GIS局部放电带电检测技术及现场运用
GIS局部放电带电检测技术及现场运用
摘要：近年来，随着时代经济的飞速发展以及科学技术的日新月异，电网建设
逐渐加快了发展的步伐，以至于六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备被广泛的应
用于电网的发展中，而其设备带电运行中局部放电的如何检测成为当今电网建设
行业领域研究的热点之一。本文首先说明了GIS带电运行中局部放电检测的试验
平台，进而确立了GIS带电运行中局部放电检测的方案，最后分析总结了GIS带
电运行中局部放电检测方法。
关键词：GIS；局部放电；检测技术
一、局部放电检测方法
气体绝缘组合电器的局部放电检测方法主要分为非电检测法和电检测法两大类。
（一）非电检测法
非电检测法主要包括超声波检测法和化学检测法。当GIS内部存在局部放电时，会生产超声波信号，可通过安装在GIS外壳上的超声波传感器进行检测，这
种方法称为超声波检测法。超声波检测法主要优点是定位方便，因其无法进行局
部放电量的定量分析，主要作为一种辅助测量方法进行运用;组合电器内部绝缘气
体为SF6，SF6为一种非常稳定的惰性气体，绝缘强度高，正常情况下不会发生分解反应，当出现电弧放电等异常情况时，高温电弧能量会使SF6气体发生化学反应，生成SF4、SF3、SF2等硫化物，同时，当SF6气体周围含有微水和氧气时，
会生产HF和H2SO3、SO2等化合物。通过采用气体传感器对SF6分解产物进行检测的方法称为化学检测法。通常情况下，SF6在不同的环境下发生的分解产物不同，含量以及产生速率等也有差异，可通过检测SF6气体组分含量与变化趋势来
诊断其内部绝缘缺陷的情况。化学检测法优点是准确度和灵敏度高，是目前运用
最广泛的局部放电带电检测方法之一。
（二）电检测法
电测法主要是脉冲电流法和超高频法（Ultrahigh frequency，简称UHF）。脉
冲电流法是IEC 60270标准推荐的检测方法，主要用于变压器局部放电定量检测，在GIS局部放电检测中运用较少，其原理是当产生局部放电时，在其耦合回路中
会有脉冲电流，通过采用检测阻抗或者罗氏线圈传感器，就会耦合到脉冲电压信号。脉冲电流法检测频率通常在10 MHz以内，相比于超高频法而言，它的主要
优点是可以对局部放电进行定量分析。
超高频法是目前运用于GIS局部放电检测最为成熟的一种方法，其检测频率
通常为300 MHz～1 GHz，是近年来发展起来的一项新技术，也是运用于GIS局部
放电检测最为成熟的一种方法。它是利用装设在GIS内部或外部的天线传感器接
收局部放电激发并传播的300～3 000 MHz频段超高频信号进行检测和分析的一种方法。GIS内部腔体可视为一个同轴波导结构，PD激发的超高频信号在内部会以
横电波和横磁波的方式在其内部传播，在GIS外部壳体的观察窗以及盆式绝缘子
等位置会发生电磁波信号泄露，在这些位置安置UHF传感器可有效的检测到UHF
信号。超高频法具有以下特点：
①检测频率高，有有效避开300 MHz以下的干扰信号，其抗电磁干扰能力
强;②根据不同位置检测的超高频信号的时间差，可对局部放电发生位置进行定位;③超高频信号的波形特征信息丰富，可根据UHF脉冲的波形特征对典型故障
进行诊断;④UHF法与振动检测法相比，检测的局部放电范围更广，需要安装传
感器的检测点更少。
二、GIS带电运行中局部放电检测方案的确立
GIS带电运行中局部放电检测方案确立，需要正确合理的选取缺陷和方法，对于缺陷和方法的选取主要有以下具体体现：
（一）选取缺陷
对于GIS设备的缺陷来说，主要表现在导体以及地电极上存在一定的毛刺或
者是突起现象，进而使得局部电场发生畸变。GIS带电运行中出现故障往往也是
由于设备在实际的安装过程或者是操作的过程中存在有一些金属颗粒导致的，本
文的研究对象主要是高压中心导体、地电极以及悬浮缺陷。
（二）选取方法
一般而言，当前GIS带电运行中局部放主要的检测方法有传统的脉冲电流法、超声波法、紫外成像检测法、超高频法以及红外成像检测法等几种，本文主要是
选取传统脉冲电流法、超声波法以及超高频电磁法作为主要的检测方法。
脉冲电流法主要是一种借助于罗氏线圈进而获取绝缘缺陷所产生的局部放电
