变压器局部放电的特高频(UHF)在线监测
基于UHF法的变压器局部放电在线监测系统的开发
基于UHF法的变压器局部放电在线监测系统的开发向天堂【摘要】变压器是电力系统中的重要设备,它的绝缘状态直接关系到电网的安全运行.目前监测变压器局部放电的方法有很多种,但是由于超高频传感器安置在变压器箱体内部,变压器壳体的屏蔽作用使得超高频检测法的抗干扰能力优于目前传统局部放电检测法,该法可以最大限度避开干扰信号.目前,变压器的在线监测技术已经得到了大量的应用.根据保定某变电站的现场要求,利用delphi基于超高频法开发了一套基于超高频法的管理系统,并且在现场得到了应用,取得了较好的效果.【期刊名称】《四川电力技术》【年(卷),期】2011(034)006【总页数】4页(P63-66)【关键词】变压器;超高频法;局部放电;在线监测;管理系统;delphi【作者】向天堂【作者单位】广安电业局,四川广安 638000【正文语种】中文【中图分类】TM8550 前言近年来，随着电力系统的快速发展，变压器的容量和电压等级不断提高，运行中的安全问题也越来越受到重视。
在变压器所发生的故障中，绝缘问题占很大的比重，因此需要一种有效的手段对变压器的绝缘状况进行监测，确保运行中变压器的安全。
局部放电监测作为检测变压器绝缘的一种有效手段，无论是检测理论还是检测技术，近年来都取得了较大的发展，并在电厂和电站中得到了实际应用。
超高频法具有高灵敏度，超高频法(UHF法)是通过超高频信号传感器接收局部放电过辐射的超高频电磁波，实现局部放电的检测。
变压器油—隔板结构的绝缘强度比较高，因此变压器中的局部放电能够辐射很高频率的电磁波。
变压器局部放电测量时，现场干扰信号的频谱一般小于300 MHz，UHF检测技术的检测频率范围一般为500～1 500 MHz，可最大限度避开干扰信号。
而且超高频传感器安置在变压器箱体内部，变压器壳体的屏蔽作用使得超高频检测法的抗干扰能力优于目前传统局部放电检测法［1～5］。
目前，变压器的在线监测技术已经得到了大量的应用，市场上也有不少成套的设备，但是在现场由监测系统取得的数据量极大，要得到变压器在线运行的有效信息，必须对这些数据进行高效的管理，以方便后续的处理。
发电机局部放电在线监测电测法有哪些主要方法
发电机局部放电在线监测电测法有哪些主要方法
发电机局部放电在线监测是一种用于检测和预测发电机绝缘系统状态的方法。
发电机局部放电是指在发电机绝缘系统中的局部存在放电现象，其主要表现为电弧放电和耦合放电。
局部放电对发电机的绝缘系统造成损害，并且可能导致机组故障。
1.UHF法（超高频法）：该方法通过检测绝缘系统中放电事件产生的超高频信号来进行监测。
超高频信号与放电强度和位置相关，可以通过无线传输进行监测。
2.TEV法（传导电压法）：该方法使用传导方式侦测并测量绝缘系统中的放电现象。
使用特殊传感器放置在绝缘系统的表面来检测放电过程中产生的传导电压。
3.VHF法（甚高频法）：该方法利用甚高频电磁波在绝缘系统中传播的特性来检测局部放电。
通过测量电磁波的功率和频率等指标来判断发电机绝缘系统的状态。
4.AE法（声发射法）：该方法利用发电机绝缘系统中放电现象产生的声波来进行监测。
通过检测和分析声波的特征来判断绝缘系统中可能存在的故障。
5.HFCT法（高频电流传感器法）：该方法使用高频电流传感器来检测绝缘系统中的局部放电现象。
通过检测绝缘系统中放电过程中产生的高频电流来进行监测和分析。
以上是主要的发电机局部放电在线监测方法。
通过采用这些方法，可以及时发现和预测发电机绝缘系统中的局部放电现象，为运维人员提供及时的故障预警和判断依据，以保障发电机的正常运行和延长设备寿命。
变压器局部放电在线监测技术
