GIS局部放电 PPT课件
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3.局部放电试验PPT课件
vg
(t)
vp
1 Cgr
Q(t)
式中，Cgr是从Cg两端看到的电容，它等于
（3-3）
所以得到
Cgr
Cg
CmCb Cm Cb
Cgr
Cg
CmCb Cm Cb
（3-4） （3-5）
这里，将vg从vp大致变成vr的时间称为局部放电脉冲的形成时间 。当将这些量表示成时间的函数时，成为图3-2的曲线。
-
6
下面所述的电压，电容，电荷及电能的单位分别采用(V)(F),(C) 及(J)表示。
根据式（3-5），各个局部放电脉冲的放电电荷为
-
8
qrQ ( )C gr(vpvr)
设 Cg ，Cb v r ，0 则可得
qr Cg p
（3-6） （3-7）
应用式（3-4）及式（3-6），各个局部放电的能量w为
w q 0 rvgdQ vpqr1 2C 1 grqr 21 2C gr(v2 pvr 2) （3-8）
设 Cg （Cb即 C gr C）b， v r ，0 则可得
w
1 2 Cg
v
2 p
（3-8）
-
9
其次，设由于局部放电引起试品电极间的电压变化为 ，V 则
V Cb CmCb
(vp
vr)
（3-10）
电的发生，将伴随着如光、热、噪音、电脉冲、介质损耗的增大和
电磁波放射等现象的发生。这种放电可能出现在固体绝缘的空穴中
，也可能在液体绝缘的气泡中，或不同介电特性的绝缘层间，或金
属表面的边缘尖角部位。所以以放电类型来分，大致可分为绝缘材
料内部放电、表面放电及电晕放电。
-
12
（1）内部放电 在电气设备的绝缘系统中，各部位的电场强度往往是不相等的，
GIS局部放电监测讲座
• 脉冲电流法是研究最早、应用 最广泛的一种检测方法，IEC60270为IEC正式公布的局部放 电测量标准。 • 脉冲电流法测量系统实际测量 的结果是外部电路因感应电荷 重新分布而形成的脉冲电流。 又称电荷法。
• 脉冲电流法经检测阻抗或电流 传感器，检测试品回路中出现 的脉冲电流（脉冲电压），并 通过注入的标准电荷标定得出 试品视在放电量（电荷）。如 图。
IEC和我国有关绝缘试验标准均 将局部放电试验提到重要地位， 作为部分设备投运前必须进行的 试验项目。对及时有效地发现设 备绝缘中存在的事故隐患、保障 电气设备乃至电力系统的安全运 行具有十分重要的意义。
• 一、定义 在电场作用下，绝缘中的部分区域 发生放电，但未贯穿加压之间的导 体。 局部放电可发生在导体边缘、绝缘 体内部或表面。
• 由屏蔽罩接触不良而产生的故障 占18%，随着运行时间延续而发 展（如短路电流或断路器操作的 振动作用），最终威胁或破坏 GIS的绝缘性能。
• 3. 潮湿的影响 由于潮湿引起的故障占7%。通常对SF6 介质性能影响最大的成分是水蒸气，如 果水蒸气过量，当温度下降时就会出现 凝露，结合其他混合物，就会影响介质 表面的导电性，促使介质老化或直接引 发故障。
• GIS设备内部的金属微粒， 具有以下几个主要特征：
• （1）自由金属微粒在电压作用下 获得电荷并发生移动，当电压超 过一定值时，这些微粒就能在气 体间隔间移动、跳跃，从而引发 局部放电。
（2）金属微粒移动靠近而未接 触高压导体时，如果距离小于 某一极限值，在强电场力作用 下，也容易引起局部放电。
支撑绝缘子表面闪络
盆式绝缘子表面闪络
（二）绝缘故障分布情况
缺陷类型 微粒及异物 主接触头接触不良 屏蔽罩接触不良
绝缘故障比率（%） 20 11 18
• 脉冲电流法经检测阻抗或电流 传感器，检测试品回路中出现 的脉冲电流（脉冲电压），并 通过注入的标准电荷标定得出 试品视在放电量（电荷）。如 图。
IEC和我国有关绝缘试验标准均 将局部放电试验提到重要地位， 作为部分设备投运前必须进行的 试验项目。对及时有效地发现设 备绝缘中存在的事故隐患、保障 电气设备乃至电力系统的安全运 行具有十分重要的意义。
• 一、定义 在电场作用下，绝缘中的部分区域 发生放电，但未贯穿加压之间的导 体。 局部放电可发生在导体边缘、绝缘 体内部或表面。
• 由屏蔽罩接触不良而产生的故障 占18%，随着运行时间延续而发 展（如短路电流或断路器操作的 振动作用），最终威胁或破坏 GIS的绝缘性能。
• 3. 潮湿的影响 由于潮湿引起的故障占7%。通常对SF6 介质性能影响最大的成分是水蒸气，如 果水蒸气过量，当温度下降时就会出现 凝露，结合其他混合物，就会影响介质 表面的导电性，促使介质老化或直接引 发故障。
• GIS设备内部的金属微粒， 具有以下几个主要特征：
• （1）自由金属微粒在电压作用下 获得电荷并发生移动，当电压超 过一定值时，这些微粒就能在气 体间隔间移动、跳跃，从而引发 局部放电。
（2）金属微粒移动靠近而未接 触高压导体时，如果距离小于 某一极限值，在强电场力作用 下，也容易引起局部放电。
