不少變電站運(yùn)維團(tuán)隊(duì)在日常巡檢中發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備出現(xiàn)局放信號(hào)異常后，第一個(gè)困惑*是不知道該怎么區(qū)分是內(nèi)部絕緣缺陷導(dǎo)致的真實(shí)放電，還是現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境帶來(lái)的干擾識(shí)別偏差，畢竟誤判不僅可能導(dǎo)致不必要的停電檢修增加運(yùn)維成本，還可能漏判真實(shí)缺陷埋下安全隱患，不符合電網(wǎng)運(yùn)維的相關(guān)規(guī)范要求。隨著GIS設(shè)備在110kV及以上電壓等級(jí)變電站的普及應(yīng)用，局放信號(hào)檢測(cè)已經(jīng)成為判斷GIS設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的核心手段，而干擾識(shí)別準(zhǔn)確率直接決定了巡檢工作的有效性，也是很多B端運(yùn)維企業(yè)和G端監(jiān)管機(jī)構(gòu)共同關(guān)注的核心問(wèn)題。

一、變電站GIS設(shè)備局放信號(hào)異常的兩類誘因解析

首先，GIS設(shè)備的全封閉結(jié)構(gòu)決定了內(nèi)部絕緣缺陷很難通過(guò)肉眼觀察發(fā)現(xiàn)，而局部放電是絕緣劣化的早期表征，當(dāng)GIS設(shè)備內(nèi)部存在金屬突出物、絕緣子表面污穢、SF6氣體濕度超標(biāo)等絕緣缺陷時(shí)，會(huì)在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生持續(xù)的局放信號(hào)，這類信號(hào)的特征通常表現(xiàn)為幅值相對(duì)穩(wěn)定、相位集中在工頻電壓的正負(fù)半周峰值區(qū)域、且會(huì)隨著運(yùn)行電壓的升高而增大【1】。如果這類絕緣缺陷沒(méi)有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期發(fā)展會(huì)導(dǎo)致絕緣子擊穿、GIS設(shè)備內(nèi)部短路，甚至引發(fā)變電站全站停電的嚴(yán)重事故。

另一類局放信號(hào)異常則來(lái)自外部干擾，干擾識(shí)別工作首先要梳理常見(jiàn)的干擾源，變電站現(xiàn)場(chǎng)的干擾源主要包括三類：一是高壓導(dǎo)線、外部絕緣子產(chǎn)生的電暈放電干擾，這類信號(hào)的頻率通常較低，相位分布分散；二是現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾，比如電焊機(jī)、切割機(jī)、無(wú)人機(jī)通信信號(hào)、移動(dòng)通信基站信號(hào)等，這類信號(hào)的幅值波動(dòng)大，沒(méi)有固定的相位特征；三是其他開(kāi)關(guān)設(shè)備操作產(chǎn)生的脈沖干擾，這類信號(hào)持續(xù)時(shí)間短，沒(méi)有重復(fù)性。如果沒(méi)有做好干擾識(shí)別，很容易把這類干擾誤判為GIS設(shè)備內(nèi)部的絕緣缺陷，導(dǎo)致不必要的資源浪費(fèi)。

二、不同用戶對(duì)局放信號(hào)判斷的核心需求差異

針對(duì)GIS設(shè)備局放信號(hào)的檢測(cè)與判斷，B端企業(yè)用戶和G端政府機(jī)構(gòu)用戶的需求各有側(cè)重。

對(duì)于B端用戶來(lái)說(shuō)，首先關(guān)心的是檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確率，畢竟如果把干擾誤判為絕緣缺陷，需要申請(qǐng)停電、開(kāi)蓋排查，單次停電的損失少則十幾萬(wàn)多則上百萬(wàn)，還會(huì)影響供電可靠性考核指標(biāo)；如果把真實(shí)的絕緣缺陷誤判為干擾，則可能引發(fā)安全事故，帶來(lái)更大的損失。其次B端用戶關(guān)心檢測(cè)的效率，傳統(tǒng)的單模式局放檢測(cè)需要多次現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，而多模式檢測(cè)可以一次完成數(shù)據(jù)采集，大幅提升巡檢效率。另外B端用戶也關(guān)心檢測(cè)設(shè)備的易用性和維護(hù)成本，不需要復(fù)雜的操作培訓(xùn)*能快速上手，適合一線運(yùn)維人員使用。