变压器局部放电在线监测技术作者：刘佳陇来源：《中国新技术新产品》2012年第14期摘要：变压器局部放电在线监测技术对变压器安全运行及提高电网的供电可靠性具有重要意义。
通过对变压器局部放电在线监测技术进行分析，简要介绍了常见的变压器局部放电的几种监测方法、变压器内部局部放电定位以及监测过程中的抗干扰等方面简介了变压器局部放电在线监测技术。
关键词：变压器；局部放电；在线监测技术中图分类号：X933.2 文献标识码：A变压器是电力系统中的重要设备之一，随着电力系统的发展，电网电压等级的升高和变压器容量的增加，变压器的安全运行问题越来越受到重视。
在变压器发生的故障中，绝缘问题占的比重很大。
因此，对变压器局部放电实时在线监测并及时报警，对变压器安全运行及提高电网的供电可靠性具有重要意义。
1 局部放电在线监测的主要方法根据变压器局部放电过程中产生的电脉冲、超声波、光等现象，目前出现的检测技术有脉冲电流法、超声波检测法、射频检测法、光测法和超高频检测法。
1.1 脉冲电流法脉冲电流法主要通过检测阻抗来检测变压器套管末端接地线、外壳接地线、中性点接地线、铁心接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流，获得一些基本放电量。
检测放电脉冲的电流传感器通常用罗哥夫斯基线圈制成。
该方法灵敏度高，可以定量测量局部放电的特征参数，还可以与声信号一起通过电-声定位方法确定局部放电的位置。
该方法是研究变压器局部放电在线监测技术最早、应用最广泛的监测方法。
但检测灵敏度会随着试品电容的增加而下降，而且易受外界干扰噪声（f＜10MHz）的影响，抗干扰能力差，因此无法有效应用于现场在线监测。
1.2 超声波检测法变压器内部发生局部放电时，同时产生电脉冲信号和超声波信号，通过安装在变压器油箱壁的超声传感器监测变压器内部局部放电产生的超声波信号和电信号，以检测局部放电量的大小和位置。
超声传感器的频带约为70～150kHz（或300kHz），研究表明：局部放电产生的声波信号的频谱大都集中在150 kHz左右1.3 射频检测法通过传感器监测变压器中性点处或传感器直接在变压器内部截取变压器局部放电辐射产生的电磁波信号，截取频率可达到30 MHz，目前常用的传感器主要有罗可夫斯基线圈、电容器传感器和射频传感器。
变压器uhf局部放电在线监测试验探讨
变压器uhf局部放电在线监测试验探讨发表时间：2017-12-29T21:58:24.410Z 来源：《电力设备》2017年第25期作者：李杰科王刚葛灿[导读] 摘要：变压器局部放电，主要就是绝缘结构的电场分布均匀性较差，且局部场强过高，导致介质范围内出现放电等现象，此类问题与变压器的绝缘材料产生直接关联，因此，应当合理使用在线监测方式对其进行处理，保证能够及时发现其中存在的问题，采取有效措施解决问题，全面提高变压器的使用效果，延长机械设备寿命。
（广西电网有限责任公司柳州供电局广西 545005）摘要：变压器局部放电，主要就是绝缘结构的电场分布均匀性较差，且局部场强过高，导致介质范围内出现放电等现象，此类问题与变压器的绝缘材料产生直接关联，因此，应当合理使用在线监测方式对其进行处理，保证能够及时发现其中存在的问题，采取有效措施解决问题，全面提高变压器的使用效果，延长机械设备寿命。
关键词：变压器；局部放电；uhf在线监测在使用在线监测方式期间，应当根据局部放电实际情况，明确放电物理量与状态特点，根据电脉冲数据、超声波数据等，对其进行全面的监测。
在此期间，应当摒弃传统的放电监测方式，合理开展在线监测活动，提高抗干扰能力，保证监测数据准确性与可靠性。
一、uhf在线监测原理与装置的分析（一）工作原理分析在变压器设备出现局部发电问题的时候，放电的持续时间很短，多为90ns，放电脉冲的上升时间很短，通常在3ns左右。