支撑绝缘子表面闪络
盆式绝缘子表面闪络
（二）绝缘故障分布情况
缺陷类型 微粒及异物 主接触头接触不良 屏蔽罩接触不良
绝缘故障比率（%） 20 11 18
《局部放电的测量》课件
潜在的局部放电问题。
设备升级
02
采用更先进的设备和技术，提高设备的绝缘性能和抗局部放电
能力。
规范操作
03
严格按照操作规程进行设备的安装、调试和使用，避免因操作
不当导致局部放电。
控制策略
监测与预警
建立局部放电监测系统，实时监测设备的运行状态，一旦发现异 常及时预警。
应急处理
制定应急预案，在局部放电发生时能够迅速采取措施，减小其对 设备的影响。
放电原因分析
设备因素分析
分析设备内部结构、材料和制造工艺等因素对局 部放电的影响。
环境因素分析
考虑设备运行环境中的温度、湿度、气压等因素 对局部放电的影响。
操作因素分析
评估设备操作过程中的电压、电流、频率等因素 对局部放电的影响。
01
局部放电的预防与 控制
预防措施
设备维护
01
定期检查设备，确保其处于良好的工作状态，及时发现并修复
局部放电的测量设 备
测量系统的构成
高压电源
提供高电压以激发局部放电。
传感器
用于捕捉局部放电信号，如电 容耦合器、光学传感器等。
信号处理单元
对传感器采集的信号进行放大 、滤波和数字化处理。
数据记录与分析软件
用于存储、显示和解析测量数 据。
测量设备的选择
根据测量需求选择合 适的传感器类型和规 格。
考虑系统的可靠性和 稳定性，选择经过验 证的测量设备。
02
局部放电通常发生在电场强度较 高的区域，如绝缘材料中的气泡 、裂纹或杂质等。
局部放电的分类
根据放电的物理特性，局部放电可以 分为电晕放电、火花放电和电弧放电 等。
根据放电的能量大小，局部放电可以 分为弱放电和强放电。
GIS局部放电在线监测系统及校验技术课件PPT模板
此，对GIS进行局部放电监测可以发现绝缘的早期故障。
采用GIS局放在线监测的目的
• 是采用有效的在线检测手段和分析诊断技
术，监测和追踪发生在GIS设备中的局部
放电(局放，局放)，及时预报该局放的发
展趋势和预测相关设备的绝缘劣化程度，
防止突发性的电气事故，为设备的状态检
修和维护提供有效的数据依据。从而做到
传感器
一般优点
简单；
灵敏度高
一般缺点
运行设备不
能使用；
信噪比低
可达精度
5pC
0.5~0.8pC
<2pC
不能定量
不能定量
适用监测
的放电源
固定微粒；
悬浮物；气
隙和裂纹
各种缺陷类型
都适用
自由移动的
微粒；悬浮
物
放电情况
严重时的
缺陷
固定微粒
；针状突
出物
能否故障
定位
不能
精确定位0.1m
苛刻条件；
需传感器多
能判断放
生影响；脉冲放电产生的分解物被大量SF6气体稀
释，因此用化学方法监测 PD的灵敏度很差。另外
，该方法不能作为长期监测的方法来使用。
（c）光学监测法。内置的光电倍增器可监测到甚
至一个光子的发射，但由于射线被SF6 气体和玻
璃强烈地吸收，因此可能有“死角”出现。该法
监测已知位置的放电源较有效，不具备完全定位
✓二、特高频局放在线监测系统介绍
✓三、特高频局放在线监测系统校验技术
✓四、几点经验与体会
GIS有如下特点
• 第一，设备整体金属封装，发生故障时定位非常困难；
• 第二，封装屏蔽性高，运行时不易掌握其内部状况；
采用GIS局放在线监测的目的
• 是采用有效的在线检测手段和分析诊断技
术，监测和追踪发生在GIS设备中的局部
放电(局放，局放)，及时预报该局放的发
展趋势和预测相关设备的绝缘劣化程度，
防止突发性的电气事故，为设备的状态检
修和维护提供有效的数据依据。从而做到
传感器
一般优点
简单；
灵敏度高
一般缺点
运行设备不
能使用；
信噪比低
可达精度
5pC
0.5~0.8pC
<2pC
不能定量
不能定量
适用监测
的放电源
固定微粒；
悬浮物；气
隙和裂纹
各种缺陷类型
都适用
自由移动的
微粒；悬浮
物
放电情况
严重时的
缺陷
固定微粒
；针状突
出物
能否故障
定位
不能
精确定位0.1m
苛刻条件；
需传感器多
能判断放
生影响；脉冲放电产生的分解物被大量SF6气体稀
释，因此用化学方法监测 PD的灵敏度很差。另外
，该方法不能作为长期监测的方法来使用。
（c）光学监测法。内置的光电倍增器可监测到甚
至一个光子的发射，但由于射线被SF6 气体和玻
璃强烈地吸收，因此可能有“死角”出现。该法
监测已知位置的放电源较有效，不具备完全定位
✓二、特高频局放在线监测系统介绍
✓三、特高频局放在线监测系统校验技术
✓四、几点经验与体会
GIS有如下特点
• 第一，设备整体金属封装，发生故障时定位非常困难；
• 第二，封装屏蔽性高，运行时不易掌握其内部状况；
GIS局部放电 ppt课件
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。
3.2 超声波检测法（AE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。