脉冲电流的实际信号。一般而言，脉冲电流法的灵敏度相对较高，一旦GIS带电
运行中出现局部放电，其局部放电的区域将会使得分子之间产生强烈的撞击，进
而产生一种强大的压力导致其检测的过程中存在较大的误差。
超声波法不仅仅有着较强的抗电磁干扰能力，同时又有着较高的定位准确度，但是超声波检测法在检测过程中由于相对较大的噪音和较大的机械振动，使得其
超声波的检测有着较大的误差存在。
超高频电磁波不仅仅有着相对较高的灵敏度，同时在某种程度上对于外界干
扰有着抑制作用，并能将信噪比提高。就其实质性而言，超高频电磁波是一种较
为理想的检测局部放电手段，只是对高压导体尖端容易发现，但是对其颗粒和发
丝等异物类不容易被直接的发现。
三、GIS带电运行中局部放电检测数方法分析
GIS带电运行中局部放电检测，主要有高压导体尖端检测、地电极尖端检测以及悬浮尖端检测三种。
（一）高压导体尖端检测
通过高压导体尖端检测的试验发现，初始电压状态下，金属尖端开始出现气晕，同时脉冲电流法可以测到局部放电信号。而超声波并没有明显的局部放电信号，但是随着施加电压的增大，超声波法也可以检测到局部放电信号，由此可知，脉冲电流法灵敏度最高，对于超声波而言，放电谱图开始向上抬起，随着电压的
升高，其谱图逐渐由变散的迹象，电压至更高层次放电谱图更加趋近于典型的放
电图谱。超高频检测到局部放电信号较为直观。通过对不同的电压进行施加，并
借助于脉冲电流法以及超声法对其进行测试，脉冲电流法有着相对较高的灵敏度，同时超高频法对局部放电信号的检测相对来说比较的准确和高效。
（二）地电极尖端检测
通过地电极尖端检测的试验发现，脉冲电流法和超声波法的灵敏度相对来说
大致相同，在施加的交流电压逐渐增加的过程中，超声波法以及传统脉冲电流法
均可以将微弱局放信号加以检测，但是在GIS腔体内逐渐产生局部放电时，将会
产生一定的机械振动，以至于超声波法和脉冲电流法的灵敏度难以的到实质上的
判断，对于地电极尖端缺陷而言，超高频法对其放电信号的检测较为集中。
（三）悬浮尖端检测
通过悬浮尖端检测的试验发现，对于脉冲电流法来说，初始电压状态下，局
部放电开始发展，一旦电压逐渐增加，局部放电电量突然增大，可以得出脉冲电流法对局部放电比较灵敏，但是对于超声波而言，局部方面并没有明显的变化。传统脉冲电流法的灵敏度相对较高，但是却有着相对较差的抗干扰能力，相对来说超高频法有着相对较强的抗干扰能力以及较高的灵敏度，有着相对较广的应用范围，在现场的应用效果相对较好。
四、结语
总而言之，通过本文对GIS带电运行中局部放电检测方法借助于试验模型进行探讨分析通和对不同的电压进行施加，并借助于脉冲电流法以及超声法对其进行测试，脉冲电流法有着相对较高的灵敏度，同时超高频法对局部放电信号的检测相对来说比较的准确和高效。表明传统脉冲电流法的灵敏度相对较高，但是却有着相对较差的抗干扰能力，在实际的现场运用中存在一定的局限性，超声波法不同与传统的脉冲电流法，较低的灵敏度以及较小范围的检测，但是却有着相对较精确的定位和较强的抗干扰能力。相对来说超高频法有着相对较强的抗干扰能力以及较高的灵敏度，有着相对较广的应用范围。
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GIS局部放电带电检测技术及现场运用
GIS局部放电带电检测技术及现场运用 摘要：文章阐述了气体绝缘组合电器（GIS）产生局部放电的机理，简要分析了GIS局部放电检测技术，比较了各种检测技术的优缺点，并将超高频法和SF6分解产物法用于成都供电公司GIS设备绝缘状态诊断。 关键词：气体绝缘组合电器;局部放电;化学检测法;超高频法 气体绝缘组合电器（Gas insulated Switchgear，简称GIS）作为一种结构紧凑、性能优良的高压电力设备，在电力系统中运用越来越广泛。GIS内部绝缘结构主要为SF6气体绝缘，其在制造时出现的毛刺、安装运输时部件松动或接触不良引起电极电位浮动、运行中绝缘老化、以及各种情况下可能出现金属微粒等各种缺陷，都可能不同程度的导致GIS内部电场发生畸变，使得局部电场加强而产生局部放电（Partial Discharge，简称PD）。