GIS局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)狀課件

GIS超高頻局部放電

帶電監(jiān)測技術(shù)

河南電力試驗研究院高壓所黃興泉GIS超高頻局部放電

帶電監(jiān)測技術(shù)河南電力試驗研究院高1GIS超高頻局部放電

帶電監(jiān)測技術(shù)

河南電力試驗研究院高壓所黃興泉GIS超高頻局部放電

帶電監(jiān)測技術(shù)河南電力試驗研究院高2局部放電基本概念局部放電基本概念3局部放電既是絕緣劣化的原因，又是絕緣劣化的先兆和表現(xiàn)形式。與其它絕緣試驗相比，局部放電的檢測能夠提前反映電氣設(shè)備的絕緣狀況、及時有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的絕緣缺陷、預(yù)防潛伏性和突發(fā)性事故的發(fā)生，這種觀點已經(jīng)得到了人們的普遍認可。GIS局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)狀ppt課件4IEC和我國有關(guān)絕緣試驗標準均將局部放電試驗提到重要地位，作為部分設(shè)備投運前必須進行的試驗項目。對及時有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣中存在的事故隱患、保障電氣設(shè)備乃至電力系統(tǒng)的安全運行具有十分重要的意義。IEC和我國有關(guān)絕緣試驗標準均將局部放電試驗提到重要地位，作5一、定義在電場作用下，絕緣中的部分區(qū)域發(fā)生放電，但未貫穿加壓之間的導(dǎo)體。

局部放電可發(fā)生在導(dǎo)體邊緣、絕緣體內(nèi)部或表面。一、定義6二、產(chǎn)生的原因絕緣體內(nèi)部存在缺陷，如，氣泡、裂縫等。絕緣體含導(dǎo)電性雜質(zhì)，其邊緣電場集中。存在強電場或局部電場集中。二、產(chǎn)生的原因絕緣體內(nèi)部存在缺陷，如，氣泡、裂縫等。7三、機理氣體放電理論為基礎(chǔ)。氣隙局部放電可分為三類：湯遜放電、流注放電和熱電離放電。三、機理氣體放電理論為基礎(chǔ)。8①湯遜放電以電子碰撞電離為主，電子崩中電子數(shù)目小于10e+8個。電子碰撞電離放電機理認為，受外界因素的作用，在氣體間隙中存在自由電子。這些自由電子在電場中被加速，并在運動過程中不斷與氣體原子或分子發(fā)生碰撞；當電子獲得電場提供的足夠動能時，就會使氣體原子產(chǎn)生碰撞電離，形成新的自由電子和正離子。①湯遜放電9這些新產(chǎn)生的電子和原有電子又從電場中獲得能量，并繼續(xù)碰撞其它氣體原子，又可能激發(fā)出新的自由電子。這樣，自由電子數(shù)將會成指數(shù)倍地增長，形成電子雪崩。由于電子的質(zhì)量比離子小得多，因此，電子移動的速度比離子快許多，形成的電子崩的頭部不斷向前擴展，最終形成自持性氣體放電。湯遜放電對絕緣的劣化有一定作用，但不會造成突發(fā)性故障。這些新產(chǎn)生的電子和原有電子又從電場中獲得能量，并繼續(xù)碰10②流注放電在氣體放電過程中，除了電子碰撞電離之外，光電離對放電的發(fā)展起主要作用。在電子崩形成之后，電子集中在電子崩的頭部，使其場強得到加強；正離子集中在電子崩的尾部，加強了崩尾的場強。而電子崩的中部區(qū)域內(nèi)場強很弱，有助于發(fā)生復(fù)合過程而產(chǎn)生光子。這些光子又可因光電離而引發(fā)新的電子崩，即形成二次電子崩。二次電子崩與初始電子崩匯合并繼續(xù)發(fā)展，最終導(dǎo)致間隙的擊穿，形成氣體放電。流注放電過程的特點是，放電發(fā)展速度快、放電量較大。因此，流注放電是局部放電檢測的主要對象。②流注放電11③熱電離放電以熱電離為主，當溫度大于1000K以上時發(fā)生。③熱電離放電12根據(jù)放電的表現(xiàn)形式，局部放電可分為兩種類型：脈沖型放電（火花放電）和非脈沖型放電（輝光放電）。根據(jù)放電的表現(xiàn)形式，局部放電可分為兩種類型：脈沖型放電（火花13①脈沖型放電（火花放電）持續(xù)時間0.01-1μs，包括低幅度、上升時間較緩慢的湯遜型脈沖放電和大幅度、快上升時間的似流注脈沖放電，在一定的外加電壓相位上可以觀察到單個放電脈沖。一般情況下，局部放電都屬于脈沖型放電。①脈沖型放電（火花放電）14②非脈沖型放電（輝光放電）放電時觀察不到單個分離脈沖，但可以觀察到放電時產(chǎn)生的輝光，占據(jù)半個工頻周期的大部分區(qū)域。輝光放電是湯遜放電的進一步發(fā)展，它們之間的主要差別是輝光放電具有較大的放電電流密度，而且空間電荷在放電過程中具有重要作用，因為它的存在決定著放電空間的電場。②非脈沖型放電（輝光放電）15亞輝光放電（或群放電）——介于輝光放電和火花放電之間放電是由一群小幅度的離散脈沖組成，脈沖的上升時間很慢。輝光放電或亞輝光放電多發(fā)生在小氣隙（氣泡）和低過電壓情況下。而當存在大氣隙和高過電壓時，電子崩可以充分發(fā)展，容易發(fā)生火花脈沖放電。亞輝光放電（或群放電）——介于輝光放電和火花放電之間16在短氣隙局部放電中，三種形式的放電均以電子崩碰撞電離為主，屬于湯遜放電，可以較明顯地分辨電子電流和離子電流。而在大氣隙中，放電脈沖多屬于流注型，幅值大、上升沿陡，放電量較大。在短氣隙局部放電中，三種形式的放電均以電子崩碰撞電離為主，屬171.視在放電電荷Q絕緣中發(fā)生局部放電現(xiàn)象時外加電壓的絕緣體兩端出現(xiàn)的脈動電荷，簡稱放電量。單位：pC。

