第3章特高頻局部放電檢測技術(shù)

1、第三章 特高頻局部放電檢測技術(shù)目 錄第1節(jié) 特高頻局放檢測技術(shù)概述21.1 發(fā)展歷程21.2 技術(shù)特點41.2.1 技術(shù)優(yōu)勢41.2.2 局限性51.2.3 適用范圍61.2.4 技術(shù)難點61.3 應(yīng)用情況81.3.1 國外應(yīng)用情況81.3.2 國內(nèi)應(yīng)用情況8第2節(jié) 特高頻局放檢測技術(shù)基本原理102.1 特高頻局放電磁波信號基本知識102.1 GIS內(nèi)部電磁波的傳播特性102.3 特高頻局放檢測技術(shù)基本原理122.3 特高頻局放檢測裝置組成及原理13第3節(jié) 特高頻局放檢測及診斷方法163.1 檢測方法163.1.1 操作流程163.1.2 注意事項183.2 診斷方法193.2.1 診斷流程1

2、93.2.2 現(xiàn)場常見干擾及排除方法203.2.3 放電缺陷類型識別與診斷223.2.4 放電源定位253.2.5 局部放電嚴(yán)重程度判定26第4節(jié) 典型案例分析274.1 220kV GIS盆式絕緣子內(nèi)部氣隙缺陷檢測274.2 110kV電纜-GIS終端絕緣內(nèi)部氣隙缺陷檢測294.3 220kV GIS內(nèi)部刀閘放電缺陷檢測34參考文獻(xiàn)39第1節(jié) 特高頻局放檢測技術(shù)概述1.1 發(fā)展歷程電力設(shè)備內(nèi)發(fā)生局部放電時的電流脈沖（上升沿為ns級）能在內(nèi)部激勵頻率高達(dá)數(shù)GHz的電磁波，特高頻（Ultra High Frequency，UHF）局部放電檢測技術(shù)就是通過檢測這種電磁波信號實現(xiàn)局部放電檢測的目的。

3、特高頻法檢測頻段高（通常為300M3000MHz），具有抗干擾能力強、檢測靈敏度高等優(yōu)點，可用于電力設(shè)備局部放電類缺陷的檢測、定位和故障類型識別覃劍. 特高頻在電力設(shè)備局部放電在線監(jiān)測中的應(yīng)用J. 電網(wǎng)技術(shù). 1997, 21(6): 33-36.。特高頻法過去曾被稱為“超高頻法”。但是按照中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定，300MHz3000MHz頻帶劃分為特高頻，因此該檢測方法的正式名稱為特高頻法。特高頻局部放電檢測技術(shù)是20世紀(jì)80年代初期由英國中央電力局（Central Electricity Generating Board，CEGB）首先提出來的，該方法由Scottish Powe

4、r于1986年最先引進(jìn)并應(yīng)用于英國的Torness 420kV的GIS設(shè)備上B.M. Pryor. A review of partial discharge monitoring in gas insulated substationsC. IEE Colloquium on Partial Discharges in Gas Insulated Substations: 1994.。Torness電站的多年運行經(jīng)驗驗證了該方法的可行性，并得到了人們的認(rèn)可。隨后UHF法也被用于變壓器等其他電力設(shè)備的局部放電檢測中。經(jīng)過三十余年的發(fā)展，該方法逐漸成熟，相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也相繼形成。期間英國Stra

5、thclyde大學(xué)、德國Stuttgart大學(xué)、荷蘭Delft大學(xué)和日本Nagoya大學(xué)的研究工作最為突出錢勇，黃成軍，江秀臣，等. 基于特高頻法的GIS局部放電在線監(jiān)測研究現(xiàn)狀及展望J. 電網(wǎng)技術(shù). 2005(1): 40-43.。此外，英國的Rolls Royce工業(yè)電力集團、QualitrolDMS，德國的Siemens AG、Doble-Lemke，瑞士的ABB，荷蘭的KEMA，法國的ALSTOM T&D，日本的Kyushu Institute of Technology、東京電力、三菱、東芝、日立、AEPower Systems，韓國的Power System Diagnosis T

6、ech、HYOSUNGCorporation，澳大利亞的New South Wales大學(xué)、Powerlink Queensland Ltd作了大量的基礎(chǔ)理論研究與技術(shù)開發(fā)工作。自20世紀(jì)90年代末以來，國內(nèi)的西安交通大學(xué)、清華大學(xué)、重慶大學(xué)、華北電力大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校和公司也開展了大量的研究和推廣工作，取得了一定的研究成果?；緩?006年以來，UHF局放檢測技術(shù)在國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司等國內(nèi)電力企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，特別是在氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（Gas Insulation Switchgear, GIS）的絕緣缺陷檢測中發(fā)揮了重要作用。20世紀(jì)90年代，由Judd和Hampt

7、on等人對局放電磁波的激勵特性及其傳播特性做了研究，對電磁波的表達(dá)式進(jìn)行了推導(dǎo)分析。此外，還提出采用分析電磁場的有限時域差分(FDTD)方法對GIS 局放的激勵特性進(jìn)行仿真分析。德國Stuttgart大學(xué)的Kurrer和Feser等研究人員采用脈沖電流法、超聲波法和UHF法對GIS中局放進(jìn)行檢測研究，對電磁波在GIS腔體內(nèi)傳播衰減情況進(jìn)行了研究。日本大阪大學(xué)的Kawada和東京電力公司的Okabe等人對GIS內(nèi)電磁波的激勵和傳播特性以及采用UHF方法對其進(jìn)行檢測做了很多細(xì)致的仿真和研究工作。荷蘭Delft理工大學(xué)的Gulski和Meijer等學(xué)者采用并對比了脈沖電流法、UHF窄帶以及寬帶法檢測

8、局放的結(jié)果，指出可以通過分析檢測到的局放信號，對GIS設(shè)備進(jìn)行風(fēng)險評估。上世紀(jì)90年代以來，以英國DMS公司為代表的特高頻局放檢測儀器制造企業(yè)成功研制了便攜式檢測裝置，并得到了廣泛應(yīng)用。國內(nèi)的一些儀器制造企業(yè)于2007年以來將該技術(shù)引入國內(nèi)，開始研制、開發(fā)特高頻局放檢測裝置，并投入商業(yè)運行，但整體性能尚不及國外水平。上海交通大學(xué)智能輸配電研究所的江秀臣、錢勇等學(xué)者系統(tǒng)深入地研究了GIS設(shè)備局放的基本特征，并結(jié)合新型傳感器技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)，開發(fā)出基于UHF和超聲傳感器的局放在線檢測、定位和故障診斷設(shè)備。經(jīng)過大量的模擬試驗和現(xiàn)場檢測，收集了大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，積累了豐富的局部放電檢測經(jīng)驗，在局部