對(duì)于G端用戶來(lái)說(shuō)，首先關(guān)心的是相關(guān)檢測(cè)工作是否符合*和行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，有沒(méi)有按照要求定期開(kāi)展GIS設(shè)備局放檢測(cè)，干擾識(shí)別的流程是否合規(guī)。其次G端用戶關(guān)心檢測(cè)機(jī)構(gòu)和檢測(cè)設(shè)備的相關(guān)資質(zhì)，檢測(cè)報(bào)告能不能作為安全評(píng)估、隱患治理的合法依據(jù)。另外G端用戶也關(guān)心變電站的整體運(yùn)維管理水平，能不能通過(guò)規(guī)范的局放檢測(cè)和干擾識(shí)別工作，及時(shí)排查絕緣缺陷，降低變電站的安全事故發(fā)生率，符合電力安全監(jiān)管的要求【2】。

三、局放信號(hào)區(qū)分的核心技術(shù)手段

要準(zhǔn)確區(qū)分GIS設(shè)備的局放信號(hào)是絕緣缺陷還是外部干擾，需要多維度的檢測(cè)數(shù)據(jù)支撐，不能只依靠單一的檢測(cè)模式。目前行業(yè)內(nèi)通用的判斷方法是結(jié)合多種檢測(cè)模式的信號(hào)特征，開(kāi)展多參數(shù)聯(lián)合分析。

康高特代理的局放檢測(cè)儀支持UHF、AE、TEV等多種檢測(cè)模式，通過(guò)信號(hào)波形特征、頻率分布、放電相位圖譜（PRPD）等分析手段，結(jié)合超聲局部定位技術(shù)，可有效區(qū)分內(nèi)部放電與干擾信號(hào)。具體來(lái)說(shuō)，UHF特高頻檢測(cè)可以捕捉GIS設(shè)備內(nèi)部絕緣缺陷放電產(chǎn)生的300MHz~3GHz頻段的電磁波，這類電磁波可以透過(guò)GIS設(shè)備的絕緣盆子傳播，而大部分外部干擾的頻率都低于300MHz，通過(guò)頻段過(guò)濾*能初步排除一部分干擾；AE超聲檢測(cè)可以捕捉局放信號(hào)產(chǎn)生的振動(dòng)聲波，GIS設(shè)備內(nèi)部的絕緣缺陷放電會(huì)同時(shí)產(chǎn)生電磁波和聲波，而外部的電磁干擾不會(huì)在GIS腔體內(nèi)部產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的超聲信號(hào)，通過(guò)對(duì)比UHF信號(hào)和AE信號(hào)的同步性，*能進(jìn)一步判斷信號(hào)來(lái)源；TEV地電波檢測(cè)可以捕捉GIS設(shè)備外殼表面的暫態(tài)對(duì)地電壓信號(hào)，輔助判斷是不是外部柜體的放電干擾【3】。

另外該設(shè)備的放電相位圖譜（PRPD）分析功能，可以把采集到的局放信號(hào)和工頻電壓的相位對(duì)應(yīng)起來(lái)，內(nèi)部絕緣缺陷產(chǎn)生的局放信號(hào)的PRPD圖譜通常有明顯的相位集中特征，而外部干擾的PRPD圖譜相位分散，沒(méi)有明顯的規(guī)律性。搭配的超聲局部定位技術(shù)，可以通過(guò)多個(gè)超聲傳感器的信號(hào)到達(dá)時(shí)間差，計(jì)算出信號(hào)的具體位置，如果定位結(jié)果顯示信號(hào)來(lái)自GIS腔體內(nèi)部，基本可以判斷是絕緣缺陷導(dǎo)致的真實(shí)放電；如果找不到固定的定位位置，或者定位結(jié)果在GIS設(shè)備外部，*可以判斷是外部干擾。

我們?cè)谌A北某500kV變電站的巡檢項(xiàng)目中，*曾遇到過(guò)GIS設(shè)備間隔持續(xù)檢測(cè)到異常局放信號(hào)的情況，一開(kāi)始運(yùn)維人員用單模式UHF檢測(cè)，懷疑是內(nèi)部絕緣缺陷，準(zhǔn)備安排停電檢修，后來(lái)用上述多模式局放檢測(cè)儀進(jìn)行復(fù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)該信號(hào)只有UHF頻段的響應(yīng)，沒(méi)有對(duì)應(yīng)的AE信號(hào)，PRPD圖譜的相位完全隨機(jī)分布，*終排查到是變電站附近新建的5G基站信號(hào)干擾，優(yōu)化檢測(cè)頻段的過(guò)濾參數(shù)后，異常信號(hào)消失，避免了一次大規(guī)模的停電作業(yè)。

四、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的實(shí)操流程建議

為了提升干擾識(shí)別的準(zhǔn)確率，降低誤判概率，變電站開(kāi)展GIS設(shè)備局放信號(hào)檢測(cè)時(shí)，可以參考以下實(shí)操流程：

