GIS局部放电在线检测技术的应用研究
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摘 要：GIS局部放电设备，主要是依托数字化技术和电子控制技术，对待检测物体进行实时监督，而设备上的电气绝缘系统，也直接影响到GIS局部放电设备的安全性和稳定性。基于此，强化其设计效率，提升GIS局部放电在线检测技术的应用效能，能够极大地提升电气系统的运行效率，继而为工业设计生产以及其他高端领域的发展奠定有效的电气支撑。本文主要研究GIS局部放电在线检测技术的应用效果。
关键词：GIS局部放电 在线检测技术 应用研究
中图分类号：TM855 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）02（c）-0032-02
近几年来，随着科学技术的逐渐发展以及电子科技的更新和进步，GIS局部放电在线检测技术已经改良了以往检测时间长、数据不精准以及系统稳定性不足的缺点，既能够节省时间提升检测结果的准确性，同时还能保障GIS局部在线检测方法、构件系统组成等满足电气事业的发展，继而为新科技的推出奠定坚实的基础。
1 开展GIS局部放电在线检测技术研究的意义和现状
1.1 意义
虽然GIS全封闭系统本身具有极强的稳定性等特点，但是这类设备一旦发生故障，就要求技术人员对系统进行拆解和释放，在此过程中也会遇到很多难题。首先是这类设备结构大多做过精细处理，而且每一个构件的结构都相对复杂，想要拆解或重新组合具有很大的困难。其次是当故障发生的时候，与GIS系统连接在一起的SF6本身会分解一些有毒的气体，一来危害工作人员的人身安全，二来也会导致一些设备和生产成品遭到腐蚀，影响作业环境和作业效率。最后，GIS设备内部的各类元件的绝缘性质和绝缘距离都相对较近，尤其是很多系统都与设备气室直接连接，故障发生后会出现大面积停电的情况[1]。
1.2 现状
与国外发达国家相比，我国科学技术的进程较晚，1984年相关专家和学者对局部放电检测技术进行研究，并推导出一定的实验方法和公式。实践表明，利用高频的UKF方法能够有效对GIS绝缘进行在线的检测，而且发展前景巨大。直到2010年，赵现平、王卫东以及王建生等研究专家学者初步建立了有效的局部放电检测平台，对现实的设备进行了模拟放电演练，并利用脉冲法、超声法以及高频法等，对放出的电流进行测试和管理。其中，高频电流法的灵敏度最强，能够抗击众多干扰，适用于大部分现场检测。这种方法也被一直沿用至今，经历了几次更新之后，系统漏洞也已经基本修复，能够很好地用于工业生产以及其他高端领域当中。
2 GIS局部放电检测技术的原理分析
2.1 类型
在众多电力设备的绝缘系统中，放电的区域只有很少一部分，并没有贯穿于整个电压与导体之间，这种情况也就被称为局部放电。造成局部放电的具体原因主要是局部电场出现畸变，而其他电场则强集中，使得绝缘介质之间的气体遭遇电击继而出现局部放电的情况，这可能是发生在绝缘体的内部或表面，同时也可能会发生在导体的边缘部分。而且绝缘体局部放电的情况也会在很大程度上腐蚀绝缘材料，继而导致绝缘体被击穿，影响工作效率。造成GIS系统局部放电的情况有很多，包括悬浮放电、绝缘缺陷、自由颗粒等。因此，对其放电情况进行在线检测，能够有效地防止绝缘体外表被击穿，同时也能检测到放电的部位以及放电情况，为后续的处理以及整修带来极大的便利[2]。
2.2 GIS局部放电在线检测方法