如果超声波法测量到了声信号而超高频法没有测量到电磁波信号， 则在使用超声法在 超声信号最大的部位进行精确定位。通过具体位置 及设备结构进行分析，是否是设备本身的正常振动或者是设备的结构 导致超高频信号衰减很大，不能通过检测位置测量到。并对设备进行 重点跟踪观察。
优点：同时提取局部放电信号的UHF信号和超声信号，通过对两种 信号的对比分析，能更加有效地排除现场干扰，提高局部放电定位精 度和缺陷类型识别的准确性，有利于发现并确定绝缘缺陷。
局部放电：在电场作用下，导体间绝缘仅部分区域被击穿（没 有贯穿施加电压的导体之间）的电气放电现象。
特点：局部放电是一种脉冲放电，它会在电力设备内部和周围 空间产生一系列的光、声、电气和机械的振动等物理现象和化 学变化。这为监测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。
虽然这些放电的幅度通常较小，但它们能导致逐步的劣化并最终击穿， 因此，需要通过非破坏性的测试检测到这些放电的存在。
系统组成
超高频局放传感器
超声传感器及放大器
测试仪主机及监控电脑
两种选配型号： PDS—G100A型：配置4通道超高频传感器，其中一路可配置为噪声干扰传感器 PDS—G100B型：配置2通道超声传感器+2或4通道超高频传感器，多通道声电联合 检测
3.2 超声波检测法（AE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。
如果超声波法测量到了声信号而超高频法没有测量到电磁波信号， 则在使用超声法在 超声信号最大的部位进行精确定位。通过具体位置 及设备结构进行分析，是否是设备本身的正常振动或者是设备的结构 导致超高频信号衰减很大，不能通过检测位置测量到。并对设备进行 重点跟踪观察。
优点：同时提取局部放电信号的UHF信号和超声信号，通过对两种 信号的对比分析，能更加有效地排除现场干扰，提高局部放电定位精 度和缺陷类型识别的准确性，有利于发现并确定绝缘缺陷。
局部放电：在电场作用下，导体间绝缘仅部分区域被击穿（没 有贯穿施加电压的导体之间）的电气放电现象。
特点：局部放电是一种脉冲放电，它会在电力设备内部和周围 空间产生一系列的光、声、电气和机械的振动等物理现象和化 学变化。这为监测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。
虽然这些放电的幅度通常较小，但它们能导致逐步的劣化并最终击穿， 因此，需要通过非破坏性的测试检测到这些放电的存在。
系统组成
超高频局放传感器
超声传感器及放大器
测试仪主机及监控电脑
两种选配型号： PDS—G100A型：配置4通道超高频传感器，其中一路可配置为噪声干扰传感器 PDS—G100B型：配置2通道超声传感器+2或4通道超高频传感器，多通道声电联合 检测
局部放电及PDS简介PPT课件
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33
2、PDS_Air 简 介
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34
局部放电在线检测仪器
HVPD-PDS
HVPD-Longshot
HVPD-Mini
PD-UAE/P4A
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35
手持式局放在线巡检仪 （HVPD-PDS）
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手持式局放在线巡检仪（HVPD-PDS）
• 全球首款手持式在线局放测量仪器—融合三种测试技术:超声波，高频 CT,以及TEV测试技术的产品；
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28
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29
超声波传感器（AE）
局部放电活动中的声波辐射出现在整个声谱范围中。听声音是可能 的，但是要取决于各人的听觉能力。使用仪器来检测声谱中的超声波信 号，其中最灵敏的检测方法是使用中心频率为40kHz的超声波探头。
如果在声源和传感器之间存在空气路径，则该方法可以非常成功地 检测局部放电活动。超声波检测设备都有很高的灵敏度，可以检测到局 部放电初期的微弱信号。
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4
导致设备局部放电的因素 1、运行状态的影响 运行过电压； 雷电波冲击； 谐波畸变； 2、设备本身的原因 绝缘材料不均匀； 内部存在空洞和杂质； 导体表面存在凸出部； 绝缘强度的不足； 3、环境因素的影响：潮湿、过热。
.
