声-电融合检测在500 kV断路器自由金属颗粒缺陷诊断中的应用

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摘要气体绝缘开关设备因结构紧凑、可靠性高等优势在高压电力系统中广泛应用,但其内部自由金属颗粒缺陷易引发局部放电,威胁设备安全运行。针对单一检测方法灵敏度不足、抗干扰能力弱等问题,本文采用超声波与特高频融合检测技术,将其应用至某变电站500 kV断路器,验证了方法的有效性。研究表明,特高频可有效识别异常信号,超声波能精准定位自由金属颗粒位置,二者结合显著提高了检测准确度。在现场检测中,融合检测精准定位第一断口区域内的金属异物,与解体检查所确认异物位置一致。此外,本文提出屏蔽干扰、优化测点布局、改变断路器状态等策略,为气体绝缘设备带电检测与风险评估提供技术参考。融合检测方法可为电力系统气体绝缘设备缺陷诊断及运维策略制定提供重要支撑。

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	宗万里
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关键词 ：气体绝缘断路器, 自由金属颗粒, 超声波检测, 特高频检测, 局部放电

Abstract：Gas insulated switchgear (GIS) is widely used in high-voltage power systems due to its compact structure and high reliability. However, internal free metal particle defects can easily trigger partial discharge, threatening equipment safety. To address the limitations of single detection methods, such as insufficient sensitivity and weak anti-interference capability, this paper proposes a combined detection technique integrating ultrasonic and ultra-high frequency (UHF) methods. By analyzing a case of a 500 kV GIS circuit breaker in a substation, the effectiveness of this technique is validated. The results indicate that ultrasonic detection captures pulse signals generated by particle collisions, while UHF detection locates defects through electromagnetic wave time differences. Their combination significantly enhances detection accuracy. Field tests demonstrate that the combined method precisely locates a metal particle in the first interrupter chamber, confirmed by post-disassembly inspection. Additionally, recommendations such as shielding interference and optimizing measurement points are proposed to improve live detection and risk assessment for GIS. This integrated approach provides technical support for defect diagnosis and maintenance strategy formulation in power systems.

Key words： gas insulated circuit breaker free metal particles ultrasonic detection ultra-high frequency detection partial discharge

收稿日期: 2025-12-08

作者简介: 宗万里（1992—）,男,浙江省义乌市人,本科,高级工程师,主要从事换流变、开关类设备的运行和维护及故障分析工作。

引用本文:

宗万里, 刘香江, 刘昌标, 杨哲. 声-电融合检测在500 kV断路器自由金属颗粒缺陷诊断中的应用[J]. 电气技术, 2026, 27(8): 62-68. ZONG Wanli, LIU Xiangjiang, LIU Changbiao, YANG Zhe. Application of acoustic-electric signal fusion detection in the diagnosis of free metal particles in 500 kV circuit breakers. Electrical Engineering, 2026, 27(8): 62-68.

链接本文:

https://dqjs.cesmedia.cn/CN/Y2026/V27/I8/62

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