PD对绝缘的破坏作用是一个缓慢发展的过程，而且从局部开始，受多种因素影响，对运行中的GIS是一种隐患。由于电力系统中保护措施的日趋完善，各种过电压对设备绝缘的破坏作用相对减小，而运行中的工作电压对绝缘的劣化起着主导作用，PD既是引起绝缘劣化的主要原因，又是表征绝缘状况的特征量。因此，通过对GIS PD进行检测，可以在一定程度发现许多内部存在的缺陷，对保证GIS的安全可靠运行具有重要的现实意义。 1 局部放电检测方法 气体绝缘组合电器的局部放电检测方法主要分为非电检测法和电检测法两大类。 1.1 非电检测法 非电检测法主要包括超声波检测法和化学检测法。当GIS内部存在局部放电时，会生产超声波信号，可通过安装在GIS外壳上的超声波传感器进行检测，这种方法称为超声波检测法。超声波检测法主要优点是定位方便，因其无法进行局部放电量的定量分析，主要作为一种辅助测量方法进行运用;组合电器内部绝缘气体为SF6，SF6为一种非常稳定的惰性气体，绝缘强度高，正常情况下不会发生分解反应，当出现电弧放电等异常情况时，高温电弧能量会使SF6气体发生化学反应，生成SF4、SF3、SF2等硫化物，同时，当SF6气体周围含有微水和氧气时，会生产HF和H2SO3、SO2等化合物。通过采用气体传感器对SF6分解产物进行检测的方法称为化学检测法。通常情况下，SF6在不同的环境下发生的分解产物不同，含量以及产生速率等也有差异，可通过检测SF6气体组分含量与变化趋势来诊断其内部绝缘缺陷的情况。化学检测法优点是准确度和灵敏度高，是目前运用最广泛的局部放电带电检测方法之一。 1.2 电检测法 电测法主要是脉冲电流法和超高频法（Ultrahigh frequency，简称UHF）。脉
GIS 设备局部放电检测技术
GIS 设备局部放电检测技术 返回技术文献首页 一、概述： GIS 、GCB 及GIT 等SF6 电气设备没有外部露出的带电部分，采用SF6 气体绝缘，可靠性较高，检修工作量小，但通过发展外部诊断、监视法可减小不必要的拆卸检修工作量。即一种不解体设备而用确切简易的办法从外部进行各种（在线的、离线的、带电的、停电）测量，监视、诊断设备内部状态及性能的好坏，包括故障定位。 GIS 、GCB 及GIT 等SF6 电气设备的绝缘性能是确保其安全运行的重要条件。设备内部中的金属微粒、粉末和水分等导电性杂质是引发GIS 等设备故障的原因。设备存在导电性杂质时，因局部放电而发出不正常声音、振动、产生放电电荷、发光、产生分解气体等异常现象。因此局部放电是GIS 、GCB 及GIT 等设备状态监测重要对象之一。 二、主要监测方法： 1. 电磁波检测法： 局放产生在GIS 室内传播的电磁波。选择电磁波拾取天线来检测从GIS 腔体盆式绝缘子处泄漏出来的电磁波，来判断局放和故障定位。 2. 特高频检测法： GIS 放电引起的脉冲电信号上升，频谱中高频分量可达GHz 数量级。可选择特高频段进行局部放电的检测和定位。
3. 高频接地电流法： 高频电流被局放激励，而电流流入地线，通过测量接地电流值，评判GIS 安全状况。 4. 声发射/ 振动法： 局部放电会发生声波，监测由此引起的腔体振动，判断局放情况。 5. SF6 气体的监测： SF6 电气设备是采用SF6 气体绝缘和灭弧的，其性能状态将是影响设备的重要参数，因此其将是GIS 等设备状态监测重要对象之一。 通过对SF6 气体特性的监测，判断设备的健康状况，主要包括： ①气体压力监视： GIS 局放会引起该区域温度升高，表现为该腔体的压力值陡升，通过监视SF6 气体的压力变化，来判断局放和故障定位。 ②气体泄漏监测： 用检漏仪监测SF6 气体的泄漏量或监测气室压力下降量判断泄漏。 ③气体湿度监测： 根据露点法等原理，用微水仪监测SF6 气体的微水含量。
GIS特高频局部放电检测方法总结