GIS局部放电在线检测技术的应用，需要针对待检测对象所表现出来的不同的特性以及现象。其能够产生的各种热能、声音、光纤等，都会在很大程度上影响到后续的检测效果。因此，依据不同的类型，需要确定是用红外检测技术、声检测技术、光检测技术还是电检测技术，等等。而且不同的检测方法其本身就具有较强的局限性，再加上其针对的检测内容不同，需要临时改进或更新的部分也各有差异。例如，GIS局部放电所产生的脉冲电流，其持续的时间可能仅有几秒钟，但是其频率却高达300～3000MHz。而且GIS的金属壳作为一个良好的波导，局部放电所产生的超高频信号，能够有效并快速地传播，接收系统在接收到这些信号之后，会建立其大量的横向点拨和横向磁波，用于后续的实验和数据更新。
2.3 GIS局部放电系统的硬软件
在高频信号检测的基础上，GIS局部放电在线检测系统的硬件构成主要包括检测诊断服务器、现场信号采集处理单元、高频传感器等。每一套系统的构成，都需要由多个可控的现场信号处理单位来搭建，以便实现同步检测。软件检测功能则主要呈现警报、分析和存储功能，并要求技术人员有效安装各个通道的在线检测图谱，用以现实警报等级。除此之外，分析离线数据系统、二维图谱系统以及三维谱图系统，都需要随时开启随时待命，以有效摸清系统频率、放电持续时间、密度、放电量以及放电相位之间的关系等[3]。
3 GIS局部放电在线检测的关键技术和应用
3.1 局部放电类型模式识别
主要是依據局部放电的特征来判断系统共的电源类型，也就是研究绝缘缺陷与放电现象之间的关系。而且依据GIS局部放电检测系统的判断，放电源类型的识别基本可以依据特征、放电模式构造、预处理、数据获取等方法来实现。而且随着科学技术的逐渐发展和优化，当前人工神经网技术在该领域已经得到了广泛的应用，而且强大的网络系统甚至能够对人体进行直接的模仿和模拟，继而实现无人检测的目的。当前，该方法的应用主要体现在训练向量分区算法、自组织特征映射算法、遗传算法以及误差反向传播算法四个方面，应用功能范围非常广泛。需要注意的是，在进行GIS特高频局部放电检测时，信号可能会受到以下几个因素的干扰，如马达噪声、荧光噪声、移动手机或电话的噪声以及雷达噪声等。技术人员需要事先对这些干扰进行过滤和清除，以保证作业环境的严谨性。而且该系统还会对局部放电设备的信号源进行一定的放大和滤波，要求技术人员利用电子计算机对其中的数据进行筛选和优化处理，分析放电源以及放电类型的特征，为后续的规律整理以及技术优化提供有效的依据。
3.2 局部放电电源定位技术
GIS局部放电在线检测系统共在发现并更新电源信号之后，能够依托多个传感器的感应，对不同的信号来源、信号强度以及信号的类别进行识别和更新，继而帮助技术人员寻找到发生故障的放电源，以便于随时更换和处理。例如，当某一个GIS系统内部发生局部放电的时候，系统两侧的传感器就会感应到局部放电源信号，并在软件图谱上呈现出一个系统的信号捕捉时间差，让技术人员能够及时有效地找到这个发生故障的放电源，既缩短了发现故障位置的时间，也在很大程度上提升了工作效率。
4 结语
随着电气事业的逐渐发展和升级，当前一些高端技术已经逐渐应用到该领域中，优化了经济市场秩序，也在很大程度上促进了科学事业的发展。GIS局部放电在线检测技术，能够很好地寻找到待检测系统的放电源，既节省了时间和人力工作，同时也为后续高端技术的开发以及新科技的运行提供了便捷条件。因此，在进行实际的检测过程中，应该有效制定合理的检测方法和检测效力，满足在线检测需求的同时，为新技术的更新和电力事业的发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1] 高明.GIS设备局部放电检测技术的应用研究[D].江苏大学，2019.
[2] 张天堃.GIS变电站绝缘在线监测系统研究[D].华北电力大学，2018.
[3] 郭路遥.GIS设备局部放电带电检测技术有效性研究[D].华北电力大学，2018.
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