GIS 부분방전의 특이성과 검출의 중요성
GIS의 부분방전 특성:
밀봉: 장비는 완전히 밀봉되어 내부 구성 요소와 직접 접촉할 수 없습니다. 비-침습적 탐지 방법을 사용해야 합니다.
절연 매체: 내부에는 절연 성능이 뛰어난 고압-SF6 가스가 채워져 있습니다. 그러나 일단 결함이 생기면 방전이 빠르게 진행되어 빠르게 실패로 확대될 수 있습니다.
일반적인 결함 유형: GIS 내의 방전 결함은 일반적으로 다음과 같이 매우 일반적입니다.
자유 금속 입자: 셸 바닥이나 고전압 전도체에 점프하거나 달라붙습니다.-
도체 스퍼: 고전압 도체 또는 인클로저의 날카로운 돌출부로 인해 발생하는 코로나 방전-.
절연체 표면 오염: 절연체 표면에 금속 입자나 습기가 있습니다.
절연체 내부 공극: 그릇- 모양의 절연체 내부에 제조 결함이 있습니다.
그 결과는 심각합니다. GIS는 변전소의 핵심 장비입니다. 실패하면 광범위한 정전이 발생하고 수리 기간이 길어지며 상당한 경제적 손실이 발생합니다.
따라서 GIS에서 부분방전 검출을 수행하는 것은 절연 결함을 조기에 식별하고 돌발적인 고장을 예방하는 가장 효과적인 방법입니다.
초음파 부분방전 검출기
GIS 부분방전 검출기의 주요 방법 및 원리
GIS의 특성에 따라 주류 탐지 방법에는 다음과 같은 유형이 포함됩니다.
초고주파 방식(UHF - 초-고주파) 【현재 가장 주류를 이루고 민감한 방식】
원리: GIS 내에서 국부 방전이 발생하면 극도로 가파른 상승 전류 펄스가 생성되어(나노초 수준에서) 300MHz ~ 3GHz 범위의 주파수를 갖는 전자기파를 여기시킵니다. 이러한 전자기파는 도파관처럼 GIS 공동 내에서 매우 멀리 전파될 수 있습니다.
센서: 이러한 전자기파 신호는 GIS 부싱 절연체에 설치된 내장형 또는 외부 UHF 센서(커플러)를 통해 수신됩니다.-
장점:
매우 민감함: 수 피코쿨롬만큼 작은 약한 방전을 감지할 수 있습니다.
강력한 -간섭 방지 기능: 코로나 방전과 같은 기존 전력 시스템의 간섭 주파수는 상대적으로 낮습니다(<300 MHz), and the UHF method can effectively avoid these.
(여러 센서의 신호 시간 차이를 통해) 위치를 찾을 수 있습니다.
장비 작동에 영향을 주지 않고 온라인으로 모니터링할 수 있습니다.
단점:
절대적인 토출량을 교정하는 것은 어렵습니다. 일반적으로 dBm과 같은 상대 값은 신호 강도를 나타내는 데 사용됩니다.
센서의 설치 위치는 감지 효과에 큰 영향을 미칩니다.
2. 초음파 방식(AE - 음향 방출)
원리: 부분 방전이 발생하면 음향 및 초음파 신호(일반적으로 20kHz ~ 300kHz 범위의 주파수)가 생성됩니다. 이러한 신호는 SF6 가스와 GIS 하우징을 통해 전파됩니다.
센서: 초음파 센서는 GIS 금속 케이스 외부에 부착되어 소리 신호를 수신합니다.
장점:
포지셔닝 정확도가 매우 높아 물리적 포지셔닝에 가장 적합한 방법입니다. 신호가 다른 센서에 도달하는 데 걸리는 시간을 비교함으로써 미터 또는 데시미터 수준까지 정확한 위치 지정을 달성할 수 있습니다.
유연한 센서 설치로 완전히 비침해적입니다.-
외부 환경의 전자기 간섭에 민감하지 않습니다.
단점:
금속과 가스에서는 신호가 크게 감쇠되며 감지 범위가 제한됩니다.
환경 소음(예: 바람, 비, 진동)으로 인해 방해를 받기 쉽습니다.
일반적으로 감도는 UHF 방식보다 낮습니다.
3. 과도 접지 전압법(TEV)
원리: 내부 방전에 의해 생성된 전자파의 일부는 그릇- 모양의 절연체 틈을 통해 누출되어 GIS의 금속 케이스에 일시적인 접지 전압 펄스를 유발합니다.
센서: TEV 센서는 쉘 조인트를 감지하는 데 사용됩니다.
장점: 휴대가 간편하고 조작이 쉽습니다.
단점: 주로 스위치 캐비닛에 사용되며 완전히 밀폐된 GIS에 대한 감도가 상대적으로 낮고 자주 사용되지 않습니다.
GIS 부분방전 감지기의 기능 및 감지 범위
기능:
절연 결함의 조기 진단: 내전압 시험 및 작동 중에 이러한 다양한 대표적인 결함을 신속하게 식별할 수 있습니다.
결함 위치 : UHF 방식과 초음파 방식을 결합하면 방전 결함이 발생하는 가스실이나 특정 위치를 정밀하게 식별할 수 있어 유지 관리 시간과 범위가 크게 줄어듭니다.
품질 관리:
공장 테스트 : 제작 후 GIS에 대한 필수 검사 항목입니다.
현장 시운전 테스트: 설치가 완료된 후 AC 내전압 테스트와 동시에 수행됩니다. 이는 국제 관행입니다(IEC 62271-203 표준에서 요구함). 고전압 조건에서 운송 및 설치 중에 발생하는 새로운 결함을 감지할 수 있습니다.
상태 모니터링 및 조기 경보: 운영 GIS에 대한 정기 점검 또는 온라인 모니터링을 실시하고 단열 상태 변화 추세를 평가하여 예측 유지 관리를 수행합니다.
탐지 범위(응용 시나리오):
제조사: 100% 공장 테스트.
신규 스테이션 건설/증설: 설치 후 시운전 및 승인 테스트.
변전소 운영: 정기 검사, 결함 조사 및 주요 점검 후 검증.