GIS特高频局部放电检测方法总结 GIS（气体绝缘开关设备）是一种重要的电力设备，被广泛应用于输电和配电系统中。由于其结构复杂，局部放电（PD）是GIS故障的一种常见现象。因此，对GIS中的局部放电进行及时检测和监测对于确保设备的安全运行至关重要。本文将对GIS中局部放电检测方法进行总结，以期为相关研究和应用提供参考。 一、传统局部放电检测方法 1.高频电流法：利用高频电流变压器探测局部放电产生的高频电流信号，通过信号分析方法确定局部放电发生位置和程度。该方法具有较高的灵敏度和定位精度，但需要在设备中添加电流变压器，且相对复杂。 2.空气声法：通过接收局部放电产生的空气声波信号，结合声学定位方法确定局部放电发生位置。该方法简单易行，但受环境噪声影响较大，定位精度较低。 3.热成像法：通过红外热像仪对设备表面进行扫描，观察设备是否存在温升现象，进而判断是否存在局部放电现象。该方法实施简单，但仅能检测到已经导致设备表面温升的局部放电。 二、基于传感器的局部放电检测方法 1.声发射传感器：通过安装在设备表面的传感器捕捉局部放电产生的声波信号，从而判断局部放电发生的位置和程度。该方法相对简单且灵敏度较高，但受环境噪声干扰较大。
2.电场传感器：利用电容传感器测量设备表面的电场分布，通过分析电场信号判断局部放电发生的位置和程度。该方法相对便捷，但受到金属外壳的干扰较大。 3.红外成像传感器：通过红外成像设备获取设备表面的温度图像，观察是否存在局部放电导致的温升现象。该方法可以直观地显示设备的热分布情况，但无法提供放电信号定位信息。 三、基于信号处理方法的局部放电检测方法 1.高频脉冲电流法：通过分析设备上的高频脉冲电流信息，识别局部放电的特征信号。该方法可以准确判断局部放电的发生位置、程度和特征频率，但需要专业的信号处理技术。 2.波导方法：利用波导传感器测量设备内部的电场分布，以实现对局部放电的监测和定位。该方法可以准确测量局部放电的高频电场信号，但设备的内部结构较为复杂，安装和调试困难。 总结起来，GIS中局部放电的检测方法有传统方法和基于传感器、信号处理方法。传统方法包括高频电流法、空气声法和热成像法，传感器方法包括声发射传感器、电场传感器和红外成像传感器，信号处理方法包括高频脉冲电流法和波导方法。不同的方法具有各自的优缺点，需要根据具体的应用需求和设备情况选择适当的方法进行局部放电的检测和监测。
GIS局部放电检测与定位技术的现场应用
GIS局部放电检测与定位技术的现场应 用 摘要：GIS局部放电带电检测具有重要作用，超声波检测法使用压电传感器将声波振动信号耦合为电信号，通过放大器放大后在显示器上呈现一定的波形。检测人员根据波形特征判断缺陷类型与缺陷程度。相对其他局部放电带电检测方法，超声波检测法具有适应性和抗干扰性强的优点，在现场中得到广泛应用。 关键词：GIS、局部放电、检测、定位技术、现场、应用 1GIS局部放电的在线检测方法以及优缺点 1.1电气法 电气法中包含内部电气法，内部电气法本身具有的优点就是操作比较简单，容易被大多数人所接受，反应比较迅速，测量到的结果相对比较准确。但是还是存在一定的问题，内部电气法的稳定性能比较差，容易受到外界的干扰因素，抵抗性能比较差。内部电气法又可以分为两种：①将设备经过改造，在法兰的内部上，装上一种电容器，从电容里获取相关的有用信息和信号，保证左右两个电容器都能够进行定位，定位依据的有关原理就是两个流经电容传感器之间的电流的时间差。根据众多经验表明该方法定位的精确度非常高，局部放电检测的准确率也是非常的高。②在盆式绝缘体内部接地端的附近，首先将一个电极进行埋伏，灵敏性也是非常的高。但是这种方法有一定的限制，比如对于内电极，必须需要厂家在生产的时候就进行埋伏，一般在施工现场中，很难做到。 1.2化学法 GIS内部电弧在放电的时候，部分气体会得到挥发，有的还会发生分解。判断GIS内部的放电程度，可以通过部分气体浓度得出。化学法检测的优点就是不受外界干扰，但是还有一定的缺点，经过很多相关人士的有关统计和总结可以发