因此，在局部放电的过程中，所产生的脉冲频带很宽，在90MHz左右。
所以，在局部放电期间，不仅会出现脉冲电流形式的信号，还会在变压器绕组等周围出现外向传播的信号，严重影响其运行效果。
通常情况下，uhf在线检测方式在实际使用期间，能够快速接收此类信号，对其进行全面的分析，保证能够更好的获取局部放电数据。
（二）抗干扰性能分析经过相关实验可以了解，变压器设备在局部放电的情况下，会辐射一些电磁波等频率特点的电源，其几何形状与放电间隙等产生直接关联，也与变压器设备的强度相关，如果相关设备的放电间隙很小，其放电的时间就会缩短，且脉冲宽度很大，辐射能力较强，在实际放电的过程中，变压器可以辐射出频率较高的电磁波，最高可以达到30GHz左右。
电力变压器UHF局部放电在线检测 精品
摘要 : 采用 内置 超高 频( UHF) 探头 对南 埔电 厂 220 kV 充 油启 备变 进行 局部 在线 检测。详 细介 绍了 系统 安装 、
测试 、排除 干扰 的过 程, 并 对检 测到 的放 电脉 冲信 号进 行统 计分 析, 确 定了 该放 电的 位置 、类型 、性质 。
关键 词: 电 力变 压器 ; 局部 放电 ; 超 高频
4 结论
( 1) 变 压器 C相套 管 附近 存 在悬 浮 性局 部 放 电 , 其 位置 发生 部位 大致 在高压 引线 至套 管内 的高 压导 杆 上;
- 17 -
阀 内和 外部 都可 以测 到, 因 此其 放电 强度 可能 较大 ; ( 3) 可 以 采 用 红 外 热 像 仪 扫 描 C相 套 管 测 得 均
为 密 封接 地 铁 壳, 电磁 屏 蔽作 用 良 好, 有 利于 提 高 测 量系 统的 抗干 扰能 力。 探头 采用 故障 放油 阀安 装 方 式,将 探头 伸 入变 压器 油 中, 它 并不 影 响变 压器 的 正 常 运行 。 10月24日 16∶30- 18∶00, 安 装 超 高频 传 感 器 以及 密封 装置 。探 头安 装示 意图 如图2所示 。 安 装测 量步 骤:
唐 琪1,2 林 韩1 陈金祥3 李 棣3 唐志国4 郑书生4
(1.福建省电力有限公司, 福建 福州 350003; 2.福州大学电气工程与自动化学院, 福建 福州 350002; 3.福建省电力试验研究院, 福建 福州 350007; 4.高电压与电磁兼容北京市重点实验室, 华北电力大学, 北京 102206)
2 局放在线检测系统及其现场安装
2005年8月20日, 南 埔启备 变受电运 行后, 8月30 日、9月 20日 、10月 1日 、10月 9日 和10月11日 的油 色 谱 试验表明 , C2H2含量 一直在缓慢增 长, 最高达4.6 μl/L, 启备变 色谱跟踪 结果如附 表所示 。于是 , 在这 台 已被怀 疑发生局 放的变压 器上, 安 装了超 高频 局 部放电 在线监测 系统, 以期 发现故 障的类 型和 放 电点。
用超高频局部放电测量法实现电力变压器局部放电的在线监测
用超高频局部放电测量法实现电力变压器局部放电的在线监测黄兴泉;赵善俊;宋志国;黄中华;张欲晓;李成榕
【期刊名称】《中国电力》
【年(卷),期】2004(37)8
【摘要】高频局部放电测量法(UHF法)与传统的脉冲电流法完全不同,它采集的被测信号为局部放电过程所产生的超高频电磁波.利用UHF法可有效解决电力变压器局部放电在线监测中的抗干扰问题.文中结合变压器结构设计的放油阀式和人孔/手孔盖式超高频信号传感器安装在220kV和110kV电压等级变压器上,成功地捕捉到变压器内部局部放电产生的超高频信号.对变压器局部放电故障诊断的判据等问题进行讨论,为变压器超高频局部放电在线监测方法的应用积累了经验.