9、放電定位、局放脈沖提取、放電類型識別以及放電量估計方面逐步形成了自己獨特的經(jīng)驗和知識，并取得了良好的使用效果黃成軍, 郁惟鏞. 基于小波分解的自適應(yīng)濾波算法在抑制局部放電窄帶周期干擾中的應(yīng)用 J. 中國電機工程學(xué)報, 2003, 23(1): 107-111.-肖燕, 黃成軍, 江秀臣等. 波形匹配追蹤算法在多局放脈沖提取中的應(yīng)用J. 中國電機工程學(xué)報, 2005, 25(11): 157-162.錢勇, 黃成軍, 江秀臣等. 多小波消噪算法在局部放電檢測中的應(yīng)用J. 中國電機工程學(xué)報, 2007, 27(6): 89-95.HuijuanHou, Gehao Sheng, Xiuchen J

10、iang, et al. Robust Time Delay Estimation Method for Locating UHF Signals of Partial Discharge in Substation J. IEEE Trans. on Power Delivery, 2013, 28(3): 1960-1968.。西安交通大學(xué)電力設(shè)備電氣絕緣國家重點實驗室的邱毓昌和王建生等人對特高頻傳感器進(jìn)行了研究，并采用網(wǎng)絡(luò)分析儀對其頻率響應(yīng)特性進(jìn)行測量，具有良好的頻率響應(yīng)特性，實測帶寬可達(dá)3GHz。研制了GIS局放特高頻檢測系統(tǒng)裝置，并在實驗室GIS內(nèi)模擬故障缺陷，通過對特高頻局放測量系

11、統(tǒng)進(jìn)行試驗，表明檢測效果良好王建生, 邱毓昌. 氣體絕緣開關(guān)設(shè)備中局部放電的在線監(jiān)測技術(shù)J. 電工電能新技術(shù), 2000, 19(4): 44-48.。清華大學(xué)電機系劉衛(wèi)東、錢家驪等學(xué)者從1986年獲得機械工業(yè)部七五公關(guān)項目GIS內(nèi)部故障檢測開始，進(jìn)行了GIS局放監(jiān)測和診斷的技術(shù)研究。1994年，最早提出了基于體外特高頻傳感的GIS局放在線監(jiān)測方法，并于1995年開發(fā)出應(yīng)用裝置，至今已在國內(nèi)外數(shù)十家電力企業(yè)和電力設(shè)備制造企業(yè)得到應(yīng)用，多次發(fā)現(xiàn)了放電并進(jìn)行了定位劉衛(wèi)東, 錢家驪, 黃瑜瓏. GIS局部放電特高頻(UHF)在線檢測定位裝置J. 華通技術(shù), 2001, (2): 18-21.,錢家驪

12、, 劉衛(wèi)東, 金立軍. GIS局部放電監(jiān)測診斷技術(shù)的研究J. 華通技術(shù), 2002, (1): 19-22.。但該裝置對采集的放電信號如何進(jìn)行分析處理，進(jìn)而進(jìn)行模式分類判斷問題，尚無法給出定論。華北電力大學(xué)高電壓與電磁兼容實驗室李成榕等學(xué)者對UHF傳感器進(jìn)行了研究，在實驗室設(shè)計了用于模擬GIS內(nèi)部局放的各種絕緣缺陷模型并進(jìn)行局放檢測試驗。采用FDTD法對GIS 局放傳播特性進(jìn)行了分析，開發(fā)出一系列在線監(jiān)測裝置，既能夠?qū)IS進(jìn)行在線監(jiān)測，也能固定安裝進(jìn)行長期監(jiān)測，并可實現(xiàn)對局部放電源的定位李信, 李成榕, 李亞莎,等. 有限時域差分法對GIS局部放電傳播的分析J. 中國電機工程學(xué)報, 2005

13、, 25(17): 150-155.。重慶大學(xué)高電壓與電工新技術(shù)教育部重點實驗室孫才新、唐炬等學(xué)者對UHF傳感器模型和性能做了大量研究，研制了圓板和圓環(huán)兩種內(nèi)置傳感器以及用于局放在線監(jiān)測的高頻微電流傳感器，分析了它們的頻率響應(yīng)特性以及輸入輸出特性。研制出一套GIS 局放在線監(jiān)測裝置，已成功運行于某220kV的GIS變電站唐炬, 許高峰, 孫才新,等 GIS局部放電兩種內(nèi)置傳感器響應(yīng)特性分析J. 高電壓技術(shù), 2003, 29(2): 29-31.。UHF局放檢測技術(shù)下一步的研究與應(yīng)用工作主要圍繞以下幾個方面展開：（1）對新型UHF傳感器的研究。鑒于國內(nèi)大量早期設(shè)計制造的GIS無法安裝內(nèi)置傳感器

14、，靈敏度高、抗干擾性能好的外置傳感器還有待深入研究。（2）對UHF信號在GIS內(nèi)外傳播特性的研究。鑒于GIS結(jié)構(gòu)及UHF信號傳播模式的復(fù)雜性，研究GIS內(nèi)部和外部UHF信號的傳播特性對于完善UHF監(jiān)測系統(tǒng)具有重要意義。（3）對局放源的識別和定位新方法的研究。應(yīng)注意選擇最優(yōu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由于局放信號的分散性，分形分析等新技術(shù)可用于識別局放源；鑒于常規(guī)時間差定位法對傳感器及分析儀器的高要求，研究簡捷的定位技術(shù)也是當(dāng)務(wù)之急。（4）對UHF檢測裝置的的研究與開發(fā)。目前國內(nèi)UHF檢測方法的核心關(guān)鍵技術(shù)仍然整體落后于國外，特別是落后于以英國、韓國等為代表的檢測儀器制造水平。這就需要盡快集中國內(nèi)技術(shù)優(yōu)勢，

15、研究和開發(fā)具有國際領(lǐng)先水平的UHF檢測裝置。1.2 技術(shù)特點1.2.1 技術(shù)優(yōu)勢目前局部放電檢測手段主要有脈沖電流法、特高頻法、超聲波法、化學(xué)法以及光學(xué)法。脈沖電流法是局部放電最成熟可靠的檢測方法，靈敏度高，可定量分析，但是其缺點是不能定位，且不能用于運行中的設(shè)備；化學(xué)法是利用放電使絕緣介質(zhì)發(fā)生分解，通過檢測這些分解產(chǎn)物含量來判斷是否存在放電及放電量大小，包括充油設(shè)備中成熟應(yīng)用的氣相色譜法，以及SF6開關(guān)設(shè)備中的氣體分解產(chǎn)物法。但是SF6分解產(chǎn)物法由于SF6氣體自身復(fù)合力強，且氣室內(nèi)有吸附劑存在，以及GIS設(shè)備中往往多個氣室互通等因素存在，靈敏度較低。光學(xué)法需安裝多個傳感器，不能用于設(shè)備內(nèi)部放