5
局部电场较高
A
制造工艺不完善 B
局部放电
E 固体绝缘受机械力 作用发生开裂.40 Nhomakorabea.
41
测试方法
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42
检测步骤
1、测试背景 2、测试开关柜TEV
3、测试AA
注：开关柜周围非带电金属物体（可测多个点）！ 背景值作为一个检测TEV数值的参考，可和柜体 所测TEV进行对比，判断柜体测量值（TEV）是 背景干扰还是柜体本身。
GIS超高频局部放电典型图谱
GIS超高频局部放电典型图谱：电晕放电单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱金属颗粒放电单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱空隙放电单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱移动电极局部放电单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱GIS超高频典型干扰图谱：雷达噪音单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱马达噪音单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱闪光噪音单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱移动电话噪音单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱1毛刺放电1. 1 基本特征接地体和带电体部分上的突起(毛刺放电)的特征表现为:•局部场强增加•由于电晕球的保护作用，工频耐压水平不受影响•雷电冲击电压水平会大幅度下降•毛刺如果大于1-2 mm 就认为是有害的导体上的毛刺与壳体上的毛刺放电图谱是一样的,但导体上的毛刺位于气室中心,其产生的压力波会呈扇形在整个气室传递,在壳体外能在较广的范围内接收到信号,而壳体上的毛刺信号较集中,在放电处信号最强。
也可以根据SF6气体对高频信号的衰减特性，调整带通滤波器的上限频率，如果信号明显降低，表明是壳体上的毛刺放电，如果信号变化不大，表明是导体上的毛刺放电。
一般导体上的毛刺放电更具危险性。
1.2 典型图谱毛刺放电的典型图谱如下:毛刺放电故障连续模式下有效值和峰值都会增大，信号稳定，而50HZ相关性明显，100HZ相关性较弱。
在相位模式下，一个周期内会有一簇较集中的信号聚集点。
1.3经验判据根据现有经验，毛刺一般在壳体上，但导体上的毛刺更危险。
如果毛刺放电发生在母线壳体上，信号的峰值Vpeak < 2mV, 认为不是很危险，可继续运行。
如果毛刺放电发生在导体上，信号的峰值Vpeak > 3 mV, 建议停电处理或密切监测。
对于不同的电压等级，如110KV/220KV, 可参照上述标准执行。
对于330KV/500KV/750KV，由于母线筒直径大，信号有衰减，并且设备重要性提高，应更严格要求，建议标准提高一些。
局部放电试验PPT课件
第三章 局部放电试验
第一节 局部放电特征及原理
一、局部放电的特征
局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电，它 是由于设备绝缘内部存在弱电或生产过程中造成的缺陷，在高电 场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。它表现为绝缘内气体 的击穿、小范围内固体或液体介质的局部击穿或金属表面的边缘 及尖角部位场强集中引起局部击穿放电等。这种放电的能量是很 小的，所以它的短时存在并不影响到电气设备的绝缘强度。但若 电气设备绝缘在运行电压下不断出现局部放电，这些微弱的放电 将产生累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大， 最后导致整个绝缘击穿。
二、局部放电的机理
1．局部放电的发生机理 局部放电的发生机理可以用放电间隙和电容组合的电气的等值
回路来代替，在电极之间放有绝缘物，对它施加交流电压时，在电 极之间局部出现的放电现象，可以看成是在导体之间串联放置着2个 以上的电容，其中一个发生了火花放电。按照这样的考虑方法，将 电极组合的等值回路如图所示。
dQ/dt
形成时间
vp
vg
vr
图3-2 Cg间的放电电荷和电压随时间变化的曲线
局部放电脉冲的形成时间，除了极端不均匀电场和油中放电的 情 提况下之，外观，察一一般下是各在 个0电.0气1s量以的下情，况而（且局认部为放vr电大几致个是主零要。参在量上）述。前