【总页数】5页(P52-56)
【作者】黄兴泉;赵善俊;宋志国;黄中华;张欲晓;李成榕
【作者单位】河南电力试验研究所,河南,郑州,450052;濮阳供电公司,河南,濮
阳,475003;开封市电业局,河南,开封,457000;开封市电业局,河南,开封,457000;河南电力试验研究所,河南,郑州,450052;华北电力大学,北京,100085
【正文语种】中文
【中图分类】TM835
【相关文献】
1.应用复小波变换对电力变压器局部放电超高频信号去噪研究 [J], 许中荣;唐炬;张晓星;孙才新
2.电力变压器局部放电超高频检测仿真分析 [J], 范茜茜
3.电力变压器局部放电超高频检测仿真分析 [J], 范茜茜;
4.电力变压器局部放电超高频电磁波产生机理及传输特性研究 [J], 尹奎龙;任社宜;任炜
5.电力变压器超高频局部放电的在线检测 [J], 黄兴泉;唐志国;李成榕;王伟;张欲晓因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
UHF超高频局放检测技术介绍
窗口耦合
内部耦合
外置式UHF传感器的几种实现方式
接收原理：标准宽带天线 接收方式：UHF电磁波 频带范围：0.3-1.5GHz 相对增益：4dB（平坦） 驻 波 比：<2（能量损失很小） 波束宽度：60°定向 应用范围：外置式选频测量
接收原理：电场天线 接收方式：电场耦合+电磁波 频带范围：0-1.5GHz 相对增益：不平坦，与频率有关 应用范围：内置式宽带测量
AE检测技术的优点和缺点
抗干扰能力较好，对电气干扰不敏感，但易受机械 或电磁振动的影响； 对自由颗粒缺陷具有较高的检测灵敏度，但对固体 绝缘表面及内部的缺陷敏感度较低； 能发现弹垫松动、粉尘飞舞等非放电性缺陷； 传播衰减很大，检测范围小，适合缺陷定位； AE信号强度取决于脉冲幅度和传播途径，而传统法 的 pC值仅取决于脉冲幅度，两者之间没有固定关 系，仅存在粗略的对应特征；
第二部分：
变压器、互感器及套管局部放电缺陷的 在线检测
用UHF法检测变压器局部放电的研究
荷兰KEMA通过放油阀安装UHF传 感器； 采用40MHz或80MHz窄带检测技 术，可在300-1200MHz范围内选 择的检测频段； 检测灵敏度可达到50pC水平 英国Strathclyde大学通过变压器上 的检修孔，预先安装UHF传感器； 采用500-1500MHz宽带检测技术，易 受通讯干扰的影响； 检测灵敏度可达到20pC水平。
开展GIS局部放电检测的意义
随着城市电网建设的发展，GIS变电站的数量不断增加； GIS的内部空间极为有限，工作场强很高，且绝缘裕度相 对较小； GIS内部一旦出现绝缘缺陷，极易造成设备故障，引起的 停电时间较长，检修费用也很高； 国内已经发生了数起较为严重的GIS事故，过去那种认为 GIS设备免维护的观点已不被认同； GIGRE调查表明，50％以上的GIS故障是可预先发现的； 在GIS的交接试验中监视局部放电信号，对运行中的GIS 进行定期监测，均是保障安全运行的有效手段 。
电力变压器的高频的研究性作用及分析
电力变压器的高频的研究性作用及分析摘要：针对变压器箱体的接缝处可以衍射出局部放电特高频(UHF)电磁波信号的现象，在分析变压器箱体接缝对局部放电特高频电磁波传播影响的基础上，探讨了接收天线外部检测特高频信号的可行性，并通过实验研究了局部放电特高频电磁波的外传播特性，通过对信号进行小波包分析，比较了外部接收和内部接收信号的差异．关键词：电力局部放电；高频的研究作用等1.电力变压器局部放电特高频(UHF)检测技术通过传感器接收变压器内部局部放电所激发的特高频电磁波信号，实现局部放电的检测．其测量频率高，可避开变压器外部电晕等多种干扰的影响，信号的信噪比高，检测灵敏度高，可靠性好，目前在国内外得到了深入的研究和广泛的应用L1J．用UHF法在线监测变压器局部放电时，接收天线最理想的安装位置为变压器箱体内，因为变压器箱体屏蔽作用良好，有利于提高测量系统的抗干扰能力．目前，国内特高频检测法通常采用内置传感器形式L2]，这样不仅可以提高检测灵敏度，还能减少变压器的外部干扰．但是，该方式可能需要对变压器结构设计进行改善，或是造成安装传感器的不便．