信号最大值位置判断过程分析

5.7.2.1　超声波检测（初测）

2018年07月10日，温度25°C，湿度75%，小雨。对某110kV变电站开展带电检测，在110kVⅡ段母线PT间隔GIS设备进行超声波局放检测时，发现110kVⅡ段母线PT间隔1282、12820三工位刀闸气室超声波信号异常，背景选择GIS下部构架，幅值均在5mV以下。如图5-52所示给出超声波最大幅值的测点位置，位于110kVⅡ段母线PT间隔1282、12820三工位刀闸气室，该处为Ⅱ段母线L形转角处（测试仪器PD208，放大倍数60dB），超声信号图谱如图5-53所示，该位置处测得超声信号幅值较大，超过50mV，频率相关性较弱，放电相位分散性大。调整测量幅值范围，测得的脉冲信号周期峰值在140mV左右，进一步调整频带宽度，分别测量10～20kHz，20～50kHz，50～100kHz，100～200kHz的脉冲信号，除了10～20kHz周期峰值为20mV左右，其余峰值均在100mV以上，说明信号主要位于较高频段，疑似放电信号概率更高。

图5-52　超声波最大幅值位置

图5-53　信号最大点超声波图谱

此外，采用恒锐智科HR1300仪器进行超声波测试，对幅值最大点进行测试，得到PRPS图谱，如图5-54所示，可以看到测得的超声波幅值极大（92.26mV，背景幅值3.981mV），无明显相位相关性，疑似气室内存在自由颗粒放电信号。

图5-54　超声波图谱（恒锐智科）

5.7.2.2　超声波检测（复测）

2018年07月11日（温度23°C，湿度80%，小雨），对初测发现超声波信号幅值最大的测点进行复测，测试图谱如图5-55所示（测试仪器PD208，放大倍数60dB），可以发现复测信号幅值明显增大，接近500mV，远大于初测值140mV，说明信号有增大趋势。

图5-55　信号最大点超声波图谱（复测）

采用恒锐智科的HR1300进行测试，通过GIS接地连片进行同步后，测试图谱和初测时基本保持一致，但幅值明显增大，从初测试值92.26mV增加到199.53mV，其中背景幅值为3.981mV，也进一步验证了信号的变大，如图5-56所示。

图5-56　恒锐智科超声波图谱（复测）

此外，还采用华乘T95及示波器对该测点进行飞行图谱和时域波形的测试，如图5-57所示。可以看到，T95测到该图谱呈现明显的“三角驼峰”形状，并且其示波器上的时域波形在工频周期内相位较分散，无明显相位聚集特性，放电幅值较大，进一步判断为自由颗粒放电信号，即该气室内部可能存在自由金属颗粒。

图5-57　缺陷类型分析

5.7.2.3　幅值定位

为了进一步确定信号的最大值位置，采用普测仪PD208对信号异常气室分别进行轴向方向定位和圆周方向定位，测点布置分别如图5-58和图5-59所示。通过轴向定位发现，沿着轴向方向信号最大值点位于测点1，即初测时信号最大点处；然后在轴向方向信号最大点处沿着该点所处的圆周进行定位（最顶部被挡住无法检测），发现在圆周方向上，0°位置（圆周方向气室最底部位置）的信号幅值最大，初步确定该超声信号的最大值位于该气室最底部测点1位置处。

图5-58　轴向定位测点布置

图5-59　圆周定位测点布置

5.7.2.4　时差定位

为进一步提高幅值定位的准确性，接下来采用时差定位法进行验证：将示波器的一个超声波传感器（通道1）持续贴在幅值定位超声最大点测点1处，然后不断移动另一个传感器（通道2）位置，观察另一个通道2信号是否始终滞后于通道1信号。

测试时，通道2传感器在轴向和圆周方向的测点布置分别如图5-60和图5-61所示，得到的时差定位结果如表5-15所示（通道1信号为黄色，通道2信号为绿色）。可以看出通道2传感器在轴向或圆周方向移动时（除测点2外），异常信号达到通道1传感器的时间始终快于达到通道2传感器的时间，确定前述幅值定位点为最靠近放电源的位置。(www.xing528.com)

表5-15　时差定位结果

续表

此外，如表 5-16 所示，当通道 2 传感器位于测点 2 位置时，通道 1 和通道 2 信号出现交替领先的现象，初步分析原因为：此次放电类型疑似为自由颗粒放电，在电场作用下，自由颗粒在 GIS 气室随机跳动，导致其位置不断发生改变，从而使得放电信号达到两个传感器的时差不固定，但在测试过程中，颗粒位置移动较少，因此信号最大点变化不大，基本保持在测点 1 附近，如表 5-16 所示。

图5-60　轴向定位测点布置

图5-61　圆周方向定位测点布置

表5-16　轴向方向时差分析

续表

续表

5.7.2.5　其他手段

X光检测和气体成分检测均无异常。

5.7.2.6　拉开刀闸

2018年07月13日晚，温度18°C，湿度75%，小雨。

1．1282PT刀闸断开前

在断开1282PT刀闸前，对该刀闸气室进行超声波信号复测，分别采用PD208、恒锐智科HR1300、华乘T95和华乘G1500进行超声波信号复测，其结果如图5-62所示，可以看到超声波信号依旧位于同一位置，信号幅值极大，PD208测试值已达1500mV，相比当日上午，增大约3倍，同时频率相关性较弱，为自由金属颗粒放电信号。

图5-62　信号最大点超声波图谱

2．1282PT刀闸断开后

断开1282PT刀闸后，对该气室进行重新测量，测量结果如图5-63所示，放电信号消失，缺陷得到扼制。

图5-63　断开1282刀闸后超声波信号图谱