(1)视在放电电荷q。它是指将该电荷瞬时注入试品两端时，引 起试品两端电压的瞬时变化量与局部放电本身所引起的电压瞬时 变化量相等的电荷量，视在电荷一般用pC(皮库)来表示。
vg
(t)
vp
1 Cgr
Q(t)
式中，Cgr是从Cg两端看到的电容，它等于
（3-3）
所以得到
第一节 局部放电特征及原理
一、局部放电的特征
局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电，它 是由于设备绝缘内部存在弱电或生产过程中造成的缺陷，在高电 场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。它表现为绝缘内气体 的击穿、小范围内固体或液体介质的局部击穿或金属表面的边缘 及尖角部位场强集中引起局部击穿放电等。这种放电的能量是很 小的，所以它的短时存在并不影响到电气设备的绝缘强度。但若 电气设备绝缘在运行电压下不断出现局部放电，这些微弱的放电 将产生累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大， 最后导致整个绝缘击穿。
二、局部放电的机理
1．局部放电的发生机理 局部放电的发生机理可以用放电间隙和电容组合的电气的等值
回路来代替，在电极之间放有绝缘物，对它施加交流电压时，在电 极之间局部出现的放电现象，可以看成是在导体之间串联放置着2个 以上的电容，其中一个发生了火花放电。按照这样的考虑方法，将 电极组合的等值回路如图所示。
dQ/dt
形成时间
vp
vg
vr
图3-2 Cg间的放电电荷和电压随时间变化的曲线
局部放电脉冲的形成时间，除了极端不均匀电场和油中放电的 情 提况下之，外观，察一一般下是各在 个0电.0气1s量以的下情，况而（且局认部为放vr电大几致个是主零要。参在量上）述。前
(1)视在放电电荷q。它是指将该电荷瞬时注入试品两端时，引 起试品两端电压的瞬时变化量与局部放电本身所引起的电压瞬时 变化量相等的电荷量，视在电荷一般用pC(皮库)来表示。
vg
(t)
vp
1 Cgr
Q(t)
式中，Cgr是从Cg两端看到的电容，它等于
（3-3）
所以得到
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局部放电：在电场作用下，导体间绝缘仅部分区域被击穿（没 有贯穿施加电压的导体之间）的电气放电现象。
特点：局部放电是一种脉冲放电，它会在电力设备内部和周围 空间产生一系列的光、声、电气和机械的振动等物理现象和化 学变化。这为监测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。
虽然这些放电的幅度通常较小，但它们能导致逐步的劣化并最终击穿， 因此，需要通过非破坏性的测试检测到这些放电的存在。
电晕放电
电场中尖端周围的空气中，高压侧，地电位的尖锐边缘，甚至电极表面。
注：
1.高压引线及连接处 应圆滑 2.避免地电位上的突 起 3.实验室地面上的导 线或碎片应清理
结论： 1.电晕的起始放电电压是电压绝对值的函数，而不是电场强度的函数。 2.即使在很低的电压下也可能会引发电晕放电。
电树枝放电
位置进行粗略定位 ， 同时使用超声法进行精确定位，如果两者都定位 到同一个GIS腔体且表现一致，则判断该腔体内部存在放电故障，具有 绝缘缺陷，应根据具体情况进行进一步跟踪检测或采取相应措施 。
如果只测量到了超高频电磁波信号而没有超声波信号，则应通过 改变UHF传感器的位置摆放和传感器的方向性及信号的频率分布，判断 是否是周围设备发生了局部放电或者是否存在另外的干扰源，并对GIS 设备进行重点跟踪观察 。
4.1 PDS－G100型便携式GIS局部放电测试仪
产品简介
PDS－G100便携式GIS局部放电测试仪是专为GIS设备的绝缘状态 的现场巡测而设计，对于不同电压等级GIS设备使用多通道声电联合 检测技术对GIS内部的局放信号进行实时分析和诊断。
四路检测通道可以根据不同的测试方案接入超声或超高频信号单 元，检测信号经过采集、调理和放大后经过数字信号处理传输至便携 主机。安装在便携主机上的系统软件的数据分析模块自动对数据进行 滤波、计算和脉冲提取，根据数据统计和指纹库的比对后评估GIS的 绝缘状态，判断缺陷类型和缺陷的位置，并给出维护建议。为GIS设 备安全运行以及状态检修提供有力的依据。
4. GIS局部放电检测产品
4.1 PDS－G100型便携式GIS局部放电测试仪 4.2 PDS-G2500/G1500型GIS局放检测与定位系统 4.3 PDS-G10型GIS局部放电监视仪 4.4 PDS-G1000型局部放电在线监测系统 4.5 PDS-C100型便携式电缆局部放电测试仪 4.6 PDS-C1000型电缆局部放电在线监测系统