四、表征局部放電的參數(shù)1.視在放電電荷Q四、表征局部放電的參數(shù)18視在放電電荷的大小是這樣測定的：將模擬實際放電的瞬變已知電荷，注入試品兩端(施加電壓的兩端)，在此兩端出現(xiàn)的脈沖電壓與局部放電時，產(chǎn)生的脈沖電壓相同，則注入的電荷量即為視在放電量。視在放電電荷的大小是這樣測定的：將模擬實際放電的瞬變已知電荷19

2.放電重復(fù)率

放電次數(shù)，單位：次/秒。在測量時間內(nèi)，每秒鐘出現(xiàn)放電次數(shù)的平均值稱作放電重復(fù)率。由于受到測試系統(tǒng)靈敏度的分辨能力限制，實際測得的放電次數(shù)，只能是視在放電電荷大于一定值、放電間隔時間足夠大的放電脈沖。2.放電重復(fù)率203.起始電壓和熄滅電壓當外施電壓逐漸上升，達到能觀察到局部放電時的最低電壓，即為局部放電起始電壓。當外施電壓逐漸降低到觀察不到局部放電時，外施電壓的最高值即為局部放電熄滅電壓。3.起始電壓和熄滅電壓21在實際測量中，為了避免因測試系統(tǒng)的靈敏度不同而造成的測試結(jié)果的不可對比，一般規(guī)定一個放電量標準，當放電量達到或超過這個標準時，外施電壓的有效值就作為局部放電起始電壓，當放電低于這個標準時的外施電壓的最高值作為局部放電熄滅電壓。在實際測量中，為了避免因測試系統(tǒng)的靈敏度不同而造成的測試結(jié)果22五、局部放電檢測方法局部放電檢測是以發(fā)生局部放電時產(chǎn)生的電、光、聲等現(xiàn)象為依據(jù)，來判斷局部放電的狀態(tài)，包括定位和放電的程度。因此，其檢測方法有脈沖電流法、超聲波檢測法、光測法、化學(xué)檢測法、特高頻（UHF）等多種檢測方法，其中脈沖電流法、氣相色譜分析和超聲波檢測法應(yīng)用最為廣泛。五、局部放電檢測方法23

脈沖電流法（電荷法）脈沖電流法是研究最早、應(yīng)用最廣泛的一種檢測方法，IEC-60270為IEC正式公布的局部放電測量標準。脈沖電流法測量系統(tǒng)實際測量的結(jié)果是外部電路因感應(yīng)電荷重新分布而形成的脈沖電流。又稱電荷法。脈沖電流法（電荷法）24脈沖電流法經(jīng)檢測阻抗或電流傳感器，檢測試品回路中出現(xiàn)的脈沖電流（脈沖電壓），并通過注入的標準電荷標定得出試品視在放電量（電荷）。如圖。