现，单单的测量自由因子形成的局部放电的效果并不明显，还不乐观，对于GIS 本身存在的一些物质也会影响到测量的准确性。当短脉冲产生的放电产物的分解 物达不到有关要求后，就要再次进行有关实验，严格控制，提高测量的准确性。 1.3超声波法 GIS局部放电还能够产生声波，类型主要有表面波、纵波、横波三种，纵波 和横波都可以传播到墙体外壁，传播的距离比较远，因此其产生的有关振动频率 和信号可以采用超声波传感器进行接收，达到检测局部放电的效果。但是为了更 大程度上降低其他外界环境和有关声源的影响，一般测量仪器的测量范围都确定 在某一范围内，不会出现非常偏离的现象。此种方法就是将电磁传感器和相应的GIS设备进行分离，让他们彼此之间不产生非常紧密的关系，不互相影响，同时 也不受电气方面影响，但是缺点就是在实际现场中，有很多的因素和原因都会造 成外壳的振动，影响到测量数据的准确性。 2局部放电带电检测技术分析 2.1特高频局部放电定位技术 在局部放电带电检测技术中，其中特高频检测技术是较为常用的检测技术之一，该技术主要是对伴随局部放电产生的特高频电磁波信号(300MHz≤f≤3GHz) 进行检测，在应用过程中需要注意的是对整个技术应用中电磁波信号的检测，其 具备较强的抵抗现场电晕干扰能力。特高频定位技术应用的过程中技术方式比较多，其中比较常用的为幅值比较、时差以及平分面等方法。通常情况下，特高频 法检测采用的是时差定位法，对放射源的确定可以通过特高频电磁波信号到达的 时间和方向进行，或者通过信号与气室两侧传感器达到的时间差等对传感器间的 距离和位置进行确定，来实现对GIS局部放电源的定位，进而对缺陷进行定位。 而GIS设备多处位置都装有盆式绝缘子，这些环氧材料的绝缘子可以透射特高频 电磁波信号。这些环氧材料的绝缘子可以透射特高频电磁波信号。现场检测经验 表明，利用在放电点附近的多个盆子都可以检测到不同程度的特高频信号的特点，可大大提高现场检测的效率。 2.2超声波局部放电带电检测
GIS局部放电在线监测技术及检测方法
GIS局部放电在线监测技术及检测方法GIS（Gas Insulated Switchgear）局部放电是一种常见的设备故障 形式，其程度和严重程度通常会引起设备损坏或停电。为了及时发现和处 理局部放电故障，保证电网的安全稳定运行，GIS局部放电在线监测技术 和检测方法应运而生。 一、传感器 传感器是GIS局部放电在线监测技术的核心部分，选择合适的传感器 能够准确地检测出局部放电现象。常见的传感器有电场传感器、电流传感器、超声传感器等。电场传感器用于检测电压异常，电流传感器用于检测 电流异常，超声传感器用于检测声波异常。这些传感器可以将异常信号转 换成电信号，并传输到信号处理系统进行处理。 二、信号处理 信号处理是GIS局部放电在线监测技术的重要环节，将从传感器中得 到的电信号经过放大、滤波等处理，得到更加清晰和准确的局部放电信号。信号处理的目的是提高信号质量，减少噪声干扰，使得异常信号能够更好 地被分析和判定。 三、数据传输 数据传输是GIS局部放电在线监测技术的关键环节，选择合适的数据 传输方式能够准确地将处理后的局部放电信号传输到相应的数据分析与判 定系统。常见的数据传输方式有有线传输和无线传输两种。有线传输稳定 可靠，但受到布线和距离限制；无线传输则无限制，但受到信号干扰等问题。根据实际需要选择合适的数据传输方式。
四、数据分析与判定 数据分析与判定是GIS局部放电在线监测技术的最后一步，通过对传输过来的局部放电信号进行分析和判定，可以判断局部放电的位置、程度和严重性，从而采取相应的措施进行处理。数据分析与判定需要建立相应的模型和算法，通过分析局部放电信号的频率、幅值和波形等特征参数来判断局部放电情况。 除了以上所述的GIS局部放电在线监测技术，还有一些其他的检测方法可以应用于GIS局部放电的检测。 一、超声波检测 超声波检测是一种非接触的检测方法，通过检测GIS局部放电所产生的声波来识别局部放电的位置和严重程度。超声波检测方法有较高的精度和可靠性，可以实时监测局部放电，但也会受到其他噪声的干扰。 二、红外热像法 红外热像法是一种通过检测GIS设备温度分布的方法来判断局部放电的存在。通过红外热像仪可以实时观察GIS设备的温度情况，发现温度异常的位置即可判断局部放电的发生。 综上所述，GIS局部放电在线监测技术和检测方法主要包括传感器、信号处理、数据传输和数据分析与判定等环节。除此之外，还可以采用超声波检测和红外热像法等其他方法进行检测。这些技术和方法的应用可以及时发现和处理GIS局部放电故障，保证电网的安全稳定运行。
GIS局部放电检测方法及原理