49MVA
相
间
放 电
发 电
机
电 树
集
电
环
表 面 放 电
终 端 放 电
3.GIS局部放电的检测方法与原理
3.1 超高频检测法 3.2 超声波检测法 3.3 高频电流法 3.4 声电联合局放测试法
根据检测原理和手段的不同，常用的局放检测方法有超高频法、 超声波法及高频电流耦合法等。
3.1 超高频检测法（UHF法）
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。
3.3 高频电流法（HFCT法）
原理：当电力设备内部发生局部放电时，高频放电电流会沿着接地线向 大地传播。高频电流法通过在接地线上安装高频电流传感器检测高频电 流信号实现局部放电检测。
高频电流法一般使用Rogowski线圈方式，在环状磁芯材料上围绕多 圈的导线线圈，高频电流穿过磁芯中心而引起的高频交变电磁场会在线 圈上产生感应电压。由于高频电流传感器的测量回路与被测电缆之间没 有直接的电气连接，属于非侵入式的检测方法，被检测设备不需要停运。
系统组成
超高频局放传感器
超声传感器及放大器
测试仪主机及监控电脑
两种选配型号： PDS—G100A型：配置4通道超高频传感器，其中一路可配置为噪声干扰传感器 PDS—G100B型：配置2通道超声传感器+2或4通道超高频传感器，多通道声电联合 检测
主要功能与特点
采用声电联合定位分析技术，通过声电时延计算可对局放源进行精确定 位； 超高频传感技术，避开低频噪声干扰，有效提高信噪比； 四通道同时采集局放信号，根据现场情况干扰通道，抑制现场的各种干 扰； 单次检测和连续监测两种运行模式，PRPD和PRPS两种显示模式，可显示 50个工频周期以上的检测信号； 软件分析程序包含数据统计和指纹库，自动分析缺陷类型； 支持连续监测模式，可对历史信号进行分析处理，给出可信的诊断建议。
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 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，对大型设备器需要众多的传感器，现场应用较为不便。
1.2 GIS的特点
1 小型化：因采用绝缘性能卓越的六氟化硫气体做绝缘和灭弧介
质，所以能大幅度缩小变电站的体积，实现小型化。
2 可靠性高：由于带电部分全部密封于惰性SF6气体中，大大提
高了可靠性。此外具有优良的抗地震性能。
3 安全性好：带电部分密封于接地的金属壳体内，因而没有触电
危险。SF6气体为不燃烧气体，所以无火灾危险。
四种不均匀电场
尖端放电
悬浮放电
绝缘气隙放电
自由微粒放电
2.3 局部放电的分类
内部放电
气隙的击穿强度取决于它的尺寸以及气体类型和气隙中的气体压力。 其放电电压近似于相同距离（大小）金属电极间放电电压。
表面放电
当存在平行于介质沿面的电场分量的时候，就可能引发沿面放电。
图例为空气中表面放电，油中表面放电相类似。
1.3 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；
2.2 局部放电的起因
原因：它是由于局部电场畸变、局部场强集中，从而导致绝缘介质局 部范围内的气体放电或击穿所造成的。它可能发生在导体边上，也可 能发生在绝缘体的表面或内部。
GIS中几种典型的缺陷
由于绝缘体内或高压导体上存在针尖状突出物，电场不均匀，电 介质不均匀，有气泡和杂志等原因，使绝缘体局部区域的电场强度达 到击穿场强。
系统组成
超高频传感器
超声传感器 局部放电检测信号调理装置
高频电流传感器
超高频（UHF）传感器
系统配套滤波 器组件及非接 触式AE传感器
示波器检测装置
数字存储示波器
UHF检 测组件
检测专用 连接线缆
主要功能与特点
综合采用超高频、超声波和高频电流检测技术，可有效地解决变电 站现场局放测试中的抗干扰问题，提高检测结果的可信度； 采用高速数字存储示波器，可分析超高频、超声波和高频电流信号 的波形细节和时域特征； 测试以超高频巡测为主，发现问题再结合超声波和高频电流检测， 局放带电测试速度快，效率高； 利用声电联合检测技术，可对局放源进行准确定位分析，定位精度 高； 可根据局放信号的相位特征和波形特征，判断局放类型； 系统可用于变电站GIS、开关柜、变压器和电力电缆等设备的局放 带电检测。
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。
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。