脈沖電流法經(jīng)檢測阻抗或電流傳感器，檢測試品回路中出現(xiàn)的脈沖電25如，注入的標準電荷為10pC（如圖），經(jīng)檢測阻抗的測量電壓為10mV，即視在放電量與測量的比值為1pC/mV。若施加試驗電壓后的測量電壓為200mV，則試品視在放電量為200pC。如，注入的標準電荷為10pC（如圖），經(jīng)檢測阻抗的測量電壓為26測量原理-三電容原理測量原理-三電容原理27脈沖電流法應(yīng)用-----變壓器局部放電測量脈沖電流法通常被用于變壓器出廠試驗以及其他離線測試中，其離線測量靈敏度高，而且可以測量視在放電量。脈沖電流法應(yīng)用-----變壓器局部放電測量脈沖電流法通常被用28變壓器局部放電測量通過套管末屏接地線、外殼接地線、中性點接地線、鐵心接地線、繞組等獲得脈沖電流。按頻帶可分為窄帶和寬帶兩種，窄帶帶寬一般在10kHz左右，中心頻率在20～30kHz之間或更高；寬帶傳感器帶寬為100kHz左右，中心頻率在200～400kHz之間。變壓器局部放電測量通過套管末屏接地線、外殼接地線、中性點接地29GIS局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)狀ppt課件30一、氣體絕緣金屬封閉開關(guān)

設(shè)備（GIS）概況一、氣體絕緣金屬封閉開關(guān)

設(shè)備（GIS）概況31氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(（GasInsulatedSwitchgear，簡稱GIS）,將斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、母線（HGIS除外）、互感器、避雷器、套管、電纜終端、油氣套管等主要元件均裝入密封的金屬容器，內(nèi)充以絕緣氣體，故具有體積小、占地面積少、不受外界環(huán)境影響、運行安全可靠、維護簡單和檢修周期長等優(yōu)點。氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(（GasInsulated32HGIS：

GIS與敞開式高壓電器的組合HGIS：

GIS與敞開式高壓電器的組合33

國內(nèi)外的運行經(jīng)驗表明，GIS的運行可靠性至少不低于同樣規(guī)模的敞開式變電站。

國內(nèi)外的34GIS局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)狀ppt課件35GIS局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)狀ppt課件36CB—斷路器DS—隔離開關(guān)ES/FES—檢修/故障關(guān)合接地開關(guān)BUS—母線CT—電流互感器VT—電壓互感器LA—避雷器LCP—就地控制柜終端元件–SF6\airBsg;SF6\oilBsgCSE電纜終端CB—斷路器37GIS局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)狀ppt課件38GIS局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)狀ppt課件39機構(gòu)機構(gòu)40

盆式絕緣子盆式絕緣子41母線支柱絕緣子母線支柱絕緣子42二、GIS超高頻局部放電帶電監(jiān)測技術(shù)

二、GIS超高頻局部放電43

（一）GIS局部放電帶電監(jiān)測的意義

（一）GIS局部放電帶電監(jiān)測的44GIS內(nèi)的空間極為有限，其中的工作場強往往很高；GIS內(nèi)部絕緣缺陷（如雜質(zhì)、尖端等）易導(dǎo)致局部電場集中，SF6氣體擊穿電壓下降（均勻電場下SF6擊穿電壓約為空氣的3倍，不均勻時最嚴重情況下接近空氣），極易發(fā)生設(shè)備故障，而且后果嚴重。GIS內(nèi)的空間極為有限，其中的工作場強往往很高；GIS內(nèi)部絕45據(jù)不完全統(tǒng)計，國外GIS設(shè)備故障的平均故障率為0.1～0.5次/年·臺，即一個GIS設(shè)備10年內(nèi)發(fā)生故障的次數(shù)平均為1～5次，而且，近50%的故障發(fā)生在GIS設(shè)備交付日期后的一年之內(nèi)。近年來國內(nèi)也有多起GIS設(shè)備故障的報道。據(jù)不完全統(tǒng)計，國外GIS設(shè)備故障的平均故障率為0.1～0.546