16、電檢測。特高頻法具有以下技術(shù)特點：（1）檢測靈敏度高。局部放電產(chǎn)生的特高頻電磁波信號在GIS中傳播時衰減較小，如果不計絕緣子等處的影響，1GHz的特高頻電磁波信號在GIS直線筒中衰減僅為35dB/km。而且由于電磁波在GIS中絕緣子等不連續(xù)處反射，還會在GIS腔體中引起諧振，使局部放電信號振蕩時間加長，便于檢測。因此，特高頻法能具有很高的靈敏度。另外，與超聲波檢測法相比，其檢測有效范圍要大得多，實現(xiàn)在線監(jiān)測需要的傳感器數(shù)目較少。（2）現(xiàn)場抗低頻電暈干擾能力較強。由于電力設(shè)備運行現(xiàn)場存在著大量的電磁干擾，給局部放電檢測帶來了一定的難度。高壓線路與設(shè)備在空氣中的電暈放電干擾是現(xiàn)場最為常見的干擾，其

17、放電產(chǎn)生的電磁波頻率主要在200MHz以下。特高頻法的檢測頻段通常為300M3000MHz，有效的避開了現(xiàn)場電暈等干擾，因此具有較強的抗干擾能力。（3）可實現(xiàn)局部放電源定位。局部放電產(chǎn)生的電磁波信號在氣體中傳播近似為光速，其到達(dá)各特高頻傳感器的時間與其傳播距離直接相關(guān)，因此，可根據(jù)特高頻電磁波信號到達(dá)不同傳感器時間的先后，判斷信號源的方向，或利用電磁波到達(dá)氣室兩側(cè)兩個傳感器的時間差以及兩個傳感器之間的距離，計算出局部放電源的具體位置，實現(xiàn)絕緣缺陷定位。為GIS等設(shè)備的維修計劃制訂、提高檢修工作效率提供了有力的支持。（4）利于絕緣缺陷類型識別。不同類型絕緣缺陷的局部放電所產(chǎn)生的特高頻信號的脈沖幅

18、值、數(shù)量、相位分布、頻譜不同，具有不同的譜圖特征，可根據(jù)這些特點判斷絕緣缺陷類型，實現(xiàn)絕緣缺陷類型診斷。1.2.2 局限性同時，UHF局放檢測技術(shù)也具有一定的局限性，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）容易受到環(huán)境中特高頻電磁干擾的影響。由于UHF局放檢測技術(shù)的檢測頻率范圍為300M3000MHz，在如此寬的頻帶范圍內(nèi)可能存在手機信號、雷達(dá)信號、電機碳刷火花干擾等環(huán)境電磁干擾信號，在超高壓敞開式變電站內(nèi)也存在著較強的電磁干擾信號。這些干擾信號可能會造成對UHF檢測的干擾，從而影響到檢測的準(zhǔn)確性。（2）外置式傳感器對全金屬封閉的電力設(shè)備無法實施檢測。對帶金屬法蘭屏蔽環(huán)的GIS、全金屬封閉的變壓器等電力

19、設(shè)備，內(nèi)部局部放電激發(fā)的電磁波無法傳播出來，也就無法應(yīng)用外置式UHF檢測技術(shù)實施檢測，特別是對已經(jīng)運行的該存量設(shè)備尤其如此。（3）尚未實現(xiàn)缺陷劣化程度的量化描述。目前國內(nèi)外尚沒有該檢測技術(shù)、檢測裝置的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時受到電磁波信號傳播路徑、缺陷放電類型差異等因素的影響，雖然其檢測信號幅值與缺陷劣化程度在趨勢上基本具有一致性，但尚不能實現(xiàn)與脈沖電流法類似的缺陷劣化程度的準(zhǔn)確量化描述。1.2.3 適用范圍UHF法的適用范圍主要取決于該技術(shù)方法的檢測原理，即只有電力設(shè)備內(nèi)部局放激發(fā)的電磁波能夠傳播出來并被檢測到，該方法即可用。UHF法在各種電力設(shè)備的現(xiàn)場應(yīng)用中，以GIS中的局部放電檢測效果最好，目前已

20、是國際上對GIS設(shè)備普遍采用的狀態(tài)檢測技術(shù)，可以達(dá)到相當(dāng)于幾個pC的檢測靈敏度。當(dāng)前特高頻法現(xiàn)場應(yīng)用較多的有在線監(jiān)測，也有帶電檢測，檢測設(shè)備對象包括GIS、變壓器、電纜附件、開關(guān)柜等，多數(shù)采用外置式傳感器檢測。而內(nèi)置式傳感器檢測主要用于GIS、電力變壓器等關(guān)鍵設(shè)備。采用預(yù)先設(shè)置的內(nèi)置式傳感器實現(xiàn)電力設(shè)備的狀態(tài)檢測，可靈活進(jìn)行帶電檢測，也可組成在線監(jiān)測系統(tǒng)，必將成為一個趨勢。在國家電網(wǎng)公司2012年修訂的十八項電網(wǎng)重大反事故措施中，明確規(guī)定了新建的220kV以上GIS設(shè)備應(yīng)內(nèi)置特高頻傳感器。1.2.4 技術(shù)難點UHF法本身具有檢測靈敏度高、現(xiàn)場抗干擾能力強、可實現(xiàn)局部放電在線定位和利于絕緣缺陷類

21、型識別等優(yōu)點。與此同時，UHF法在實際應(yīng)用過程中仍然有一些問題未得到解決，技術(shù)難點主要體現(xiàn)在以下幾個方面。（1）UHF傳感器技術(shù)。這是UHF局部放電檢測技術(shù)的關(guān)鍵，按其安裝位置可分為內(nèi)置傳感器和外置傳感器。外置式傳感器使用和維護(hù)方便，尺寸和機械性能要求較低，成本低，能用于無法或難以安裝內(nèi)置傳感器的老式電力設(shè)備。但由于電磁信號的衰減，以及傳感器直接暴露在外界空間中受到的電磁干擾，外置式傳感器的靈敏度相對較低、抗干擾能力相對較弱。相比較下，內(nèi)置式傳感器靈敏度高、抗干擾能力強，但是制作和安裝的成本也更高，一般在設(shè)備生產(chǎn)時直接安裝在內(nèi)部。內(nèi)置式傳感器的結(jié)構(gòu)不僅和靈敏度有關(guān)，還受到工作環(huán)境和安裝方式的影

22、響。合適的內(nèi)置式傳感器應(yīng)該在不影響電力設(shè)備結(jié)構(gòu)和內(nèi)部場強分布的前提下，實現(xiàn)帶寬為300M3000MHz的局部放電信號檢測，并具有足夠的靈敏度和抗干擾能力 M.D. Judd, L. Yang, I. Hunter. Partial discharge monitoring for power transformers using UHF sensors Part 1: Sensors and signal interpretationJ. IEEE Electrical Insulation Magazine. 2005, 21(2): 5-14.。（2） 抗干擾和放電源定位問題。干擾信號的排