GIS局部放电检测方法及原理 GIS（气体绝缘开关设备）是一种常用于电力系统中的高压设备，它采用气体作为绝缘介质，用于控制和隔离电力系统中的高压设备。在GIS 设备中，局部放电（Partial Discharge，简称PD）是一种重要的故障指标，可以用于评估设备的绝缘性能是否正常。本文将详细介绍GIS局部放电检测的方法及其原理。 1.GIS局部放电检测方法 目前，常用的GIS局部放电检测方法主要包括以下几种： （1）超声波检测法：利用超声波在气体中传播的特性，通过检测局部放电产生的声波信号来实现局部放电的检测。这种方法无需拆卸设备，能够在运行状态下进行检测，具有非侵入性和实时性的优势。 （2）电磁波检测法：利用电磁波在空气中传播的特性，通过检测局部放电产生的电磁波信号来实现局部放电的检测。这种方法具有高灵敏度和高分辨率的优势，能够检测到较小的局部放电缺陷。 （3）紫外光检测法：利用紫外光在放电过程中产生的光辐射特性，通过检测紫外光信号来实现局部放电的检测。这种方法具有高灵敏度和高精度的优势，可以检测到微弱的局部放电信号。 （4）红外热像检测法：利用红外热像仪检测设备在放电过程中产生的热量分布，通过检测温度异常来实现局部放电的检测。这种方法可以实现在线、快速、大面积的局部放电检测。
（5）电流及电压检测法：通过测量设备上的电流和电压信号来检测 局部放电。这种方法可以实现实时监测，但对设备的侵入较大，需要在设 备上安装传感器。 （6）脉冲幅值检测法：利用局部放电产生的脉冲信号的幅值变化来 检测局部放电。这种方法具有高灵敏度和高分辨率的优势，可以实时监测 设备的绝缘状态。 2.GIS局部放电检测原理 局部放电是指电气设备中的绝缘缺陷在电场作用下产生的局部放电现象。其原理主要包括以下几个方面： （1）电压应力作用下的击穿：当GIS设备中绝缘缺陷的电场强度超 过断电场强度时，就会发生击穿放电，形成局部放电。 （2）暂态电容器作用：GIS设备中存在着许多构成暂态电容器的绝 缘缺陷，当电压变化时，这些暂态电容器会发生充放电过程，形成局部放电。 （3）气体分解作用：GIS设备中的SF6气体在放电过程中会分解产 生一系列的化合物和气体，这些化合物和气体会引起局部放电。 利用以上原理，可以通过检测局部放电产生的声波、电磁波、光辐射、温度变化、电流和电压信号等来实现局部放电的检测。这些检测方法可以 辅助分析设备的绝缘缺陷类型、位置和程度，帮助工程师及时发现和排除 设备中的故障，保障电力系统的正常运行。同时，监测记录的局部放电数 据也可用于设备健康评估和维护决策的制定。
GIS局部放电检测方法及原理
GIS局部放电在线检测 特点：实时在线，对设备重点部位进行不间断监测。 系统结构：传感器（天线），放大器，信号过滤器，采集卡，工频信号触发器，工业控制计算机，机柜，局部放电故障分析软件，高精度数字示波器（选配），高频电缆，机械附件。 方法： 1.超高频检测法（UHF法） 原理：GIS发生绝缘故障的原因是其内部电场的畸变，往往伴随着局部放电现象，产生脉冲电流，电流脉冲上升时间及持续时间仅为纳秒（ nS ）级，该电流脉冲将激发出高频电磁波，其主要频段为0.3—3GHz，该电磁波可以从GIS上的盘式绝缘子处泄露出来，采用超高频传感器（频段为0.3—3GHz ）测量绝缘缝隙处的电磁波，然后根据接收的信号强度来分析局部放电的严重程度。 优点:可以带电测量，测量方法不改变设备的运行方式，并且可以实现在线连续监测。可有效地抑制背景噪声，如空气电晕等产生的电磁干扰频率一般均较低, 超高频方法可对其进行有效抑制。抗干扰能力强。 缺点：仅仅能知道发生了故障，但不能对发生故障的点进行准确的定位。而且目前没有相应的国际及国内标准，不能给出一个放电量大小的结果。 目前难点：主要问题在于如何进一步提高灵敏度,解决各种干扰问题，进一步实现准确的定位。 应用： 2. 超声波法 原理：GIS内部产生局部放电信号的时候，会产生冲击的振动及声音，GIS局部放电会产生声波，其类型包括纵波、横波和表面波。纵波通过气体传到外壳、横波则需要通过固体介质（比如绝缘子等）传到外壳。通过贴在GIS外壳表面 的压电式传感器接收这些声波信号，以达到监测GIS局放的目的。因此可以用 在腔体外壁上安装的超声波传感器来测量局部放电信号。 优点：传感器与GIS设备的电气回路无任何联系，不受电气方面的干扰。设备使用简便，技术相对比较成熟，现场应用经验比较丰富，可不改变设备的运行方式进行带电测量，由于测量的是超声波信号，因此对电磁干扰的抗干扰能力比较强，可以对缺陷进行定位。 缺点：声音信号在SF,，气体中的传输速率很低（约140m/s ），且信号中的高频部分衰减很快，信号通过不同介质的时候传播速率不同，且在不同材料的边界处会产生反射，因此信号模式变得很复杂。另外传感器监测有效范围较小，