2.为了便于吊芯检修，大型电力变压器的外壳通常是由盖板、箱体或者箱体、底座两部分组成，两者之间通过密封橡胶圈进行密封，其结构如图1所示，不同型号和容量的变压器其接缝距离从几毫米到几厘米不等．密封圈对特高频信号的衰减很小，当发生局部放电时，特高频信号在变压器本体内传播的同时，会在变压器的密封接缝处发生衍射，从而泄漏出来，这就使得在外部进行变压器局部放电的检测成为可能引．图1 现场变压器接缝示意图2.1国外一些学者通过外置UHF传感器进行电力变压器的局部放电检测及定位研究[4]．国内西安交通大学等单位使用外置UHF传感器进行变压器的局放源定位工作也在开展当中，并通过外置传感器捕捉并定位变压器局部放电故障．虽然利用外置传感器进行变压器局部放电检测及定位得到了一定程度的应用，但对特高频信号在变压器本体内外的传播特性研究还不够深入．本文旨在通过实验对变压器局部放电特高频信号的内外传播特性进行研究，通过对UHF信号的接缝衍射特性进行了深入的分析，为UHF信号进行变压器的局部放电外部检测提供了理论指导．3. 实验线路及测量结果实验系统接线原理图如图2所示．实验电源由自耦调压器T 输出后经隔离变压器T2接到无局放高压实验变压器T3(额定电压一100 kV，额定功率SN=10 kV·A，100 kV下放电量小于3 pC)上．隔离变压器T2可有效地抑制电网中窜人的高次谐波，改善供电电源的品质．为避免高压引线放电，引接线采用了光滑铜杆，所有连接头均经过特殊处理，变压器箱体内充满25#变压器油．特高频信号发生源采用自行研制的亚纳秒脉冲发生器所产生的亚纳秒脉冲作为特高频信号发生源．该高压亚纳秒脉冲发生器产生的脉冲波形稳定，上升沿小于500 ps，脉宽小于1 ns，幅值达到4 kV以上，可激发出高达1 GHz的电磁波信号[5J，频段范围基本覆盖了变压器内缺陷产生的局放脉冲所辐射的高频电磁波频段．特高频传感器采用自行研制的平面等角螺旋天线L6]，有效检测频带为300 MHz~3 GHz，如图3所示．示波器采用泰克公司的TDS680B示波器，其采样率最高为5 GHz，带宽为1 GHz，储存深度为】6 k B．图3 特高频信号源及传感器T1：自耦调压器；T2：隔离变压器；T3：无局放高压实验变压器；Z：低通高阻阻抗；EVM：静电电压表；G：特高频信号发生源；C：5O Q测量电缆；T：实验用变压器箱体；CR0：TDS680B示波器图2 实验接线原理图4.用上述实验系统分别就特高频传感器放置在变压器箱体内部和在外部接缝处进行了测量．实验过程中，将特高频信号源放置在实验用变压器箱体内一侧，测量当特高频传感器放置在箱体内部时接收到的特高频信号．由于密封橡胶圈对电磁波的衰减很小，可用空气间隙等效．所以，将变压器的铁盖与变压器的箱体中间使用木质支撑物支撑，留出1 cm的空气间隙，将特高频传感器正放置在变压器内部及对接缝不同距离处进行测量，结果如图4所示．图4 传感器与接缝不同距离时的时域波形5. 信号的小波包分析对于局部放电这种非平稳信号，传统的傅里叶分析具有一定的局限性，容易产生虚假的高频信号，而小波分析则是专门针对非平稳信号发展起来的，使用小波分析对局部放电信号进行分析无疑是更为合适的．为了比较接缝衍射出的信号与内部测量到的信号能量随频率的分布，本文提出了一种基于小波包分析的变压器局部放电信号能量一频率的模式识别方法，计算出变压器局部放电信号不同频率段能量特征值，通过比较不同频率段的能量特征值来比较信号的整体差异．小波分析可以对非平稳信号进行有效的时频分解，但由于其尺度是按二进制变化的，所以在高频段频率分辨率较差，在低频段时间分辨率较差．小波包分析能够为信号提供一种更加精细的分析方法，它将频带进行多层次划分，对小波分析没有细分的高频部分进一步分解，并能够根据被分析信号的特征，自适应地选择相应频带，使之与信号频谱相匹配，从而提高了时一频分辨率[7]．首先，对信号进行小波包分解，这里采用3层分解来说明算法过程，分别提取第3层从低频到高频8个频率成分的信号特征，其分解结构如图5所示．其中( ，)表示第层的第个节点， -0，1，2，3；-- 0，1，2，⋯，7，每个节点都代表一定的信号特征．(0，0)表示原始信号S，(1，0)节点代表小波包分解第1层的低频系数X o，(1，1)节点表示小波包分解第1层的高频系数X (3，0)节点表示第3层第0个节点的系数，其他以此类推．图5 小波包3层分解树结构然后，对小波包分解系数重构，提取各频带范围的信号．以S。
