我國電力系統(tǒng)GIS的事故率遠高于IEC規(guī)定的每年每百個間隔0.1個故障。對GIS設備進行帶電檢測,排除缺陷,避免事故,對電網(wǎng)的安全運行非常有意義。根據(jù)國內(nèi)與國際上GIS缺陷進行統(tǒng)計分類,主要有以下缺陷類型。
(1)顆粒和外來物件:事故由顆粒或遺留在殼體中或絕緣子表面上的外來物件引起,20%
(2)載流接觸:事故由于流過負載電流時接觸不良而引起,11%
(3)濕氣:事故由凝結(jié)在絕緣子表面上或殼體上的濕氣一起,7%
(4)屏蔽和電接觸:事故由屏蔽松動或不良的電接觸引起,18%
(5)高壓導體上的突起/顆粒:事故由高壓導體上的尖銳突起或顆粒引起,5%
(6)隔離開關(guān)的絕緣:在開合電容負荷時由于隔離開關(guān)的絕緣耐受電壓不夠引起的事故,10%
(7)絕緣子的整體絕緣性能:由于絕緣子中的氣泡或其他缺陷而產(chǎn)生的絕緣事故,10%
(8)與絕緣無關(guān):由于絕緣以外的機械故障而引起的事故(主要是驅(qū)動機構(gòu)故障,8%
(9)其他和未知:所有其他原因,11%
統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,絕緣缺陷和絕緣故障是影響GIS安全穩(wěn)定運行的最大威脅。因此,用于檢測GIS絕緣缺陷的局部放電試驗[25,26]是一種非常有效的手段,能及早發(fā)現(xiàn)和定位絕緣缺陷,保證GIS安全運行,有效指導檢修和維護。
電力設備的絕緣系統(tǒng)中,只有部分區(qū)域發(fā)生放電,而沒有貫穿施加電壓的導體之間,即尚未擊穿,這種現(xiàn)象稱之為局部放電。它是由于局部電場畸變、局部場強集中,從而導致絕緣介質(zhì)局部范圍內(nèi)的氣體放電或擊穿所造成的。它可能發(fā)生在導體邊上,也可能發(fā)生在絕緣體的表面或內(nèi)部。在絕緣體中的局部放電甚至會腐蝕絕緣材料,并最后導致絕緣擊穿。局部放電是一種脈沖放電,它會在電力設備內(nèi)部和周圍空間產(chǎn)生一系列的光、聲、電氣和機械的振動等物理現(xiàn)象和化學變化。這些伴隨局部放電而產(chǎn)生的各種物理和化學變化可以為監(jiān)測電力設備內(nèi)部絕緣狀態(tài)提供檢測信號。它是由于GIS設備在設計或安裝工藝上存在缺陷使得局部電場畸變、局部場強過于集中,從而導致絕緣介質(zhì)局部范圍內(nèi)的氣體放電或擊穿所造成的。它可能發(fā)生在導體邊上,也可能發(fā)生在絕緣體的表面或內(nèi)部。導體上的毛刺,懸浮屏蔽(接觸不良),盆式絕緣子上的顆粒,殼體上的毛刺,自山移動的金屬顆粒,盆式絕緣子內(nèi)部缺陷等這些缺陷是造成GIS設備局部放電的主要原因。下圖是GIS內(nèi)部缺陷示意圖。
GIS設備缺陷示意圖