GIS局部放电带电检测技术的分析与现场应用
GIS局部放电带电检测技术的分析与现场应用 摘要：GIS设备在制造、运输、组装和调试等环节可能会存在高压导体毛刺、绝 缘子内部气隙、金属零部件悬浮电位等故障隐患，而局部放电检测是一种发现缺 陷的有效手段。基于此，本文就GIS局部放电带电检测技术进行分析，以供参考。 关键词：GIS；局部放电；带电检测技术 1GIS局部放电主要带电检测方法 1.1特高频法（UHF） 绝缘内部发生局部放电时，会产生陡度较大的电流脉冲，并激发出数GHz的 特高频电磁波信号。通过特高频传感器测量局部放电所激励的特高频信号，实现 局部放电测量和定位。特高频局部放电检测灵敏度高、抗电晕干扰能力强、可实 现放电源定位缺陷类型识别，但尚未实现缺陷劣化程度的量化描述、对部分内部 绝缘缺陷不敏感。 1.2超声波法 在电力设备外壳或设备附近安装超声波传感器，耦合该超声波信号，可以判 断电力设备的局部放电情况，进而间接地反映设备的绝缘状况。超声波技术抗电 磁干扰能力强，便于实现放电源定位，但存在对绝缘内部缺陷不敏感、受机械振 动干扰较大、放电类型模式识别难度大、检测范围较小等问题。 1.3声电联合检测法 声电联合检测法同时对局部放电源产生的超声信号和特高频信号进行检测。 利用两者互补的特性，使其相比于单一超声法和特高频法有更强的抗干扰能力， 并能提高定位精度。其现场检测步骤如下： 将外置式特高频传感器a、b分别贴在可测得异常信号的盆式绝缘子上。若局放 点位于如图1所示位置，则特高频传感器b测得信号超前特高频传感器a测得信号。可初步判定局放源位置处于传感器b两侧的气室，即气室B或气室C。 图1声电联合法确定局放点位置示意图 （2）特高频传感器b位置不变，将两个超声传感器分别贴在绝缘子两侧气室。利用超声波在GIS常用材料介质中衰减较大的特性，比较两位置测得超声信号的 幅值。如图2所示情况，则2号位置的超声传感器幅值较大，将放电位置进一步 缩小在气室B。 （3）以外置式特高频传感器b测得信号作为时间基点，保持一个超声传感器在2位置不变，在气室B外壁上移动另外一个超声传感器。根据平分面法，使得 两路超声信号的到时间基点的时延相同。则放电点位置在两超声传感器的垂直平 分面上。 （4）将一个超声传感器移动到该垂直平分面与GIS外壁的交线上任意一点。 读取该位置下超声信号与时间基点间的时延，利用超声波的传播速度，确定放电 点的具体位置。 2现场案例分析 采用JD—S100局放带电检测系统在某110kV变电站内110kVGIS多个部位检 测到典型的局部放电异常信号。根据信号幅值的强弱和时延的大小确定了局部放 电产生的间隔，通过声电联合检测法确定放电点位于110kVGIS上方刀闸A相的 传动机构。 2.1检测数据分析
GIS局部放电在线监测技术及检测方法
GIS局部放电在线监测技术及检测方法GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）是一种高压电力设备，用于输电和配电系统中。在长期运行过程中，由于设备老化或故障，可能会导致局部放电（Partial Discharge，PD）现象的产生。局部放电是指在绝缘材料中局部发生的放电现象，具有不连续性和周期性。如果不及时发现和处理，局部放电可能会发展成大面积放电，导致设备的损坏甚至故障，对电力系统的可靠性和稳定性产生不利影响。因此，开展GIS局部放电在线监测技术和检测方法的研究具有重要意义。 GIS局部放电在线监测技术可以实时监测和识别发生在设备中的局部放电现象，通过监测数据分析和处理，可以提前发现故障迹象，采取相应的措施进行预防和维修，从而保障设备的可靠运行。目前，常用的GIS局部放电在线监测技术包括电测法、超声波法、电磁法和红外热像法等。 