第34卷，第12期 2014年12月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 34,No. 12 -pp3312-3316
December: 2014
基于紫外光谱的GIS局部放电快速检测方法研究
代荡荡，王先培，胡红红，赵宇，龙嘉川，朱国威，田猛，黄云光
1.武汉大学电子信息学院，湖北武汉430072 2.深圳供电局有限公司，广东深圳518001 3.广西电力科学研究院，广西南宁530015
摘要SF气体作为绝缘介质大量应用于气体绝缘组合电器（GIS)中。GIS绝缘缺陷引起的局部放电会导致SF。气体发生分解。分析SF。气体及其主要衍生物是检测GIS设备局部放电的一种重要方法。研究表明： SO2是一种典型且稳定的局部放电衍生物，其变化规律可以用于表征GIS的绝缘状况。此外，紫外光谱检测系统具有价格低廉、不受现场电磁及振动干扰等优点。本文通过紫外光谱定性、定量分析SF，气体稳定的衍生物SO2，达到对GIS局部放电的快速检测。一阶导数和S-G滤波被用于光谱信息的去噪和平滑；以模拟放电实验验证特征选取合理性；主成分回归对SO：浓度做定量分析；用SO2浓度对放电时间做模糊判断。通
了SF。气体局部放电下的分解机理，然后通过模拟局部放电实验验证了紫外光谱用于GIS局部放电快速检
测的合理性，最终做到了对GIS局部放电的快速检测和放电时间的模糊判断关键词紫外光谱；快速检测；模糊判断；放电故障
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI : 10, 3964 /j. issn. 1000-0593(2014 )12-3312-05
是当设备内出现局部放电时，放电产生的能量会使SF。发生分解反应，生成SF4，SFa，SF:和S:Fto等多种低氟硫化物，它们会与GIS中的微量水分、氧气发生反应生成SOF:，
气体绝缘组合电器（gasinsulatedswitchgear，GIS）结构紧凑，可靠性较高，被广泛的运用于电力系统，它以SF6气体作为绝缘和灭弧介质。但在制造、装配和运行过程中留下一些潜伏性绝缘缺陷常常引起GIS内部产生不同程度的局部放电（partialdischarge，PD）。PD产生的活性气体又会加速绝缘老化和腐蚀金属表面，可能最终引发GIS故障”。因此，PD的检测对GIS的安全运行有着重要的意义[2]。
传统的PD检测方法包括脉冲电流法3]、超声法4以及甚高频法」。尽管这些检测方法非常有效，但是在现场运用时均存在某些方面的不足。脉冲电流法抗干扰能力较弱；超声法易受到现场噪声的干扰；甚高频法虽然抗干扰能力较强，但是其定量标定、模式识别等理论问题和关键技术尚未完全解决，这些因系都会影响对设备绝缘状况的有效评估的
化学检测法被认为是一种抗噪声、抗电磁干扰能力强的检测方法了。正常运行的GIS设备内SF。气体十分稳定，但收稿日期：2014-01-16，修订日期：2014-04-16
SOF，SO:F2，SO:和HF等化合物」。对设备内SF。气体分解衍生物进行识别可以用于判断GIS的故障情况。常用的化学检测方法有气体检测管法、气相色谱法、傅里叶变换红外吸收光谱法以及电化学传感器法1]。气体检测管法，其稳定度易受温/湿度影响。气相色谱法，检测耗时较长，不能做到连续在线监测且色谱柱使用一段时间后需要清洗，不适于现场在线监测。傅里叶变换红外吸收光谱法，具有检测速度快、检测组分多等优点，但SF。及其部分分解气体的吸收峰十分接近，有交叉干扰现象。目前在现场使用较多的电化学传感器法具有检测速度快、易实现现场带电检测等优势。但也存在组分间的交叉干扰、仪器的零漂及温漂等间题，实际应用中应定期对仪器进行校准。
不同于精确故障诊断，PD故障快速检测的目的是迅速发现设备内SF。气体的异常状态，以实现设备内部是否出现放电故障的快速预判，方便检修人员及时发现间题、检修设备，或使用更为精密的检测仪器进一步确定故障情况。它更
基金项目：国家自然科学基金项目（50677047），中国南方电网科技项目（K-GX2011-019)和潮北省科学条件专项基金项目（2013BEC010)资助
作者简介：代荡荡，1991年生，武汉大学电子信息学院博士研究生
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