, kan nauwkeurige positionering tot op het meter- of zelfs decimeterniveau worden bereikt.
Volledig niet-opdringerig, met flexibele sensorinstallatie.
Niet gevoelig voor elektromagnetische interferentie in een externe omgeving.
Nadelen:
Bij metalen en gassen verzwakt het signaal aanzienlijk en is het detectiebereik beperkt.
Gevoelig voor verstoring door omgevingsgeluiden (zoals wind en regen, trillingen).
De gevoeligheid is doorgaans lager dan die van de UHF-methode.
3. Transiënte aardspanningsmethode (TEV)
Principe: Een deel van de elektromagnetische golven die worden gegenereerd door interne ontlading zal naar buiten lekken door de gaten van de kom{0}}vormige isolator, waardoor een voorbijgaande aardspanningspuls op de metalen behuizing van het GIS ontstaat.
Sensor: De TEV-sensor wordt gebruikt om te detecteren bij het schaalgewricht.
Voordelen: Draagbaar, eenvoudig te bedienen.
Nadelen: Het wordt voornamelijk gebruikt in schakelkasten, heeft een relatief lage gevoeligheid voor volledig gesloten GIS en wordt minder vaak gebruikt.
De functie en het detectiebereik van de GIS deelontladingsdetector
Functie:
Vroege diagnose van isolatiedefecten: Tijdens weerstandsspanningstests en tijdens bedrijf kunnen deze verschillende typische defecten onmiddellijk worden geïdentificeerd.
Foutlocatie: Door UHF- en ultrasone methoden te combineren, is het mogelijk om de gaskamer of specifieke locatie waar het ontladingsdefect optreedt nauwkeurig te identificeren, waardoor de onderhoudstijd en -omvang aanzienlijk worden verminderd.
Kwaliteitscontrole:
Fabriekstest: Dit is een verplicht inspectie-item voor GIS na productie.
Inbedrijfstellingstest op locatie-: Nadat de installatie is voltooid, wordt deze gelijktijdig met de AC-houdspanningstest uitgevoerd. Dit is een internationale praktijk (zoals vereist door de IEC 62271-203-norm). Het kan nieuwe defecten detecteren die optreden tijdens transport en installatie onder hoogspanningsomstandigheden.
Toezicht op de staat en vroegtijdige waarschuwing: voer regelmatig inspecties of online monitoring uit van het operationele GIS, beoordeel de veranderende trend van de isolatiestatus en realiseer voorspellend onderhoud.
Detectiebereik (toepassingsscenario's):
Fabrikant: 100% fabriekstest.
Nieuwbouw/uitbreiding van een station: Inbedrijfstelling en acceptatietests na installatie.
Bediening van onderstations: regelmatige inspecties, storingsonderzoeken en verificatie na grote revisies.