电测法是一种常用的GIS局部放电在线监测技术。它通过安装在设备的绝缘支持物上的电感式传感器或电容式传感器获取电压或电流信号，实时监测和记录设备的运行状态。通过对电压和电流信号的分析，可以检测到设备中的局部放电现象。该方法具有简单、可靠、实时性强的优点，但不易精确定位局部放电点。 超声波法是另一种常用的GIS局部放电在线监测技术。它通过超声波传感器接收设备中产生的超声波信号，利用超声波在封闭的金属容器中的传播规律来判断设备是否存在局部放电现象。超声波法可以实现对设备的精确定位监测，但对传感器的位置布置和信号处理要求高。 电磁法是一种主要用于GIS局部放电在线监测的无损检测技术。它通过电磁感应原理，在设备周围布置多个传感器，通过监测设备的电磁信号
变化来判断是否存在局部放电现象。电磁法具有不受高压电力设备介质影响、设备无需停电运行等优点，但对传感器布置和信号处理的要求较高。 红外热像法是一种通过红外热像仪来监测设备表面温度变化的技术。由于局部放电现象会产生热量，使设备表面温度升高，通过红外热像仪可以实时获取设备表面的温度分布图像，检测设备是否存在局部放电现象。该方法可以远距离监测和定位设备中的局部放电点，但不能判断局部放电的放电级别和性质。 除了以上常用的GIS局部放电在线监测技术外，还有一些新兴的技术正在发展中，如光纤传感技术、无线传感技术等。这些新技术在GIS局部放电在线监测方面具有一定的优势和应用潜力，但仍需要进一步的研究和实践验证。 总之，GIS局部放电在线监测技术和检测方法的研究对于确保电力设备的可靠运行具有重要意义。随着技术的不断进步和创新，相关技术和方法将会不断完善和丰富，提高设备在线监测的效果和可靠性。
GIS局部放电检测方法及原理
GIS局部放电检测方法及原理 局部放电（Partial Discharge，PD）是指在绝缘材料内部或表面的 缺陷处产生的电气放电现象。对于高压设备来说，局部放电是一种常见的 故障现象，它会导致设备的绝缘性能下降，甚至引起设备的损坏和故障。 因此，准确地检测和定位局部放电对于高压设备的正常运行和维护至关重要。 GIS（Gas Insulated Switchgear）是一种常用于高压电力系统中的 绝缘开关设备，它采用SF6（六氟化硫）气体作为绝缘介质。局部放电检 测对于GIS设备尤为重要，因为SF6气体中的水分和杂质会导致局部放电 的发生和发展。 局部放电检测方法主要可以分为以下几种： 1.电流法：通过测量设备中的电流来检测局部放电。当局部放电发生时，会产生很小的电流信号，可以通过高灵敏度的电流传感器进行检测。 电流法检测的优点是简单、直接，可以实现在线监测，但其对放电的定位 能力有限。 2.光纤法：利用光纤传感器对局部放电进行检测。光纤传感器可以将 放电信号转化为光信号，通过光纤传输到检测系统进行分析。光纤法的优 点是高灵敏度、抗干扰能力强，且可以实现多点监测和远程监控。 3.超声法：通过检测局部放电产生的超声波信号来确定放电源的位置。超声波可以通过绝缘材料传播，当局部放电发生时，会产生高频的超声波 信号。超声法的优点是对放电的定位能力强，可以准确地确定放电源所在 的位置。
4.热像法：通过红外热像仪对设备进行检测，通过测量设备表面的温 度分布来判断是否存在局部放电。局部放电会产生热量，导致设备表面温 度的升高，可以通过热像法进行检测。热像法的优点是对设备进行非接触 式检测，可以实现远程遥测和实时监测。 局部放电检测的原理主要包括以下几个方面： 1.电场效应：局部放电的发生和发展会引起绝缘材料内部或表面电场 的变化。通过对电场分布和变化进行监测和分析，可以检测到局部放电的 存在。 2.微波效应：局部放电会产生高频的电磁波信号，可以通过检测和分 析这些信号来判断放电源的位置和强度。 3.绝缘材料的特性：不同的绝缘材料对局部放电的传播和衰减具有不 同的特性。通过对绝缘材料的性能和特性进行研究和分析，可以更好地理 解和检测局部放电。 总之，局部放电检测是保证高压设备正常运行和维护的重要手段之一、不同的检测方法和原理可以互相补充和验证，实现对局部放电的准确检测 和定位。随着技术的不断发展和创新，局部放电检测方法和原理也在不断 进步和完善，将为高压设备的安全运行提供更可靠的保障。