23、除和放電源的定位往往是同時進(jìn)行的。實際檢測中需要綜合應(yīng)用時差法、幅值比較法、方向性、三維定位法、特征譜圖識別等方法進(jìn)行分析，實現(xiàn)抗干擾和放電源定位的目的。由于干擾的種類是多樣的，表現(xiàn)出的特性也不同，找出一種有效的方法來抑制所有的干擾是很難的，因此需要針對不同的干擾源，采取不同的措施，綜合運用，達(dá)到抗干擾的目的?，F(xiàn)場的干擾根據(jù)其時域特征的不同，可分為白噪聲干擾、窄帶周期性干擾和脈沖型干擾三類，而脈沖型干擾又可進(jìn)一步分為周期型脈沖干擾和隨機脈沖干擾。應(yīng)用UHF方法來采集局部放電信號對一些頻率較低的干擾信號可以直接避免，有可能采集到的干擾信號源及其頻率主要有以下幾種 胡明友，謝恒堃，蔣雄偉，等. 基

24、于小波變換抑制局部放電監(jiān)測中平穩(wěn)性干擾的濾波器的研究J. 中國電機工程學(xué)報，2000，20(1): 37-40.- X. Ma, C. Zhou, I. J. Kemp. Interpretaion of Wavelet Analysis and Its Application in Partial Discharge Detection J. IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Insulation, 2002, 9(3): 446-457. 黃成軍, 郁惟鏞. 基于小波分解的自適應(yīng)濾波算法在抑制局部放電窄帶周期干擾中的應(yīng)用 J. 中國電機工程

25、學(xué)報, 2003, 23(1): 107-111.：手機干擾：窄帶周期性干擾，頻率為900MHz或1.8GHz等；白噪聲：包括各種隨機噪聲，如熱噪聲、地網(wǎng)噪聲、配電線路以及繼電保護(hù)信號線路中由于耦合而進(jìn)入的各種噪聲等。干擾的抑制通常從干擾源、干擾途徑、信號后處理三方面來考慮。直接消除干擾源或切斷相應(yīng)的干擾路徑是解決干擾問題最有效、最根本的方法。例如對于因系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)引起的各種噪音，可以通過改進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、合理設(shè)計電路、增強屏蔽等加以消除；提供一點接地，保證測試回路各部分良好連接，可以消除接觸不良帶來的干擾；清除現(xiàn)場的孤立導(dǎo)體，可以消除浮動電位物體帶來的干擾；通過電源濾波可以抑制電源帶來的干擾；屏

26、蔽測試儀器，可以抑制因空間耦合造成干擾。但這些要求詳細(xì)分析干擾源和干擾途徑，而現(xiàn)場一般不允許改變原有設(shè)備的運行方式，因此在這兩方面所能采取的措施總是很有限。而對于經(jīng)電流傳感器耦合進(jìn)入監(jiān)測系統(tǒng)的各種干擾，則需要通過各種信號處理技術(shù)加以抑制。（3） 缺陷類型診斷和劣化程度評估問題。不同絕緣缺陷所表現(xiàn)出來的局放特征并不相同，對GIS的損害程度也不同，要準(zhǔn)確了解和掌握缺陷類型性質(zhì)和特征，最有效的方法是對獲得的局放信號進(jìn)行模式識別研究周倩, 唐炬, 唐銘, et al. GIS內(nèi)4種典型缺陷的局部放電特高頻數(shù)學(xué)模型構(gòu)建J. 中國電機工程學(xué)報, 2006, 26(8): 99-105.-成永紅, 謝小軍,

27、 陳玉, et al. 氣體絕緣系統(tǒng)中典型缺陷的超寬頻帶放電信號的分形分析J. 中國電機工程學(xué)報, 2004, 24(8): 99-102.段大鵬. 基于UHF方法的GIS局部放電檢測與仿生模式識別D. 博士學(xué)位論文, 上海交通大學(xué) 2009.。然而，由于現(xiàn)場存在各種各樣的干擾，對采集的局放信號一方面要進(jìn)行降噪工作，另一方面局放信號自身所包含的信息與缺陷類型之間的關(guān)系尚未完全清楚。如何從檢測到的局部放電信號中判斷局部放電類型以及GIS的絕緣狀況是該技術(shù)的難點之一。1.3 應(yīng)用情況1.3.1 國外應(yīng)用情況UHF檢測技術(shù)于20世紀(jì)80年代由英國提出，由于其檢測靈敏度高、抗干擾能力較強的特點，逐步被

28、各國電網(wǎng)公司認(rèn)可。目前已在英國、韓國、新加坡、香港等30多個國家和地區(qū)廣泛應(yīng)用，積累了30多年的現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗。在對UHF檢測技術(shù)進(jìn)行大量研究工作基礎(chǔ)之上，國外一些研究機構(gòu)和設(shè)備廠商陸續(xù)開展了基于UHF技術(shù)的局放檢測設(shè)備的研制，應(yīng)用于現(xiàn)場檢測并取得了一些現(xiàn)場運行經(jīng)驗。如：英國DMS公司于1993年開發(fā)出世界上第一套基于UHF檢測技術(shù)的局放在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過計算不同檢測點收到的局放信號時間差，可以實現(xiàn)對局放源的定位B.F. Hampton, J.S. Pearson. UHF diagnostics for gas insulated substationsJ. Monitoring Tec

29、hnologies for Plant Insulation, IEE Colloquium on, 1994, 3/1-3/3.；荷蘭Delft理工大學(xué)的Meijer和Smit等學(xué)者開發(fā)了一套基于UHF技術(shù)的便攜式多目標(biāo)GIS局放在線檢測系統(tǒng)并投入運行；瑞士Zurich大學(xué)的Neuhold開發(fā)出一套結(jié)合寬帶和窄帶的多通道、實時響應(yīng)的GIS 局放測量系統(tǒng)，每個測量通道包括一個低噪聲寬帶傳感器，帶有自動高壓暫態(tài)保護(hù)，可以用于實驗室試驗和現(xiàn)場GIS的長期監(jiān)測，裝置能初步實現(xiàn)對故障源的監(jiān)測、定位和識別；韓國HYOSUNG Corporation公司開發(fā)了一套基于UHF的智能局部放電監(jiān)測系統(tǒng)(Inte

30、lligent Partial Discharge Monitoring, iPDM)，用于監(jiān)測25.8kV GIS。該系統(tǒng)運用時頻變換進(jìn)行信號降噪，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷系統(tǒng)可以正確診斷局放原因，給出pC-dBm標(biāo)定關(guān)系以及風(fēng)險評估結(jié)果；日本的AE Power System Corporation公司開發(fā)了基于UHF技術(shù)的GIS局放檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)對比不同類型內(nèi)置傳感器的檢測效果，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對故障缺陷進(jìn)行模式識別，并給出了系統(tǒng)現(xiàn)場運行經(jīng)驗；日本的Hitachi Engineering & Services公司開發(fā)出一套便攜式GIS局放檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有較高的檢測靈敏度，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論用

