【技术】GIS局部放电检测技术-北极星输配电网

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1、局部放电的检测方法

局部放电：指绝缘结构中由于电场分布不均匀、局部电场过高而导致的绝缘介质中局部范围内的放电或击穿现象。

存在的范围：它可能产生在固体绝缘孔隙中、液体绝缘气泡中或不同介质特性的绝缘层间。如果电场强度高于介质所具有的特定值，也可能发生在液体或固体绝缘中。

局部放电的检测都是以局部放电所产生的各种现象为依据，通过能表述该现象的物理量来表征局部放电的状态及特性。

局部放电过程中会产生电脉冲、电磁辐射、超声波、光以及一些新的生成物，并引起局部过热。因此，相应地出现了脉冲电流检测法、UHF方法、超声波检测法、光测法、化学检测法、红外检测法等多种检测方法。

不同检测方法的优缺点如下：

脉冲电流检测法：测量频率低，不能避开空气电晕干扰，不适合在线监测，是目前唯一具有标准的检测方法；

超声波检测法：难以定量，且不易区分运行中设备干扰信号；

光测法：尚未成熟；

红外检测法：适用检测设备外部接线端等过热现象，不易监测运行中设备内部状况；

化学检测法：在线监测结果可靠性高，但对突发性故障反应较慢；

UHF方法：检测频带高，可避开电晕干扰；能反映放电的强度，对突发性故障也能及时反应，适合在线监测。

总的来说，根据现场经验，目前对于特高频法和超声波法比较认可，也是现场常用的两种检测方法。

2、特高频检测方法

UHF信号的产生：在绝缘强度很高的介质中（如SF6气体、油纸绝缘等），如果发生了一个微小放电，则会产生一个前沿很陡的电流脉冲，从而辐射出高频电磁波信号，信号频率可达到上GHz。特高频法的抗干扰性能好，特别是对变电站的电晕干扰具有良好的抑制能力。

对于特高频法，目前尚未有专门的标准，IEC42478（高电压试验技术-局部放电的电磁波和超声波检测）是有IECTC42工作组制定的一个与特高频检测相关的草案，目前还在制定过程中，还未正式发布。

该草案对定义了电磁波和超声波检测的频带范围（UHF：300MHz~3GHz），给出了相关物理定义，简单给出了灵敏度校验过程。但未给出但还重要的内容，如检测方法的选择、现场应用等尚在制定当中

对于检测而言，窄带和宽带是应用较多的两种方法。

窄带：

优点：抗干扰性能好，可进行检测频带的人工（自动）选择

缺点：信息量少，硬件复杂

代表：西安交通大学

宽带

优点：信息量大，硬件简单

缺点：抗干扰性能差，特别是高频干扰

代表：英国DMS

特高频窄带测量的中心频率通常为几百MHz、带宽为几十MHz，避开了现场的许多干扰，因而能较有效地抑制外部干扰和提高信噪比。其示意图如图1所示。

图1窄带检测法示意图

窄带检测系统则选择整个检测频带之内的某一段频带送入检测系统，如图所示，以选择中心频率为600MHz，带宽为100MHz为例，则送入检测系统的频带为550MHz~650MHz，这样可以将此频带之外的干扰信号有效抑制，从而达到抗干扰的目的。

采用特高频宽带局部放电检测技术可以在足够宽的频率范围内对局部放电进行检测，避免遗漏放电特征峰。示意图如图2所示。

图2宽带检测示意图

如图所示，宽带检测将检测频带之内的所有信号都送入检测系统，这样信息量大，但如果有检测频带之内的干扰信号，会造成信噪比低，影响后续的分析。

传感器是局放检测的一个关键部件，特高频传感器的基本要求：传感300MHz~3GHz内的电磁波信号。安装要求：适合于现场使用。

对GIS而言有两种方式：内置和外置。如图3所示。

图3GIS局部放电检测的两种传感器布置形式

内置：灵敏，但须GIS制造厂设计，停电安装。

外置：不如内置灵敏，但可在线安装。

对于传感器的一个基本要求是不能畸变设备原有电场。

原标题：【技术专栏】GIS局部放电检测技术

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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