實踐證明，GIS設(shè)備內(nèi)部故障以絕緣性故障為多，而GIS局部放電往往是絕緣性故障的先兆和表現(xiàn)形式。一般認為，GIS設(shè)備中放電使SF6氣體分解；嚴重影響電場分布，導(dǎo)致電場畸變；腐蝕絕緣材料。最終引發(fā)絕緣擊穿。

47支撐絕緣子表面閃絡(luò)支撐絕緣子表面閃絡(luò)48盆式絕緣子表面閃絡(luò)盆式絕緣子表面閃絡(luò)49（二）絕緣故障分布情況（二）絕緣故障分布情況50缺陷類型絕緣故障比率（%）微粒及異物20主接觸頭接觸不良11屏蔽罩接觸不良18潮濕7高壓導(dǎo)體上的尖刺5絕緣子內(nèi)的缺陷10其它11缺陷類型絕緣故障比率（%）微粒及異物20主接觸頭接觸不良11511.微粒及異物的影響1.微粒及異物的影響52從表中看出，自由微粒及異物故障占總故障的20%。究其產(chǎn)生的原因，主要是現(xiàn)場安裝條件不如生產(chǎn)工廠，無法徹底清除GIS設(shè)備內(nèi)部的微粒及異物，這些微粒及異物中以自由金屬微粒危害最甚。從表中看出，自由微粒及異物故障占總故障的20%。究其產(chǎn)生的原53GIS設(shè)備內(nèi)部的金屬微粒，具有以下幾個主要特征：GIS設(shè)備內(nèi)部的金屬微粒，具有以下幾個主要特征：54（1）自由金屬微粒在電壓作用下獲得電荷并發(fā)生移動，當電壓超過一定值時，這些微粒就能在氣體間隔間移動、跳躍，從而引發(fā)局部放電。（1）自由金屬微粒在電壓作用下獲得電荷并發(fā)生移動，當電壓超過55（2）金屬微粒移動靠近而未接觸高壓導(dǎo)體時，如果距離小于某一極限值，在強電場力作用下，也容易引起局部放電。

（2）金屬微粒移動靠近而未接觸高壓導(dǎo)體時，如果距離小于某一56（3）絕緣子表面上的金屬微粒，常常在設(shè)備交接試驗時檢測不出來，經(jīng)過一段運行，由于機械振動或操作過電壓引起的靜電力，使它產(chǎn)生輕微的移動而形成微粒堆積，這樣導(dǎo)致絕緣子表面電荷聚集，在某種程度上加大了放電發(fā)生的幾率。（3）絕緣子表面上的金屬微粒，常常在設(shè)備交接試驗時檢測不出來57（4）當金屬微粒游離到絕緣子的表面，在一定條件下被固定下來時（如，被油脂粘?。?，這樣絕緣子表面的金屬微粒狀似金屬突出物，在高電壓環(huán)境下，極易造成尖端放電。（4）當金屬微粒游離到絕緣子的表面，在一定條件下被固定下來時58（5）絕緣子上的金屬微粒放電，會引起絕緣子表面損傷，在工頻電場下產(chǎn)生表面樹痕，最終發(fā)生絕緣故障。（5）絕緣子上的金屬微粒放電，會引起絕緣子表面損傷，在工頻電592.接觸不良的影響

據(jù)統(tǒng)計，在GIS設(shè)備所有運行故障中，接觸不良發(fā)生的故障達到29%，占所有故障發(fā)生率之首。此類故障可分為兩類：2.接觸不良的影響60（1）由主觸頭接觸不良而產(chǎn)生的故障占11%，分析其產(chǎn)生的原因，一方面是存在自由微粒，這些微粒附著主觸頭表面，使接觸電阻增大。自由微粒在試驗中不易被檢測和徹底清理。另一方面，隨著GIS設(shè)備長時間地運行，在電弧的作用下主觸頭容易發(fā)生燒損。以上兩種因素如果得不到及時的維護，從而逐漸發(fā)展成主觸頭接觸不良的故障。

