GIS设备工作原理和产生局放的原因有哪些？

GIS设备工作原理和产生局放的原因有哪些？

GIS设备，即气体绝缘金属封闭开关设备，是电力系统中重要的高压设备之一。它通过在密闭空间内注入SF6气体实现绝缘，具有结构紧凑、安全可靠、维护方便等特点。然而，由于其结构复杂，内部空间狭小，在生产和装配过程中容易产生局部放电（局放）现象。本文将详细介绍GIS设备的工作原理、组成特点以及局放产生的原因，并介绍常用的局放检测方法和监测系统的安装要点。

GIS设备定义

全称气体绝缘金属封闭开关，把断路器和其他高压设备，封闭在一个密闭的空间，内部注入SF6气体，这种气体绝缘组合装置就是GIS，是英文gasinsulatedsubstation的简称。

GIS设备组成

GIS设备内部结构紧凑且精密，各个设备的精度要求极高，生产过程中不能出产毛刺，安装过程中不能出现磕碰划痕，内部设备有：隔离开关、断路器、接地开关、互感器、母线、连接管、过度原件（SF6套管，电缆接头）、导电杆、绝缘部件等，外壳微全金属外壳。

GIS设备特点

• 安全可靠：高压元器件（除变压器外）密封在SF6空间内，不受外界环境的影响
• 维护方便：设备在密闭空间，损坏的概率较小
• 站地面小：体积小，可放置在室内，节约空间
• 价格较贵：SF6气体使用较多，检修不方便

GIS设备结构和原理

• 内部结构：由不同的单元间隔组成，主要有：进出线间隔，母分间隔，计量保护间隔。
• 内部气室：内部有若干个气室，断路器（电流互感器）气室压力高，主线母线，电压互感器，避雷器为独立的气室。各个气室分别由相应的密度控制器监测气体压力。

GIS设备局放产生的原因

了解到GIS设备的结构后，再理解局部放电产生的原因就相对容易，设备结构复杂，内部空间狭小，在生产和装配过程中，因为工艺原因很容易出现瑕疵，当然产生局放的原因也有很多其他因素：

• 导体表面有毛刺或较尖的棱角；
• GIS腔体中的SF6气体含有自由金属颗粒，积累电荷；
• 绝缘件内部不够光滑并且附带有尘埃杂质，导致绝缘子表面劣化；
• 壳体内表面焊缝不平整、毛糙；
• 导体安装过程中摩擦造成的尖锐毛刺，造成电场畸变；
• 开关触头在工作中出线氧化接触面电阻增大；
• 传导部分、浮动部件接触不良有间隙；
• 运输安装过程中个磕碰，引起内部浮动结构碰撞，积累电荷；

GIS局部放电常用的检测原理

• 特高频法：利用局部放电时候会产生特高频电磁信号，全向天线接收信号，并分析过滤，定位局放产生的位置。
• 声波监测法：内部放电时候，会产生声波信号，检测仪将红外探头贴敷在GIS设备表面，监测声波信号，判断放电的频率和位置。

如何安装GIS设备局放监测系统

• GIS局放传感器：采用特高频局放传感器，采集GIS高压设备局放，实时监测设备绝缘情况，局放数据通过无线通讯，实时上传到局放采集主机。
• GIS局放采集主机：对局放传感器的数据进行集中管理，实时分析每个传感器的局放数据，收集的数据通过RS485、LoRa、4G无线通讯上传到企业数据平台。
• 通讯模块：一般指串口服务器、通讯管理机，把设备数据上传到网络，实现远程管理，多端查看。
• GIS局放在线监测系统：主要用来处理局放数据，可以直接在触屏局放监测主机上查看，也可以在手机APP端和PC端上查看。GIS局放在线监测系统，远程监测好诊断，十万余条故障诊断样本，精准判断和分析，直接给出局放故障诊断结果，直接给出检修计划。