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变压器局部放电的特高频(UHF)在线监测
摘要:特高频（UHF）局部放电测量法与传统的脉冲电流法不同，它采集的
信号是局部放电产生的特高频电磁波。利用UHF法进行电力变压器局部放电的
在线监测具有很强的抗干扰性和高灵敏度。本文简单介绍了局部放电特高频在线
监测的原理与装置，通过研究油中纸板沿面放电、油中纸板内部放电、油中悬浮
放电、油中气泡放电及油中尖板放电5种典型局放模型的特高频放电信号，对局
部放电信号的模式识别方法进行了分析。
关键词:变压器特高频局部放电
1、前言
局部放电是指绝缘结构中由于电场分布不均匀、局部场强过高而导致的绝缘
介质中局部范围内的放电或击穿现象，是造成绝缘劣化的主要原因，也是劣化的
重要征兆，与绝缘材料的劣化和击穿密切相关。因此，对局部放电的有效检测对
于电力设备的安全运行具有重要意义。
局部放电的检测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。由于局部放电的过程中会产生电脉冲、
电磁辐射、超声波、光以及一些化学生成物，并引起局部过热。相应地出现了脉
冲电流法、特高频（UHF）法、超声波法、光测法、化学检测法等多种检测方法。
特高频检测技术通过接收电力变压器局部放电产生的特高频电磁波，实现局
部放电的检测和定位。
2、特高频在线监测的原理与装置
2.1 UHF在线监测原理
变压器内发生局部放电时，其放电持续时间是很短暂的，大约10ns～100ns。
放电脉冲的上升时间则更短，仅为0.35ns～3ns，脉宽1ns～5ns。所以局部放电
产生的脉冲信号的频带是很宽的，应在数十至数百MHz，甚至更高。因此，局
部放电所激发的信号，除了以脉冲电流的形式通过变压器绕组和电力线向外传播
外，还会以电磁波的形式向外传播。这样就可以通过特高频传感器接收到局部放
电的信号，然后对接收到的信号进行分析，达到检测和定位局部放电的目的。
2.2 UHF在线监测的抗干扰性
试验结果表明：局部放电所辐射的电磁波的频谱特性与局放源的几何形状以
及放电间隙的绝缘强度有关。当放电间隙比较小或者放电间隙的绝缘强度比较高
时，放电过程的时间比较短，电流脉冲的陡度比较大，辐射高频电磁波的能力比
较强。变压器油纸结构的绝缘强度比较高，因此变压器中的局部放电能够辐射很
高频率的电磁波，最高频率能够达到数GHz。这样特高频的监测频带一般可为
300MHz～3GHz。由于所采取的频段较高，能有效地避开背景噪音（在200MHz
以下）和常规测量中的电晕、开关操作等多种电气干扰（一般小于300ＭHz）；
而对特高频通信、广播电视信号，由于它们有固定的中心频率，因而可用合适的
频带将其与局放信号加以区别。
2.3 UHF在线监测的装置
变压器局部放电特高频在线监测装置主要包括以下几部分：特高频传感器、
阻抗变换器、放大单元、检波器、模数转换单元和计算机等。其原理框图如图1
所示。
2.3.1 特高频传感器
传感器的性能直接决定着信号的提取，应具有良好的频率响应特性、较高的
抗干扰能力和信号检测灵敏度，并且结构尺寸灵巧 ,在不影响变压器运行和不改
变变压器结构的前提下可实现在线监测。
2.3.2 阻抗变换器
传感器接收到局放信号后通过同轴电缆传送到前置放大器，这时就需要通过
阻抗变换器使得传感器与电缆、电缆与前置放大器之间有良好的匹配，信号功率
才能被负载（即前置放大器）完全吸收，电缆中只有传感器向前置放大器传输的
入射波。
2.3.3 放大单元
放大单元包括前置放大器和高频放大器，它们将从传感器接收到的局部放电
信号进行预处理放大。
2.3.4 检波器、模数转换器和计算机
经放大单元处理后的信号通过检波器得到特高频信号幅值的包络线。检波得
到的是高频信号中的“低频”分量，这样监测装置可以用较低采样率的模数转换器
进行模数转换，最后由计算机做分析处理。
3、特高频在线监测的模式识别