（1）由主觸頭接觸不良而產(chǎn)生的故障占11%，分析其產(chǎn)生的原因61由屏蔽罩接觸不良而產(chǎn)生的故障占18%，隨著運行時間延續(xù)而發(fā)展（如短路電流或斷路器操作的振動作用），最終威脅或破壞GIS的絕緣性能。由屏蔽罩接觸不良而產(chǎn)生的故障占18%，隨著運行時間延續(xù)而發(fā)展623.潮濕的影響由于潮濕引起的故障占7%。通常對SF6介質(zhì)性能影響最大的成分是水蒸氣，如果水蒸氣過量，當溫度下降時就會出現(xiàn)凝露，結(jié)合其他混合物，就會影響介質(zhì)表面的導(dǎo)電性，促使介質(zhì)老化或直接引發(fā)故障。3.潮濕的影響634.高壓導(dǎo)體尖刺的影響

高壓導(dǎo)體上的尖刺占故障總體的5%，這些尖刺通常是加工不良、機械破壞或組裝時的擦刮等因素造成的，從而形成絕緣氣體中的高場強區(qū)。這些尖刺在工頻電壓下電暈比較穩(wěn)定，因而在穩(wěn)態(tài)工作條件下一般不會引起擊穿。然而，在快速暫態(tài)條件下，譬如在雷電波，尤其是快速暫態(tài)過電壓情況下，這些缺陷就會引起故障。4.高壓導(dǎo)體尖刺的影響645.絕緣子缺陷的影響

絕緣子上發(fā)生的擊穿故障占10%，因為大多數(shù)故障是由于早期的絕緣子空穴問題造成的，所以固體絕緣的缺陷常發(fā)生在固體絕緣表面或內(nèi)部。

5.絕緣子缺陷的影響65絕緣表面缺陷通常是由其它類型缺陷引起的二次效應(yīng)，比如局部放電產(chǎn)生的分解物、金屬微?；蛘呓^緣氣體中過多的水汽引起的破壞。另外，現(xiàn)場測試時閃絡(luò)產(chǎn)生的樹痕在某種情況下也可以形成缺陷。絕緣表面缺陷通常是由其它類型缺陷引起的二次效應(yīng)，比如局部放電666.其它因素的影響

由其它因素造成的故障占11%，這也是一個不可忽視的問題。例如，GIS設(shè)備的器件體積大、重量大，搬運過程中，因機械振動、組件的互相碰撞等外力作用，常使緊固件松動、元件變形和損傷。另外，GIS設(shè)備裝配工作是一個復(fù)雜的過程，組件連接和密封工藝要求很高，稍有不慎就會造成絕緣損傷、電極錯位等嚴重后果，對今后GIS的運行帶來了后患。6.其它因素的影響67（三）GIS局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)狀

（三）GIS局部放電68傳統(tǒng)的局部放電測量法（脈沖電流法），可以在比較低的工頻電壓下測出缺陷，使設(shè)備免受破壞性放電所帶來的損傷，因此該測量法是最有效的方法之一。但是，對GIS進行試驗時，如果使用非封閉試驗變壓器或諧振試驗電源，這時傳統(tǒng)的局放測量法就會受到嚴重干擾。傳統(tǒng)的局部放電測量法（脈沖電流法），可以在比較低的工頻電壓下69為了保證測量的準確性，就需要采用高壓濾波器、自適應(yīng)濾波器等一系列措施排除來自電源等多種干擾，即使這樣在現(xiàn)場條件下要測量到10pC及以下局放水平是相當困難的。這就使傳統(tǒng)的局放測量法受到了極大的限制。目前，傳統(tǒng)的局放測量法只適宜在試驗室進行GIS局放測量，如出廠試驗等。為了保證測量的準確性，就需要采用高壓濾波器、自適應(yīng)濾波器等一70為此，變電站的GIS局放檢測與試驗室進行GIS局放測量具有很大的不同。為此，變電站的GIS局放檢測與試驗室進行GIS局放測量具有很71GIS局部放電過程產(chǎn)生的物理、化學(xué)現(xiàn)象GIS局部放電過程產(chǎn)生的物理、化學(xué)現(xiàn)象72?GIS中的局部放電會在其外殼上產(chǎn)生流動的電磁波，使接地線上有高頻放電脈沖電流流過，從而使外殼對地呈現(xiàn)高頻電壓并向周圍空間傳播。?GIS中的局部放電會在其外殼上產(chǎn)生流動的電磁波，使接地線上73?局部放電使通道氣體壓力驟增，在GIS內(nèi)部（氣室）氣體中產(chǎn)生縱波或超聲波，并使金屬外殼上出現(xiàn)各種聲波。?局部放電使通道氣體壓力驟增，在GIS內(nèi)部（氣室）氣體中產(chǎn)生74?局部放電導(dǎo)致SF6氣體分解；?局部放電產(chǎn)生發(fā)光。?局部放電導(dǎo)致SF6氣體分解；75