31、于缺陷類型識別以及可以對放電源進(jìn)行定位；德國Siemens AG公司的Huecker等人開發(fā)了一套基于UHF技術(shù)的GIS局放檢測系統(tǒng)。每套系統(tǒng)帶有3個檢測單元，每個單元可接9路UHF傳感器，單元之間采用以太網(wǎng)通信，后臺專家系統(tǒng)帶有診斷功能，可以給出缺陷類型。1.3.2 國內(nèi)應(yīng)用情況特高頻法在各種電力設(shè)備的現(xiàn)場應(yīng)用中，以GIS中的局部放電檢測效果最好，目前已是國際上對GIS設(shè)備普遍采用的狀態(tài)檢測技術(shù)，可以達(dá)到相當(dāng)于幾個pC的檢測靈敏度。2000年初，UHF局放檢測技術(shù)開始引入國內(nèi)。2006年起，通過與新加坡新能源電網(wǎng)公司進(jìn)行同業(yè)對標(biāo)，以北京、上海、天津為代表的一批國內(nèi)電網(wǎng)公司率先引進(jìn)UHF局放檢

32、測技術(shù)，開展現(xiàn)場檢測應(yīng)用，并成功發(fā)現(xiàn)了多起GIS內(nèi)部局部放電案例，為該技術(shù)的推廣應(yīng)用積累了寶貴經(jīng)驗。UHF局放檢測技術(shù)在2008年北京奧運會、2010年上海世博會、2010年廣州亞運會等大型活動的保電工作中發(fā)揮了重要作用。國際電工委員會（IEC）TC42下屬工作組正在致力于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)IEC 62478的制訂工作，國內(nèi)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)制訂也正在進(jìn)行中。在國家電網(wǎng)公司2012年修訂的十八項電網(wǎng)重大反事故措施中，明確規(guī)定了新建的220kV以上GIS設(shè)備應(yīng)內(nèi)置特高頻傳感器。國家電網(wǎng)公司在引入、推廣UHF局放檢測技術(shù)方面做了大量卓有成效的工作。2010年，在充分總結(jié)部分省市電力公司試點應(yīng)用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合狀態(tài)

33、檢修工作的深入開展，國網(wǎng)電網(wǎng)公司頒布了電力設(shè)備帶電檢測技術(shù)規(guī)范（試行）和電力設(shè)備帶電檢測儀器配置原則（試行），首次在國網(wǎng)電網(wǎng)公司范圍內(nèi)統(tǒng)一了UHF局放檢測的判據(jù)、周期和儀器配置標(biāo)準(zhǔn)，UHF局放檢測技術(shù)在國網(wǎng)電網(wǎng)公司范圍全面推廣。2013年8月至2014年2月國家電網(wǎng)公司組織開展了特高頻局放檢測裝置等帶電檢測儀器的性能檢測工作，首次對國內(nèi)市場上25款特高頻帶電檢測儀器進(jìn)行了綜合性能的檢測工作，對規(guī)范和引導(dǎo)國內(nèi)儀器開發(fā)和制造技術(shù)領(lǐng)域起到了積極推動作用。2014年，國網(wǎng)電網(wǎng)公司修訂了輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程，正式將UHF局放檢測技術(shù)列為開關(guān)柜設(shè)備的常規(guī)帶電檢測試驗項目之一；同年年底，為進(jìn)一步規(guī)范儀

34、器選型，指導(dǎo)現(xiàn)場檢測應(yīng)用，國網(wǎng)電網(wǎng)公司頒布了特高頻局部放電檢測儀技術(shù)規(guī)范和GIS特高頻局部放電帶電測試技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用導(dǎo)則，初步建立起完整的UHF局放檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。自2010年以來，國家電網(wǎng)公司先后舉辦了20余期電力設(shè)備狀態(tài)檢測技術(shù)及技能培訓(xùn)工作，共培訓(xùn)技術(shù)與技能人員3000余人，其中也包括特高頻局放檢測技術(shù)，為該技術(shù)的推廣應(yīng)用打下了廣泛的人員基礎(chǔ)。43第2節(jié) 特高頻局放檢測技術(shù)基本原理2.1 特高頻局放電磁波信號基本知識GIS中的局部放電流脈沖具有極陡的上升沿，其上升時間為ns級，激發(fā)起高達(dá)數(shù)GHz的電磁波，在GIS腔體構(gòu)成的同軸結(jié)構(gòu)中傳播。由于GIS 的同軸結(jié)構(gòu)，使得電磁波不僅以橫向電磁波

35、（即Transverse Electromagnetic-TEM 波）傳播，而且會建立高次模波，即橫向電波（Transverse Electric-TE）和橫向磁波（Transverse Magnetic-TM）。TEM波為非色散波，它可以任何頻率在GIS中傳播，但當(dāng)頻率100MHz時，沿傳播方向衰減很快；TE和TM波則不同，它們具有各自的截止頻率。與GIS的尺寸有關(guān)，GIS截面積愈大，愈低。若信號頻率時，信號則基本上可無損耗地傳輸。同時GIS母線連接腔在UHF波段可視為同軸諧振腔，電磁波的諧振持續(xù)時間一般在數(shù)十us級，最長可在10ms以上。GIS內(nèi)部有高壓導(dǎo)體、接頭、屏蔽、盆式絕緣子等部件，

36、其結(jié)構(gòu)有直筒、L型分支、T型分支，再加上PD發(fā)生的位置各不相同。因此，GIS中電磁波的傳播與諧振模式非常復(fù)雜。2.1 GIS內(nèi)部電磁波的傳播特性UHF法檢測的對象是局部放電產(chǎn)生的電磁波信號。但由于受GIS結(jié)構(gòu)的影響，局部放電激勵的電磁波信號在GIS中傳播到UHF傳感器時信號的波形與幅值等參數(shù)發(fā)生變化，從而增加了運用檢測到的信號對局部放電源信號進(jìn)行評估的復(fù)雜性。因此，研究局部放電電磁波信號在GIS中的傳播特性對UHF法具有非常重要的意義。GIS是同軸傳輸線，信號傳輸特性取決于頻率。對工頻可用電氣集中參數(shù)來等值；瞬態(tài)信號時應(yīng)視為分布參數(shù)的傳輸線；而對微波則應(yīng)看作同軸波導(dǎo)。根據(jù)分析，局部放電信號在G

37、IS同軸結(jié)構(gòu)中不僅以橫向電磁波(TEM)方式傳播，而且會建立高次模波即橫向電波(TE)和橫向磁波(TM)。另外，由于GIS中存在支撐絕緣子，造成其特性阻抗及波阻抗不連續(xù)，使高頻波在其中多次折反射，每節(jié)GIS及每個連接腔可視為微波同軸諧振腔，使局部放電波形十分復(fù)雜。當(dāng)GIS內(nèi)部存在局放現(xiàn)象時，所產(chǎn)生的UHF電磁波能夠沿著GIS的管體向遠(yuǎn)處傳播。由于GIS的管體結(jié)構(gòu)類似于波導(dǎo)，UHF電磁波在傳播時的衰減比較小，因此能夠傳播到較遠(yuǎn)的距離，通過在GIS體外的盆式絕緣子處安放天線，則可以檢測到GIS設(shè)備內(nèi)部的UHF局部放電信號。但是GIS波導(dǎo)壁為非理想導(dǎo)體，電磁波在GIS內(nèi)部傳播過程中會有功率損耗，因此