3.2 超声波检测法（AE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。
GIS局部放电
目
1.GIS的简介
2.GIS局部放电基本概念
3.GIS局部放电的检测原理与方法
录 4.GIS局部放电检测产品
1.GIS的简介
1.1 GIS的概念 1.2 GIS的特点 1.3 开展GIS局部放电检测的意义
1.1 GIS的概念
六氟化硫封闭式组合电 器，国际上称为“气体绝缘 开关设备”（Gas lnsulated Switchgear)简称GIS，它将 一座变电站中除变压器以外 的一次设备，包括断路器、 隔离开关、接地开关、电压 互感器、电流互感器、避雷 器、母线、电缆终端、进出 线套管等，经优化设计有机 地组合成一个整体。
3.4 声电联合局放测试法
声电联合法的测试步骤： 1.在GIS盆式绝缘子处放置UHF传感器，进行超高频检测，进行电 磁波信号的测量，判断是否存在电磁波信号。 2.使用超声传感器逐点进行声信号检测，判断是否存在声信号。 之后根据出现的几种具体情况进行进一步的分析判断。
声电联合法的处理方法： 如果电信号和声信号都存在，则使用超高频法根据盆式绝缘子的
特点：局部放电是一种脉冲放电，它会在电力设备内部和周围 空间产生一系列的光、声、电气和机械的振动等物理现象和化 学变化。这为监测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。
虽然这些放电的幅度通常较小，但它们能导致逐步的劣化并最终击穿， 因此，需要通过非破坏性的测试检测到这些放电的存在。
电晕放电
电场中尖端周围的空气中，高压侧，地电位的尖锐边缘，甚至电极表面。
注：
1.高压引线及连接处 应圆滑 2.避免地电位上的突 起 3.实验室地面上的导 线或碎片应清理
结论： 1.电晕的起始放电电压是电压绝对值的函数，而不是电场强度的函数。 2.即使在很低的电压下也可能会引发电晕放电。
电树枝放电
位置进行粗略定位 ， 同时使用超声法进行精确定位，如果两者都定位 到同一个GIS腔体且表现一致，则判断该腔体内部存在放电故障，具有 绝缘缺陷，应根据具体情况进行进一步跟踪检测或采取相应措施 。
如果只测量到了超高频电磁波信号而没有超声波信号，则应通过 改变UHF传感器的位置摆放和传感器的方向性及信号的频率分布，判断 是否是周围设备发生了局部放电或者是否存在另外的干扰源，并对GIS 设备进行重点跟踪观察 。
4.1 PDS－G100型便携式GIS局部放电测试仪
产品简介
PDS－G100便携式GIS局部放电测试仪是专为GIS设备的绝缘状态 的现场巡测而设计，对于不同电压等级GIS设备使用多通道声电联合 检测技术对GIS内部的局放信号进行实时分析和诊断。
四路检测通道可以根据不同的测试方案接入超声或超高频信号单 元，检测信号经过采集、调理和放大后经过数字信号处理传输至便携 主机。安装在便携主机上的系统软件的数据分析模块自动对数据进行 滤波、计算和脉冲提取，根据数据统计和指纹库的比对后评估GIS的 绝缘状态，判断缺陷类型和缺陷的位置，并给出维护建议。为GIS设 备安全运行以及状态检修提供有力的依据。
4. GIS局部放电检测产品
4.1 PDS－G100型便携式GIS局部放电测试仪 4.2 PDS-G2500/G1500型GIS局放检测与定位系统 4.3 PDS-G10型GIS局部放电监视仪 4.4 PDS-G1000型局部放电在线监测系统 4.5 PDS-C100型便携式电缆局部放电测试仪 4.6 PDS-C1000型电缆局部放电在线监测系统
49MVA
相
间
放 电
发 电
机
电 树
集
电
环
表 面 放 电
终 端 放 电
3.GIS局部放电的检测方法与原理
3.1 超高频检测法 3.2 超声波检测法 3.3 高频电流法 3.4 声电联合局放测试法
根据检测原理和手段的不同，常用的局放检测方法有超高频法、 超声波法及高频电流耦合法等。
3.1 超高频检测法（UHF法）
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。
3.3 高频电流法（HFCT法）
原理：当电力设备内部发生局部放电时，高频放电电流会沿着接地线向 大地传播。高频电流法通过在接地线上安装高频电流传感器检测高频电 流信号实现局部放电检测。
高频电流法一般使用Rogowski线圈方式，在环状磁芯材料上围绕多 圈的导线线圈，高频电流穿过磁芯中心而引起的高频交变电磁场会在线 圈上产生感应电压。由于高频电流传感器的测量回路与被测电缆之间没 有直接的电气连接，属于非侵入式的检测方法，被检测设备不需要停运。
系统组成
超高频局放传感器