上述物理和化學(xué)變化特征，都可作為局部放電檢測信號的傳感對象。目前，國內(nèi)外檢測GIS局部放電的主要方法有以下幾種。上述物理和化學(xué)變化特征，都可作為局部放電檢測信號的傳761.化學(xué)檢測法在GIS內(nèi)部放電的作用下，部分SF6氣體會發(fā)生分解，在分解物中SOF2（氟化亞硫酰）和F2等中間分解物。1.化學(xué)檢測法77化學(xué)檢測法的特點是方便，可帶電進行。適宜故障后分析?；瘜W(xué)檢測法的特點是方便，可帶電進行。78該方法是今后研究方向，類似于油色譜分析。難點：SF6分解物易復(fù)合，不穩(wěn)定。該方法是今后研究方向，類似于油色譜分析。792.振動檢測法

GIS局部放電過程產(chǎn)生聲波，其類型包括縱波、橫波和表面波。局部放電產(chǎn)生的聲波和金屬屑末撞擊外殼引起機械振動的頻率，在數(shù)kHz和數(shù)十kHz之間。為去除其他的聲源的干擾，傳感器的檢測頻率一般選為1——20kHz。由于測量頻率比較低，傳感器采用加速度傳感器，如常用的自振頻率為30kHz左右的壓電式加速度傳感器。2.振動檢測法803.電氣檢測法(1)外殼電極法八十年代，日本人提出了外殼電極法，其結(jié)構(gòu)是在GIS外殼上敷設(shè)絕緣薄膜和金屬電極，外殼與金屬電極間構(gòu)成一個電容，可將高頻放電信號耦合至檢測阻抗上，該阻抗上的信號可經(jīng)放大最終得到GIS局部放電水平。這種方法的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、較為實用，最小檢測量約為300pC。缺點是易受外界干擾。

3.電氣檢測法81

(2)內(nèi)部電極法

1988年，英國研制出內(nèi)部電極法，該方法是在法蘭內(nèi)部加裝金屬電極，電極與外殼構(gòu)成耦合電容，以此電容傳感器提取局部放電的脈沖信號。采用多個電容傳感器，利用GIS局部放電信號到達不同位置傳感器的時間差確定放電點，從而實現(xiàn)對局部放電的定位。(2)內(nèi)部電極法82另一種內(nèi)部電極法，是在盆式絕緣子內(nèi)靠近接地端預(yù)先埋設(shè)一個電極，此法其實是內(nèi)部天線法，其信號也是超高頻信號。優(yōu)點是抗干擾性能好、靈敏度高，可檢測出5pC的局部放電。另一種內(nèi)部電極法，是在盆式絕緣子內(nèi)靠近接地端預(yù)先埋設(shè)一個電極83

(3)外接電流傳感器檢測法當GIS內(nèi)部產(chǎn)生局部放電時，接地線上有高頻電流通過，因此，可利用帶有鐵淦氧等磁芯材料的羅可夫斯基線圈作為傳感器來測量此高頻信號，最小檢測量為100pC。外接電流傳感器檢測法的優(yōu)點是傳感器可以在很寬的頻率范圍內(nèi)保持很好的傳輸特性，但地線需穿過線圈，給現(xiàn)場使用帶來了不便。

(3)外接電流傳感器檢測法844.超高頻法超高頻法(ultra-highfrequency簡稱UHF)：利用GIS局部放電輻射出的超高頻電磁波信號進行檢測的一種方法。