38、電磁波的振幅將沿傳播方向逐漸衰減。并且GIS中SF6氣體將會引起波導(dǎo)體積中的介質(zhì)損耗，也會造成波的衰減，這種衰減比信號在絕緣子處由于反射造成的能量損耗低得多，一般在進(jìn)行測量時可不考慮這種衰減。GIS有許多法蘭連接的盆式絕緣子、拐彎結(jié)構(gòu)和T型接頭、隔離開關(guān)及斷路器等不連續(xù)點，特高頻信號在GIS內(nèi)傳播過程中經(jīng)過這些結(jié)構(gòu)時，必然造成衰減，研究表明，絕緣子和接頭處的反射是造成信號能量損失的主要原因，絕緣子處衰減23dB，T型接頭衰減約為810dB。（1）電磁波在同軸波導(dǎo)中傳播時，TEM波分量衰減很小，波形基本不變，傳播速度為0.3m/ns。而高次模波的色散效應(yīng)使得局部放電電磁波信號幅值降低較大且波形發(fā)

39、生變化，但對能量的傳播影響很小。（2）電磁波信號經(jīng)過單個絕緣子時，絕緣子對信號衰減較大，信號中700MHz以下的分量衰減較小，700MHz以上其衰減有隨頻率升高而增大的趨勢。而由絕緣子泄露的電磁波信號衰減更為嚴(yán)重，特別是1.1GHz以下的分量嚴(yán)重衰減，相當(dāng)于高通濾波器的作用。（3）電磁波信號經(jīng)過GIS各不連續(xù)部件時衰減特性的仿真分析結(jié)果如表3.1所示。表3-1 電磁波信號經(jīng)過GIS中各部件后的衰減特性部件參數(shù)電磁波經(jīng)過多個絕緣子的衰減電磁波經(jīng)過L分支后的衰減電磁波經(jīng)過T分支后的衰減第一個絕緣子第二個絕緣子第三個絕緣子直線部分垂直部分信號幅值7.1dB3.2dB2.6dB8.0dB6.9dB10

40、.5dB400MHz低通濾波信號幅值1.5dB1.4dB1.6dB0.9dB3.9dB4.9dB信號能量16.9dB6.6dB8.5dB25.1dB14.9dB19.1dB（4）多個絕緣子：局部放電激勵的電磁波信號經(jīng)過第一個絕緣子時由于色散效應(yīng)、反射及泄漏等影響，衰減較大，達(dá)7.9dB。而后電磁波信號經(jīng)過后面的絕緣子是衰減變得較小。經(jīng)過6個絕緣子后的信號與發(fā)生局部放電的氣室中的信號相比只有其10%，即衰減達(dá)20dB。2.3 特高頻局放檢測技術(shù)基本原理局部放電檢測特高頻法的基本原理是通過特高頻傳感器對電力設(shè)備中局部放電時產(chǎn)生的特高頻電磁波（300M3000MHz）信號進(jìn)行檢測，從而獲得局部放電的

41、相關(guān)信息，實現(xiàn)局部放電監(jiān)測。特高頻法正是基于電磁波在GIS中的傳播特點而發(fā)展起來的。它的最大優(yōu)點是可有效地抑制背景噪聲，如空氣電暈等產(chǎn)生的電磁干擾頻率一般均較低，可用寬頻法UHF對其進(jìn)行有效抑制；而對特高頻通信、廣播電視信號，由于其有固定的中心頻率，因而可用窄頻法UHF將其與局部放電信號加以區(qū)別。另外，如果GIS中的傳感器分布合理，那么還可通過不同位置測到的局部放電信號的時延差來對局部放電源進(jìn)行定位。圖3-1 SF6正極性放電脈沖電流波形圖3-2 特高頻檢測法基本原理GIS中局部放電產(chǎn)生持續(xù)時間僅為ns級的脈沖電流。比如當(dāng)高壓導(dǎo)體上有針狀突出物時，因SF6氣體中負(fù)離子釋放電子而不需要依靠場致發(fā)

42、射電子，通常會發(fā)生脈沖放電，典型波形如圖3-1所示，其等值頻率可1GHz，屬于特高頻微波波段。根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備情況的不同，可以采用內(nèi)置式特高頻傳感器和外置式特高頻傳感器，如圖3-2所示為特高頻檢測法基本原理示意圖。當(dāng)電力設(shè)備內(nèi)部絕緣缺陷發(fā)生局部放電時，激發(fā)出的電磁波會透過環(huán)氧材料等非金屬部件傳播出來，便可通過外置式UHF傳感器進(jìn)行檢測。同理，若采用內(nèi)置式UHF傳感器則可直接從設(shè)備內(nèi)部檢測局放激發(fā)出來的電磁波信號。2.3 特高頻局放檢測裝置組成及原理特高頻局部放電檢測裝置一般由特高頻傳感器，信號放大器、檢測儀主機及分析診斷單元組成，其組成框圖見圖3-3。特高頻傳感器負(fù)責(zé)接收電磁波信號，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡?/p>

43、壓信號，再經(jīng)過信號調(diào)理與放大，由檢測儀主機完成信號的A/D轉(zhuǎn)換、采集及數(shù)據(jù)處理工作。然后將預(yù)處理過的數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)線或USB數(shù)據(jù)線傳送至分析診斷單元，一般為筆記本電腦。電腦上的分析診斷軟件將數(shù)據(jù)進(jìn)行PRPS（Phase Resolved Pulse Sequence）、PRPD(Phase Resolved Partial Discharge）的譜圖實時顯示，并可根據(jù)設(shè)定條件進(jìn)行存儲，同時可利用譜圖庫對存儲的數(shù)字信號進(jìn)行分析診斷，給出局部放電缺陷類型診斷結(jié)果。另外，應(yīng)用高速法波器還可以實現(xiàn)局部放電源定位的功能。圖3-3 特高頻局放測試儀組成示意圖根據(jù)檢測頻帶的不同可分又為窄帶和寬帶監(jiān)測方式。UHF

44、寬帶監(jiān)測系統(tǒng)利用前置的高通濾波器測取300M3000MHz頻率范圍內(nèi)的信號；UHF窄帶監(jiān)測系統(tǒng)則利用頻譜分析儀對特定頻段信號進(jìn)行監(jiān)測，通過選擇合適的中心頻率能夠有效提高系統(tǒng)抗干擾能力。特高頻局放檢測裝置一般由下列幾部分組成：（1）特高頻傳感器：也稱為耦合器，用于傳感300M3000MHz的特高頻無線電信號，其主要由天線、高通濾波器、放大器、耦合器和屏蔽外殼組成，天線所在面為環(huán)氧樹脂用于接收放電信號，其它部分采用金屬材料屏蔽，以防止外部信號干擾。特高頻傳感器的檢測靈敏度常用等效高度H來表征，單位為mm，其計算方法為H=U/E，其中U為傳感器輸出電壓，單位為V；E為被測電場，單位為V/mm。（2）

