GIS和电器开关的在线监测

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1、GIS和电器开关的在线监测概述1电气设备的绝缘故障及其危害性电气没备是组成电力系统的基本元件，是保证供电时靠性的基础，无论是关键设备如发电机、变压器，还是小型没备如电力电容器、绝缘子、高压开关等．一旦发生失效，必将引起局部甚至全部地区的停电。大量资料表明，导致没备失效的主要原因是其绝缘性能的劣化。由于绝缘引起的事故68%。电力设备，特别是大型设备故障会造成巨大的经济损失，有直接损失和间接损失，给整个社会造成的损失将更大，而且会造成非常不好的社会影响。有些非大型设备虽自身价值并不昂贵，但故障后果严重。例如互感器、电容器、避雷器常因绝缘故障发生爆炸和起火，不仅会波及邻近设备

2、，且由于故障的突发性，会因爆炸而造成人员伤亡。鉴于绝缘故障在故障中所占的比重及其后果的严重性，电力运行部门历来十分重视电气设备的绝缘监督。各省、市电力局均设有绝缘监督的专职工程师，上至地区、部，也均有相应的机构、人员管理设备的绝缘监督工作，并规定每年春天对设备进行一次全面的绝缘性能检查。在线监测与状态维修的必要性及意义预防性维修和试验从经济角度看，定期试验和大修均需停电，不仅会造成很大的直接和间接的经济损失，而且增加了工作安排的难度。状态维修和在线监测对运行中电气设备的绝缘状况进行连续的在线监测(或称状态监测)，随时获得能反映绝缘状况变化的信息。在进行分析处理后，对设备

3、的绝缘状况作出诊断，并根据诊断的结论安排必要的维修，也即做到有的放矢地进行维修。在线监测技术的国内外发展概况及趋势在线监测这一设想由来已久。早在1951年，美国西屋公司的约翰逊(JohnS.Johnson)针对运行中发电机因槽放电的加剧导致电机失效，提出并研究了在运行条件下监测槽放电的装置，这可能是最早提出的在线监测思想。20世纪60年代，美国最先开发监测和诊断技术；日本等国研究分析油中溶解气体，这有利于发现早期故障，日本、前苏联、欧洲等国的在线监测技术起步并发展于20世纪70年代；到了20世纪80年代，局部放电的监测技术已有较大发展。加拿大安大略水电局研制了用于发电机

4、的局部放电分析仪(PDA)；自20世纪80年代以来，我国的在线监测技术也得到了迅速发展。在线监测系统的技术要求(1)系统的投入和使用不应改变和影响一次电气设备的正常运行；(2)能自动地连续进行监测、数据处理和存储；(3)具有自检和报警功能；(4)具有较好的抗干扰能力和合理的监测灵敏度；(5)监测结果应有较好的可靠性和重复性，以及合理的准确度；(6)具有在线标定其监测灵敏度的功能；(7)具有对电气设备故障的诊断功能，包括故障定位、故障性质、故障程度的判断和绝缘寿命的预测等。监测系统的组成(1)信号的变送（传感器类）(2)信号的处理(3)数据采集(4)信号的传输(5)数据处

5、理(6)诊断GIS和高压断路器的在线监测与故障诊断以SF6作绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备简称为GIS，也称封闭式组合电器和气体绝缘变电站。它是将变电站中除变压器外的电气设备，包括断路器、隔离开关、接地(快速)开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线(三相或单相)、连接管和过渡元件(SF6一电缆头、SF6一空气套管、SF6～油套管)等全部封闭在一个接地的金属外壳内，壳内充以0.34MPa~0.4MPa的SF6气体作为绝缘和灭弧介质。GIS在线监测的主要内容包括绝缘特性、断路器的动作特性、接地故障、导体发热、气体参数等。就重要性而论，前三项是主要的。SF6断路器是

6、GIS中的主要设备，它的监测内容和SF6落地罐式断路器以及常规高压断路器是相同的，故本章所讨论的高压断路器的监测与诊断技术也适用于一般高压断路器；高压断路器的监测内容1．断路器和操动机构机械特性的监测(1)监测合分闸线圈的电流(2)断路器行程的监测(3)断路器振动信号的监测2．合分闸线圈回路通路监测3．操动机构的储压系统4．灭弧室和灭弧触头电磨损监测5．绝缘监测6．断路器主触头及导电部分监测绝缘监测主要是局部放电的监测。局部放电常作为主要绝缘故障(对地击穿)的前兆现象，通常发生在以下几种情况：(1)浇铸绝缘件内部存在空洞或杂质。(2)金属或绝缘表面有尖端或突起。(3)由

7、于安装不慎或开关分合产生颗粒状或丝状的金属微粒，它可附在绝缘表面或落在外壳底部；在外壳底部的金属微粒在电场作用下不断移动或作不规则的跳跃，当金属微粒腾空时会带有电荷，下落时则会产生局部放电。(4)金属屏蔽罩固定处接触不良。(5)触头接触严重不良会在触头间产生局部放电。GIS绝缘故障的监测与诊断GIS的内部故障以绝缘故障的比例为多，且后果严重。绝缘故障产生的原因可能有以下几种：(1)固体绝缘材料如环氧树脂的浇铸件内部缺陷损伤造成；(2)由于制造工艺不良、滑动部分磨损、触头烧损和安装不慎等因素在GIS内部残留的金属屑末(或称导电微粒)引起的放