4.超高頻法85（四）

超高頻法原理（四）超高頻法原理86當GIS中出現(xiàn)絕緣缺陷時，在外加的高壓電場作用下，電子將被剝離（原子）并在外電場的作用下做加速和減速運動，形成局部放電脈沖。當GIS中出現(xiàn)絕緣缺陷時，在外加的高壓電場作用下，電子將被剝87由于電子運動的速度的變化，放電通道對外要發(fā)射電磁波。電磁波向GIS腔體兩側(cè)傳播，如圖中箭頭（綠色）所示。由于電子運動的速度的變化，放電通道對外要發(fā)射電磁波。電磁波向88在傳播的過程中電磁波將在GIS的不連續(xù)處（絕緣子、交叉接頭、彎角、CT、PT等）經(jīng)歷反射和透射，信號能量會隨傳播距離的增加而衰減。當電磁波傳播到局部放電傳感器（接收天線）處，通過耦合從傳感器中將輸出一個電壓信號，并被存儲和分析（如FFT和相關(guān)分析）。在傳播的過程中電磁波將在GIS的不連續(xù)處（絕緣子、交叉接頭、89GIS局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)狀ppt課件90GIS中電磁波的傳播特性：(1)超高頻信號在GIS腔體中傳播會發(fā)生諧振，諧振使得超高頻信號的衰減變慢。GIS局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)狀ppt課件91(2)超高頻信號在GIS中傳播時的衰減主要是由于GIS中的不連續(xù)點造成。信號通過絕緣子時平均衰減3dB。信號通過T型接頭時最嚴重的支路信號平均衰減10dB。(2)超高頻信號在GIS中傳播時的衰減主要是由于GIS中的不92如果不存在盆式絕緣子、隔離開關(guān)及斷路器等不連續(xù)點，1GHz的電磁波在直徑為0.5m的GIS內(nèi)傳播所產(chǎn)生的衰減約3～5dB/km。

如果不存在盆式絕緣子、隔離開關(guān)及斷路器等不連續(xù)點，1GHz的93根據(jù)GIS中電磁波的傳播特點，利用超高頻傳感器接收其中300~3000MHz甚至更高的超高頻信號進行檢測，以避開常規(guī)電磁脈沖的干擾，從而提高局部放電檢測的信噪比。這是因為空氣中的電暈放電等電磁干擾頻率一般在300MHz以下。

根據(jù)GIS中電磁波的傳播特點，利用超高頻傳感器接收其中30094超高頻傳感器安裝類型：

(a)內(nèi)置式：在GIS內(nèi)部或通過絕緣安裝，一般在母線與分支交接處。

(b)外置式：絕緣子外沿處（便攜式）。超高頻傳感器安裝類型：95內(nèi)置式內(nèi)置式96GIS內(nèi)部直接安裝方式GIS內(nèi)部直接安裝方式97半內(nèi)置式——介質(zhì)窗：通過絕緣件（介質(zhì)窗）安裝方式）半內(nèi)置式——介質(zhì)窗：98GIS局部放電帶電檢測技術(shù)現(xiàn)狀ppt課件99介質(zhì)窗與氣室相通，可有效穿透電磁波。介質(zhì)窗與氣室相通，可有效穿透電磁波。100介質(zhì)窗方式即可保證有效接收超高頻信號，又可保證傳感器與氣室隔離。介質(zhì)窗方式即可保證有效接收超高頻信號，又可保證傳感器與氣室隔101內(nèi)置式特點：

1.傳感器被屏蔽，抗干擾能力提高；

內(nèi)置式特點：102

2.傳感器接觸面增大，靈敏度提高。

3.多點安裝有利于故障定位。2.傳感器接觸面增大，靈敏度提高。103外置式外置式104絕緣子外沿處安裝方式（便攜式）絕緣子外沿處安裝方式（便攜式）105超高頻傳感器超高頻傳感器106螺旋天線

等角螺旋天線

阿基米德平面螺旋天線

螺旋天線等角螺旋天線阿基米德平面螺旋天線107放大器頻率響應(yīng)曲線

放大器頻率響應(yīng)曲線108超高頻帶電檢測技術(shù)特點：（1）傳感器接收UHF頻段信號，避開了電網(wǎng)中主要電磁干擾的頻率，具有良好的抗電磁干擾能力。

超高頻帶電檢測技術(shù)特點：109（2）可在GIS運行狀況監(jiān)測。（2）可在GIS運行狀況監(jiān)測。110（3）根據(jù)電磁脈沖信號在GIS內(nèi)部傳播特點，利用傳感器接收信號的時差可進行故障定位。（3）根據(jù)電磁脈沖信號在GIS內(nèi)部傳播特點，利用傳感器接收信111

（4）UHF傳感器的有效檢測范圍大，檢測點少、效率高，適用于自動在線監(jiān)測系統(tǒng)。

112

2.傳感器接觸面增大，靈敏度提高。

3.多點安裝有利于故障定位。2.傳感器接觸面增大，靈敏度提高。113超高頻法有關(guān)問題討論

超高頻法有關(guān)問題討論114（1）外置式傳感器放置在現(xiàn)場GIS設(shè)備外部，沒有金屬