45、信號放大器（可選）：一般為寬帶帶通放大器，用于傳感器輸出電壓信號的處理和放大。通常信號放大器的性能用幅頻特性曲線表征，一般情況下在其通帶范圍內(nèi)放大倍數(shù)為17dB以上。（3）檢測儀器主機：接收、處理耦合器采集到的特高頻局部放電信號；對于電壓同步信號的獲取方式，通常采用主機電源同步、外電源同步以及儀器內(nèi)部自同步三種方式，獲得與被測設(shè)備所施電壓同步的正弦電壓信號，用于特征譜圖的顯示與診斷使用。（4）分析主機（筆記本電腦）：安裝專門的局放數(shù)據(jù)處理及分析診斷軟件，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，識別放電類型，判斷放電強度；（5）數(shù)據(jù)處理方式。由于放電類型分析通常是由局放信號的峰值和時域工頻相位所決定的。為了獲得特

46、高頻信號峰值，采集裝置需要很高的采樣率，并且需要記錄大量的數(shù)據(jù)，但是巨大的信息量難以實時處理，而利用檢波器可以很好的解決這個問題。它從高頻載波信號中取出低頻調(diào)制信號，將特高頻成分濾除，而僅保留信號的幅值和相位信息，這就大大減少了數(shù)據(jù)量，實現(xiàn)了放電類型分析。但是檢波后的波形發(fā)生了變化，無法根據(jù)檢波的信號利用時差法進(jìn)行定位，因此，檢波器通常都裝在特高頻局部放電分析儀主機內(nèi)部，而不裝在傳感器內(nèi)部。而有的放大器具備兩路信號輸出功能，即未經(jīng)檢波器處理的原始信號以及檢波器輸出信號。（6）特征譜圖表征方式。特高頻信號顯示除基本的時域波形信號分析外，常用的有PRPS和PRPD兩種分析譜圖。PRPS即脈沖序列相

47、位分布譜圖（Phase Resolved Pulse Sequence），它是一種實時三維圖，一般情況下x軸表示相位，y軸表示信號周期數(shù)量，z軸表示信號強度或幅值。PRPS譜圖是UHF法局部放電類型識別最主要的分析譜圖，見圖3-4所示。圖3-4 PRPS分析譜圖PRPD譜圖是指局部放電相位分布譜圖(Phase Resolved Partial Discharge）,也是一種廣泛應(yīng)用的局部放電分析譜圖。它是一種平面點分布圖，點的橫坐標(biāo)為相位，縱坐標(biāo)為幅值，點的累積顏色深度表示此處放電脈沖的密度，根據(jù)點的分布情況可判斷信號主要集中的相位、幅值及放電次數(shù)情況，并根據(jù)點的分布特征來對放電類型進(jìn)行判斷。

48、PRPD譜圖也是UHF法局部放電類型識別常用的分析譜圖，見圖3-5所示。圖3-5 PRPD分析譜圖第3節(jié) 特高頻局放檢測及診斷方法3.1 檢測方法3.1.1 操作流程1、準(zhǔn)備工作開始局部放電特高頻檢測前，應(yīng)準(zhǔn)備好下列的儀器、工具：（1）分機主機；用于局部放電信號的采集、分析處理、診斷與顯示。（2）特高頻傳感器；用于耦合特高頻局放信號。（3）信號放大器：當(dāng)測得的信號較微弱時，為便于觀察和判斷，需接入信號放大器。（4）特高頻信號線：連接傳感器和信號放大器或檢測主機。（5）工作電源：220V工作電源，為檢測儀器主機，信號放大器和筆記本電腦供電。（6）接地線；用于儀器外殼的接地，保護(hù)檢測人員及設(shè)備的安

49、全。（7）綁帶；需要長時間監(jiān)測時，用于將傳感器固定在待測設(shè)備外部。（8）網(wǎng)線：用于檢測儀器主機和筆記本電腦通信（9）記錄紙、筆；用于記錄檢測數(shù)據(jù)。2、檢測接線在采用特高頻法檢測局部放電的過程中，應(yīng)按照所使用的特高頻局放檢測儀操作說明，連接好傳感器、信號放大器、檢測儀器主機等各部件，通過綁帶（或人工）將傳感器固定在盆式絕緣子上，必要的情況下，可以接入信號放大器。具體連接示意圖如圖3-7所示。圖3-7 特高頻局放檢測儀連接示意圖GIS內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的特高頻信號在GIS腔體內(nèi)以橫向電磁波方式傳播，只有在GIS殼的金屬非連續(xù)部位才能泄漏出來。在GIS上只有無金屬屏蔽的絕緣子、金屬屏蔽上的澆注口、GI

50、S的觀察窗、接地開關(guān)的外露絕緣件、內(nèi)置式CT或PT二次接線盒等部位才能測量到信號，特高頻傳感器需安置在這些部位。檢測過程中，應(yīng)注意傳感器應(yīng)與盆式絕緣子緊密接觸，且應(yīng)放置于兩根禁錮盆式絕緣子螺栓的中間，以減少螺栓對內(nèi)部電磁波的屏蔽以及傳感器與螺栓產(chǎn)生的外部靜電干擾；在測量時應(yīng)盡可能保證傳感器與盆式絕緣子的接觸，不要因為傳感器移動引起的信號而干擾正確判斷。3、具體操作流程在采用特高頻法檢測局部放電時，典型的操作流程如下：（1）設(shè)備連接：按照設(shè)備接線圖連接測試儀各部件，將傳感器固定在盆式絕緣子上，將檢測儀主機及傳感器正確接地，電腦、檢測儀主機連接電源，開機。（2）工況檢查：開機后，運行檢測軟件，檢查

51、主機與電腦通信狀況、同步狀態(tài)、相位偏移等參數(shù)；進(jìn)行系統(tǒng)自檢，確認(rèn)各檢測通道工作正常。（3）設(shè)置檢測參數(shù)：設(shè)置變電站名稱、檢測位置并做好標(biāo)注。根據(jù)現(xiàn)場噪聲水平設(shè)定各通道信號檢測閾值。（4）信號檢測：打開連接傳感器的檢測通道，觀察檢測到的信號。如果發(fā)現(xiàn)信號無異常，保存少量數(shù)據(jù)，退出并改變檢測位置繼續(xù)下一點檢測；如果發(fā)現(xiàn)信號異常，則延長檢測時間并記錄多組數(shù)據(jù)，進(jìn)入異常診斷流程。必要的情況下，可以接入信號放大器。圖3-8 現(xiàn)場檢測流程圖3.1.2 注意事項1、安全注意事項為確保安全生產(chǎn)，特別是確保人身安全，除嚴(yán)格執(zhí)行電力相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)定之外， 還應(yīng)注意以下幾點:（1）檢測時應(yīng)勿碰勿動其它帶電設(shè)備