第一步是現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境排查，開(kāi)展檢測(cè)前先確認(rèn)變電站現(xiàn)場(chǎng)有沒(méi)有正在進(jìn)行的電焊、切割等作業(yè)，有沒(méi)有臨時(shí)使用的大功率用電設(shè)備，有沒(méi)有附近的通信基站、雷達(dá)等固定干擾源，先記錄這些干擾源的位置和工作狀態(tài)，排除明顯的外部干擾。

第二步是多模式數(shù)據(jù)采集，用支持多檢測(cè)模式的局放檢測(cè)儀，對(duì)GIS設(shè)備的每個(gè)絕緣盆子位置分別采集UHF、AE、TEV信號(hào)，每個(gè)點(diǎn)位的采集時(shí)間不少于1分鐘，確保采集到的局放信號(hào)有足夠的樣本量開(kāi)展分析。

第三步是特征對(duì)比分析，首先對(duì)比不同點(diǎn)位的信號(hào)幅值，判斷信號(hào)的*強(qiáng)點(diǎn)位置，然后分析局放信號(hào)的波形特征、頻率分布和PRPD圖譜特征，判斷是不是符合內(nèi)部絕緣缺陷的信號(hào)特征，如果發(fā)現(xiàn)特征存疑，可以通過(guò)調(diào)整運(yùn)行電壓的方式，觀察信號(hào)幅值的變化，內(nèi)部絕緣缺陷的信號(hào)幅值會(huì)隨著電壓升高而增大，而外部干擾信號(hào)通常和運(yùn)行電壓沒(méi)有關(guān)聯(lián)。

第四步是定位驗(yàn)證，如果通過(guò)特征分析懷疑是內(nèi)部絕緣缺陷，需要用超聲局部定位技術(shù)對(duì)信號(hào)*強(qiáng)點(diǎn)附近的區(qū)域進(jìn)行定位，確認(rèn)信號(hào)是不是來(lái)自GIS腔體內(nèi)部，定位結(jié)果可以作為判斷絕緣缺陷的核心依據(jù)【4】。

第五步是結(jié)果處置，如果確認(rèn)是內(nèi)部絕緣缺陷，需要根據(jù)信號(hào)的幅值和發(fā)展趨勢(shì)，制定對(duì)應(yīng)的檢修方案，必要時(shí)安排停電檢修；如果確認(rèn)是外部干擾，需要記錄干擾源的類型和位置，優(yōu)化后續(xù)巡檢的檢測(cè)參數(shù)，避免重復(fù)誤判。

五、檢測(cè)結(jié)果的應(yīng)用與合規(guī)管理

GIS設(shè)備局放信號(hào)的檢測(cè)結(jié)果，不僅可以指導(dǎo)設(shè)備的運(yùn)維檢修，還可以滿足不同用戶的管理需求。對(duì)于B端運(yùn)維企業(yè)來(lái)說(shuō)，規(guī)范的檢測(cè)流程和準(zhǔn)確的干擾識(shí)別結(jié)果，可以大幅降低誤判導(dǎo)致的停電損失，同時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)可以作為GIS設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)的依據(jù)，制定狀態(tài)檢修計(jì)劃，避免過(guò)度檢修或者檢修不足，降低設(shè)備的全生命周期運(yùn)維成本。另外完整的檢測(cè)記錄和報(bào)告，也可以作為供電可靠性考核、安全事故溯源的佐證材料。

對(duì)于G端監(jiān)管機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，變電站提交的局放檢測(cè)報(bào)告、干擾識(shí)別記錄、絕緣缺陷治理臺(tái)賬，可以作為電力安全監(jiān)管的重要依據(jù)，確認(rèn)相關(guān)單位有沒(méi)有按照規(guī)范要求開(kāi)展設(shè)備運(yùn)維，有沒(méi)有及時(shí)排查治理安全隱患，符合相關(guān)監(jiān)管要求【5】。同時(shí)規(guī)范的檢測(cè)流程和數(shù)據(jù)，也可以作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)修訂、運(yùn)維政策制定的參考依據(jù)，提升整個(gè)行業(yè)的GIS設(shè)備運(yùn)行管理水平。

六、參考文獻(xiàn)

【1】高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備局部放電檢測(cè)技術(shù)規(guī)范

【2】電力安全隱患治理監(jiān)督管理規(guī)定

【3】GIS設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)技術(shù)導(dǎo)則

【4】變電站設(shè)備運(yùn)維規(guī)程

【5】電力設(shè)備狀態(tài)檢修導(dǎo)則