超声传感器及放大器
测试仪主机及监控电脑
两种选配型号： PDS—G100A型：配置4通道超高频传感器，其中一路可配置为噪声干扰传感器 PDS—G100B型：配置2通道超声传感器+2或4通道超高频传感器，多通道声电联合 检测
主要功能与特点
采用声电联合定位分析技术，通过声电时延计算可对局放源进行精确定 位； 超高频传感技术，避开低频噪声干扰，有效提高信噪比； 四通道同时采集局放信号，根据现场情况干扰通道，抑制现场的各种干 扰； 单次检测和连续监测两种运行模式，PRPD和PRPS两种显示模式，可显示 50个工频周期以上的检测信号； 软件分析程序包含数据统计和指纹库，自动分析缺陷类型； 支持连续监测模式，可对历史信号进行分析处理，给出可信的诊断建议。
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 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，对大型设备器需要众多的传感器，现场应用较为不便。
1.2 GIS的特点
1 小型化：因采用绝缘性能卓越的六氟化硫气体做绝缘和灭弧介
质，所以能大幅度缩小变电站的体积，实现小型化。
2 可靠性高：由于带电部分全部密封于惰性SF6气体中，大大提
高了可靠性。此外具有优良的抗地震性能。
3 安全性好：带电部分密封于接地的金属壳体内，因而没有触电
危险。SF6气体为不燃烧气体，所以无火灾危险。
四种不均匀电场
尖端放电
悬浮放电
绝缘气隙放电
自由微粒放电
2.3 局部放电的分类
内部放电
气隙的击穿强度取决于它的尺寸以及气体类型和气隙中的气体压力。 其放电电压近似于相同距离（大小）金属电极间放电电压。
表面放电
当存在平行于介质沿面的电场分量的时候，就可能引发沿面放电。
图例为空气中表面放电，油中表面放电相类似。
1.3 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；
2.2 局部放电的起因
原因：它是由于局部电场畸变、局部场强集中，从而导致绝缘介质局 部范围内的气体放电或击穿所造成的。它可能发生在导体边上，也可 能发生在绝缘体的表面或内部。
GIS中几种典型的缺陷
由于绝缘体内或高压导体上存在针尖状突出物，电场不均匀，电 介质不均匀，有气泡和杂志等原因，使绝缘体局部区域的电场强度达 到击穿场强。
系统组成
超高频传感器
超声传感器 局部放电检测信号调理装置
高频电流传感器
超高频（UHF）传感器
系统配套滤波 器组件及非接 触式AE传感器
示波器检测装置
数字存储示波器
UHF检 测组件
检测专用 连接线缆
主要功能与特点
综合采用超高频、超声波和高频电流检测技术，可有效地解决变电 站现场局放测试中的抗干扰问题，提高检测结果的可信度； 采用高速数字存储示波器，可分析超高频、超声波和高频电流信号 的波形细节和时域特征； 测试以超高频巡测为主，发现问题再结合超声波和高频电流检测， 局放带电测试速度快，效率高； 利用声电联合检测技术，可对局放源进行准确定位分析，定位精度 高； 可根据局放信号的相位特征和波形特征，判断局放类型； 系统可用于变电站GIS、开关柜、变压器和电力电缆等设备的局放 带电检测。
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。
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。
3.2 超声波检测法（AE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。
GIS局部放电
目
1.GIS的简介
2.GIS局部放电基本概念
3.GIS局部放电的检测原理与方法
录 4.GIS局部放电检测产品
1.GIS的简介
1.1 GIS的概念 1.2 GIS的特点 1.3 开展GIS局部放电检测的意义
1.1 GIS的概念
六氟化硫封闭式组合电 器，国际上称为“气体绝缘 开关设备”（Gas lnsulated Switchgear)简称GIS，它将 一座变电站中除变压器以外 的一次设备，包括断路器、 隔离开关、接地开关、电压 互感器、电流互感器、避雷 器、母线、电缆终端、进出 线套管等，经优化设计有机 地组合成一个整体。
3.4 声电联合局放测试法
声电联合法的测试步骤： 1.在GIS盆式绝缘子处放置UHF传感器，进行超高频检测，进行电 磁波信号的测量，判断是否存在电磁波信号。 2.使用超声传感器逐点进行声信号检测，判断是否存在声信号。 之后根据出现的几种具体情况进行进一步的分析判断。
声电联合法的处理方法： 如果电信号和声信号都存在，则使用超高频法根据盆式绝缘子的