52、；（2）防止傳感器墜落到GIS管道上，避免發(fā)生事故；（3）保證待測設(shè)備絕緣良好，以防止低壓觸電；（4）在狹小空間中使用傳感器時，應(yīng)盡量避免身體觸碰GIS管道；（5）行走中注意腳下，避免踩踏設(shè)備管道；（6）在進(jìn)行檢測時，要防止誤碰誤動GIS其它部件；（7）在使用傳感器進(jìn)行檢測時，應(yīng)戴絕緣手套，避免手部直接接觸傳感器金屬部件。2、測試注意事項（1）特高頻局放檢測儀適用于檢測盆式絕緣子為非屏蔽狀態(tài)的GIS設(shè)備，若GIS的盆式絕緣子為屏蔽狀態(tài)則無法檢測；（2）檢測中應(yīng)將同軸電纜完全展開，避免同軸電纜外皮受到刮蹭損傷；（3）傳感器應(yīng)與盆式絕緣子緊密接觸，且應(yīng)放置于兩根禁錮盆式絕緣子螺栓的中間，以減少螺栓

53、對內(nèi)部電磁波的屏蔽及傳感器與螺栓產(chǎn)生的外部靜電干擾；（4）在測量時應(yīng)盡可能保證傳感器與盆式絕緣子的接觸，不要因為傳感器移動引起的信號而干擾正確判斷；（5）在檢測時應(yīng)最大限度保持測試周圍信號的干凈，盡量減少人為制造出的干擾信號，例如：手機信號、照相機閃光燈信號、照明燈信號等；（6）在檢測過程中，必須要保證外接電源的頻率為50Hz；（7）對每個GIS間隔進(jìn)行檢測時，在無異常局放信號的情況下只需存儲斷路器倉盆式絕緣子的三維信號，其它盆式絕緣子必須檢測但可不用存儲數(shù)據(jù)。在檢測到異常信號時，必須對該間隔每個絕緣盆子進(jìn)行檢測并存儲相應(yīng)的數(shù)據(jù)；（8）在開始檢測時，不需要加裝放大器進(jìn)行測量。若發(fā)現(xiàn)有微弱的異常

54、信號時，可接入放大器將信號放大以方便判斷。3.2 診斷方法3.2.1 診斷流程1、排除干擾：測試中的干擾可能來自各個方位，干擾源可能存在于電氣設(shè)備內(nèi)部或外部空間。在開始測試前，盡可能排除干擾源的存在，比如關(guān)閉熒光燈和關(guān)閉手機。盡管如此，現(xiàn)場環(huán)境中還是有部分干擾信號存在。2、記錄數(shù)據(jù)并給出初步結(jié)論：采取降噪措施后，如果異常信號仍然存在，需要記錄當(dāng)前測點的數(shù)據(jù)，給出一個初步結(jié)論，然后檢測相鄰的位置。3、嘗試定位：假如臨近位置沒有發(fā)現(xiàn)該異常信號，就可以確定該信號來自GIS內(nèi)部，可以直接對該信號進(jìn)行判定。假如附近都能發(fā)現(xiàn)該信號，需要對該信號盡可能地定位。放電定位是重要的抗干擾環(huán)節(jié)，可以通過強度定位法或

55、者借助其他儀器，大概定出信號的來源。如果在GIS外部，可以確定是來自其他電氣部分的干擾，如果是GIS內(nèi)部，就可以做出異常診斷了。4、對比譜圖給出判定：一般的特高頻局放檢測儀都包含專家分析系統(tǒng)，可以對采集到的信號自動給出判定結(jié)果。測試人員可以參考系統(tǒng)的自動判定結(jié)果，同時把所測譜圖與典型放電譜圖進(jìn)行比較，確定其局部放電的類型。5、保存數(shù)據(jù)：局部放電類型識別的準(zhǔn)確程度取決于經(jīng)驗和數(shù)據(jù)的不斷積累，檢測結(jié)果和檢修結(jié)果確定以后，應(yīng)保留波形和譜圖數(shù)據(jù)，作為今后局部放電類型識別的依據(jù)。3.2.2 現(xiàn)場常見干擾及排除方法特高頻法雖然抗干擾能力較強，但在現(xiàn)場特別是戶外變電站，仍有較多干擾。在開始測試前，盡可能排除

56、干擾源的存在，比如關(guān)閉熒光燈和關(guān)閉手機，檢查周圍有無懸浮放電的金屬部件。常見的干擾信號主要由雷達(dá)噪聲、移動電話噪聲、熒光噪聲和馬達(dá)噪聲。下面簡明列舉了上述幾種信號的典型譜圖，包括各類信號的PRPS圖譜、PRPD圖譜和峰值檢測圖譜見表3-2。表3-2 典型干擾信號圖譜分析與診斷類型PRPS譜圖峰值檢測譜圖PRPD譜圖熒光干擾局放信號幅值較分散，一般情況下工頻相關(guān)性弱。移動電話干擾局放信號工頻相關(guān)性弱，有特定的重復(fù)頻率，幅值有規(guī)律變化。馬達(dá)干擾局放信號無工頻相關(guān)性，幅值分布較為分散，重復(fù)率低。雷達(dá)干擾局放信號有規(guī)律重復(fù)產(chǎn)生但無工頻相關(guān)性，幅值有規(guī)律變化。除根據(jù)譜圖特征來識別干擾外，還可依據(jù)信號位置

57、來判斷干擾。一般情況下，在設(shè)備盆式絕緣子上發(fā)現(xiàn)信號后，將傳感器拿開朝向外側(cè)，如果信號變強，很可能是外部的干擾?？梢允褂闷矫娣址▉矶ㄎ煌獠啃盘?。圖3-9 平面分法定位原理圖平面分法定位原理圖如上圖所示。首先將兩個傳感器按照相同朝向放置，移動兩個傳感器的位置，使示波器兩個通道信號重疊，這時，信號源位于兩個傳感器中間的一個平面上。同樣的方式在相對的方向上以及上下的方向上各確定一個平面，最終可查找的信號源的位置。干擾信號的主要排除手段有：1、屏蔽帶法。這是最常用最基本的一種抗干擾方法，主要用在不帶金屬屏蔽的盆式絕緣子上檢測時消除外部干擾。檢測時，如果發(fā)現(xiàn)有異常信號，采用由金屬絲制成的屏蔽帶，將除傳感器放置位置外的盆式絕緣子其它外露部位全部包扎起來，使得外部干擾信號無法直接進(jìn)入傳感器，從而實現(xiàn)抗干擾的效果。這種方式簡單，對檢測靈敏度無影響，但是干擾較強時，信號仍可通過套管或其它盆式絕緣子處進(jìn)入，抗干擾效果有限。2、背景干擾測量屏蔽法。其原理是在被檢測盆式絕緣子附近放置一背景噪音傳感器，同時檢測周圍環(huán)境中的電磁波信號。軟件自動分析來自盆式絕緣子上的信號與來自噪音傳感器的