电力变压器绝缘结构复杂，可能发生的放电类型很多，部位多在某些油隙、
空气间隙、有悬浮电位的金属体、导体尖角和固体表面上。本文通过在实验室测
试油中纸板内部放电、油中纸板沿面放电、油中悬浮放电、油中气泡放电和油中
尖板放电5种模型，分析相应的特高频放电信号。图3（b～f）表明变压器油中
局部放电能激励起特高频电磁信号，并且不同放电类型放电能量的集中频带有差
别。采集高频窄带时域时中心频率的选取也有所不同。
对5种不同放电模型分别选取测试的最优中心频率，带宽5MHz，提取100
个工频周期的高频窄带时域放电信号。统计所得放电信号, 可形成Hqmax（φ）
二维放电谱图及三维放电谱图（φ—q—n）
3.1内部放电
选取测试中心频率620MHz，试品在较低电压下就放电，起始时局放脉冲总
是先出现在电压幅值绝对值上升部位的相位上（约90°及270°处）；电压升高后
放电脉冲的相位范围逐渐扩展，但90°和270°之后的一段相位内没有放电产生。
3.2沿面放电
选取测试中心频率580MHz，正负半周的放电电压几乎相同，且放电都出现
在电压峰值周围，相位在30～120°和210～300°的区间内，谱图形状呈典型的矩
形分布。
3.3悬浮放电
选取测试的中心频率为510MHz，其相位分布很宽，集中出现0～90°、150～
270°和330～360°相位范围内，谱图形状呈典型的矩形分布。
3.4油中气泡放电
选取测试的中心频率为520MHz，其正负半周的放电几乎在相同电压下产
生，起始放电幅值也相差不大。正负半周的放电都出现在电压峰值周围，在30～
140°和220～320°的区间内谱图形状呈锥形对称分布。
3.5油中尖板放电
选取测试的中心频率为620MHz，正负半周的放电都出现在电压峰值周围，
在60～120°和230～300°的区间内谱图形状呈锥形不对称分布，正半周的放电次
数和放电幅值比负半周要少得多。通过比较可以发现不同放电源其放电谱图的形
状具有明显的特征，且电压升高导致局放脉冲幅值增大及放电重复率增加，而谱
图形状变化不大。
4、特高频在线监测的局放定位
电力变压器局部放电的在线监测中，更关注的是放电点的位置。当发生局放
时，放电产生的电磁波是以速度v沿着r方向传播出去的，它是时间和位置的函
数，电磁波能量沿传播方向流动。
这样，与超声波信号的定位类似，在不同的位置安装多个传感器，通过分析
特高频电磁波在变压器内部不同物质中的传播特性，利用信号到达传感器的不同
时延，可进行局部放电点的定位。
另外还有用单个电磁矢量传感器（即EMVS，它能同时测量入射电磁波的全
部电磁场分量，其测量数据可实现对入射波空间参数的极化特性的估计） 检测
局部放电辐射的特高频信号来实现变压器局放定位的方法，该法先将检测的局放
宽带数据通过窄带滤波，获取相应的窄带数据 ,并应用信息论的最小描述长度准
则或平滑秩序列法确定PD源个数后应用多重信号分类算法对数据协方差矩阵进
行空间谱估计，实现多个局放源点分辨和空间参数估计。仿真实验结果表明，单
个 EMVS可同时检测出3个局放源点的方位角、俯仰角及其极化特性，对变压
器局部放电在线监测具有较高的参考价值。
5、特高频在线监测存在的问题
特高频在线监测还存在一定的局限性，就是难以实现局部放电量的准确标
定。局部放电量又是现场人员对绝缘状况进行评估以及故障诊断的重要依据。虽
然常规的脉冲电流法是以视在放电量来表示放电水平，与局部放电的实际放电量
存在很大误差，但“视在放电量”的概念长期以来已经被人们所接受，并且以脉冲
电流法为基础已经建立了IEC60270标准，形成了一套基本完整和适用的测试、
评价体系。目前的研究尚未得到特高频信号与实际放电量的对应关系，这一点有
待进一步研究。
6、结语
(1)特高频检测法与其它方法相比具有抗干扰性强和灵敏度高的优点，能够
消除外部电晕对局放测量的影响，更适用于变压器局部放电的在线监测。
(2)特高频检测法可以保留局部放电的各种模式、相位、幅度等特征，从而
可以进行局部放电模式的识别。
(3)特高频检测法可以利用局放信号到达不同传感器的时延，进行局部放电
点的定位。
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