Анализ на вътрешни повреди на изолацията в GIS оборудване и методи за изпитване на изолацията

Високонапрегови проводни шипки

При монтажа на високонапреговите проводници случайни удари или скърцания могат да причинят метални шипки на повърхността на проводника, както е показано на Фигура 1. Под напрежение с честота на питащата мрежа ионизационният ефект на високите електрически полета във върховете на шипките генерира заредени частици, които може да подтиснат частичните разряди (PD) или пробив. Обачно, при импулсно напрежение, ионизационният процес, индуциран от силното електрическо поле, няма достатъчно време за развитие, което прави PD и пробив по-вероятни.

Загрязнения на повърхността на изолатора

По време на сборката на GIS, местното почистване често е недостатъчно, позволяващо прахът да влезе в GIS и да се депонира върху повърхността на изолаторите. В някои случаи, лошите производствени процеси оставят лепкави остатъци на изолаторите. Тези дефекти често причиняват пробиви по време на местните тестове за издръжливост към напрежение. Енергията, освободена при пробива обикновено премахва загрязненията, затруднявайки откриването на следи на повърхността на изолатора или други компоненти при разборна анализа след пробива. Фигура 2 показва изолатор, който е преживял пробив на място, без видими аномалии на повърхността му.

Разхлабени метални компоненти

По време на транспортиране или експлоатация, механичните вибрации могат да причинят разхлабване на защитни капаци, други метални компоненти и закрепващи винтове. Лош контакт в такива случаи води до частични разряди (PD), които с времето могат да се развият в пробивни аварии. Фигура 3 илюстрира конструкцията на установка на защитен капак, който е склонен към такива проблеми.

Метални прахове в обвивката

По време на транспортиране или експлоатация, механичните вибрации могат да причинят триене между металните компоненти, генерирайки метални прахове. Недостатъчната хигиена на място по време на инсталацията може да остави прах или метални частици на вътрешната повърхност на обвивката. Освен това, частичните разряди, породени от лош контакт, могат да произведат метални или метални сплавни частици. Фигура 3 показва прахове, генерирани от разряди при лош контакт в защитен капак. По време на експлоатация, скачането на металните прахове може да доведе до пробивни аварии.

Методи за тестуване на дефекти в изолацията на GIS
Тест за издръжливост към напрежение

Тестовете за издръжливост към напрежение са необходими при предадене и след големи ремонти. DL/T 555-2004 Ръководство за местните тестове за издръжливост към напрежение и изолация на газово изолирано метално обвито комутационно устройство определя изискванията и методите за местни тестове [4]. Променливото напрежение е чувствително към свободни проводни частици и други замърсители, което го прави подходящо за откриване на дефекти като загрязнения на повърхността на изолаторите, разхлабени метални компоненти и метални прахове в обвивката. Импулсното напрежение, ефективно за откриване на загрязнения и аномални електрически полета, е идеално за откриване на метални шипки и вътрешни метални прахове.

Тест за частични разряди (PD)

По време на местните тестове за издръжливост към напрежение, трябва да се проведе измерване на PD. Пулсиращият токов метод в момента е основния подход за измерване на сигнали от PD при тестово напрежение с честота на питащата мрежа. Обачно, този метод често не успява да открие дефекти като метални шипки и вътрешни метални прахове. Следователно, измерването на PD по време на импулсни тестове за издръжливост към напрежение е необходимо. За да се избегне възпирането в тестовата верига при импулсно напрежение, могат да се използват методи за детекция на високочестотни, ултра-високочестотни (UHF) или ултразвукови сигнали.

Живо детектиране на PD и онлайн мониторинг

За дефекти като разхлабени метални компоненти и метални прахове, генерирани по време на експлоатация, трябва активно да се прилагат живо детектиране на PD и онлайн мониторинг. В зависимост от принципите на сензорите, методите за живо детектиране включват UHF и ултразвукови техники. Живото детектиране е подходящо за периодични проверки, докато онлайн мониторингът е идеален за проследяване на известни дефекти.

Заключения и перспективи

Основните внутренни дефекти в изолацията на GIS включват четири типа: високонапрегови проводни шипки, загрязнения на повърхността на изолаторите, разхлабени метални компоненти и вътрешни метални прахове. За да се предотврати развитието на тези дефекти в аварии, трябва да се провеждат тестове на изолацията и детектиране на PD по време на предаване и експлоатация. За общи дефекти като метални шипки и прахове по време на предавателните тестове, трябва да се придава приоритет на детектирането на PD при импулсно напрежение.