超声波局部放电
局部放电超声波在线检测技术的应用
局部放电超声波在线检测技术的应用随着电力行业的不断发展，设备的完好运行对于电网的稳定供电起着至关重要的作用。
然而，电力设备在长期运行过程中，受到环境、材料老化、运行负荷和设计缺陷等因素的影响，常常会出现各种损伤，其中局部放电是一种常见的电力设备故障现象。
对于高压设备而言，局部放电不仅会导致设备寿命的缩短，也会威胁电力系统的稳定运行和人员的安全。
因此，如何及早、精准地发现和定位设备的局部放电异常，成为电力设备管理的重要课题。
在局部放电检测技术中，超声波在线检测技术被广泛应用。
该技术基于声波的传输特性，利用超声波检测局部放电引起的机械振动信号，对局部电缆和变压器绕组等设备中的局部放电进行实时监测和诊断。
超声波在线检测技术具有检测精度高、响应速度快、无需人工介入等优点，被越来越多的电力设备管理者所关注和使用。
局部放电超声波在线检测技术的应用主要体现在以下几个方面。
一、局部放电预警通过超声波在线检测技术，能够及时、连续地监测电气设备中的局部放电信号，一旦出现异常信号即可进行预警。
由于局部放电产生的机械振动信号很弱，检测仪器需要对信号进行放大并滤波处理才能得到可靠的检测结果。
当检测仪器发现信号超过预设的报警值，系统就会发出预警信号，提醒管理人员对该设备进行详细检查，并及时采取相应的处理措施，避免设备运行中出现故障。
二、局部放电定位超声波在线检测技术不仅可以对局部放电信号进行监测，还可以对异常信号的发生位置进行定位。
目前，大多数国内外的局部放电检测仪器都可以采用时间差法对局部放电位置进行定位。
即在设备的两端放置两个超声波传感器，当局部放电信号通过各处传感器时，传感器所接收到的信号到达时间会有微小差异，根据微小差异推算出信号的来源位置，确定局部放电故障的具体位置，为后续的检修工作提供准确指导。
三、局部放电评估当电力设备发生局部放电故障时，除了对具体故障位置进行定位和处理外，还需要对故障程度进行评估，以确保设备能够安全、稳定地运行。
案例1：超声波局部放电检测发现110kV某变电站3911开关柜内电缆终端局部放电
案例1：超声波局部放电检测发现110kV某变电站3911开关柜内电缆终端局部放电§案例简介2020年05月22日18时，检测人员对某站开关柜进行带电检测发现，3911开关柜后下方电缆仓位置超声异常，超声检测数据为42mV，通过耳机可听到连续放电声音，暂态地电压信号正常（基本等于背景噪声），该开关柜后上部及相邻柜体均为环境背景噪声（0.3mV）。
怀疑3911电缆仓内存在沿面放电，当日22时停电后打开后下柜门检查发现A相电缆终端绝缘炭化，绝缘隔板固定螺丝断裂导致绝缘隔板掉落，电缆终端对绝缘隔板放电且有明显放电痕迹。
对电缆终端、绝缘隔板处理后送电，复测放电信号消失。
§检测分析方法（1）带电检测情况：检测人员利用华乘电气科技股份有限公司的PDS-T90手持式局部放电检测仪对开关柜进行了超声波局部放电及暂态地电压局部放电检测，测试数据见表1。
表1 超声波、暂态地电压局部放电检测数据注暂态地电压测试金属背景10dB，超声波局部放电空气背景0.3mV3911开关柜超声波局部放电检测信号最大位置在开关柜后下柜门散热孔处（图1），有效值12.4mV，周期最大值42.6mV，50Hz成分0.4mV，100Hz成分4.4mV，空气背景有效值0.1mV，最大值0.3mV。
超声波幅值图谱见图2。
图1 3911开关柜后下柜门图2 超声波幅值图谱通过表1可以看出，3911开关柜超声波局部放电幅值达到42mV，相当于32dB，大于国网公司运检一[2014]108号文件《变电设备带电检测工作指导意见》规定的缺陷值（15dB）。
超声波测试100Hz成分远大于50Hz成分，暂态地电压测试结果正常，怀疑电缆仓内有严重的局部放电缺陷，缺陷性质为沿面放电。
（2）停电检查情况：当日22时停电检查，发现3911电缆A相电缆终端中部有明显放电痕迹且已经炭化，电缆仓布满黑色粉末状物质，A、B相之间的绝缘隔板固定螺丝断裂(图3)，绝缘隔板底部与A相电缆直接接触，接触部位已经发黑，有放电痕迹（图4）。
变压器局部放电监测方法总结
变压器局部放电监测方法总结随着电气设备不断增多和规模不断扩大，变压器也被广泛应用于各种场合。
作为电力变压器常见的故障现象，局部放电已成为影响电气设备运行安全的最主要因素之一。
因此，变压器局部放电监测方法的研究和应用显得尤为重要。
目前，变压器局部放电监测方法主要可以分为以下几类。
一、超声波法超声波法是利用超声波探测变压器内部局部放电信号的方法。
其原理是，当变压器内部发生局部放电时，会产生一定的声波信号，超声波探头可以探测到这些信号，并以此来判断变压器是否存在局部放电现象。
这种方法具有灵敏度高、反应迅速、非接触式测量等优点，但同时也存在着受温度、材质等因素的影响、检测深度较浅等缺点。
二、电磁法电磁法是利用电磁感应探测变压器内部局部放电信号的方法。
其原理是，变压器内部发生局部放电时，会产生一定的电磁波信号，电磁感应探测器可以探测到这些信号，并以此来判断变压器是否存在局部放电现象。
这种方法具有灵敏度高、检测深度较深等优点，但同时也存在着受温度、材质等因素的影响、需要专门的仪器等缺点。
三、光学法光学法是利用光学感应探测变压器内部局部放电信号的方法。
其原理是，通过光学采集设备采集变压器内部局部放电时产生的闪光信号，并映射到光学显微镜中进行观察和判断。
这种方法具有不会影响变压器内部工作、检测效果好等优点，但同时也存在着需要专门设备、放电强度小等缺点。
四、化学法化学法是利用化学分析手段分析变压器内部油中存在的局部放电产生的气体的组成及其浓度变化来判断变压器是否存在局部放电现象的方法。
这种方法具有利用方便、检测精度高等优点，但同时也存在着受变压器内部材质、油质量等因素影响、需要取样等缺点。
总的来说，变压器局部放电监测方法有很多种，每种方法都有其优点和不足。
针对不同的应用场合和电气设备，在实际应用时应该综合考虑各种方法的特点和适用范围，在保证精度的前提下选择最合适的监测方法。
同时，也需要不断加强和完善局部放电监测技术，进一步提高变压器运行安全性和稳定性，为电力系统的稳定供电和发展做出自己的贡献。
电气设备局部放电超声波检测研究论文（优秀范文五篇）
电气设备局部放电超声波检测研究论文（优秀范文五篇）第一篇：电气设备局部放电超声波检测研究论文摘要：:近年来，国家电力工业迅速发展，国家电网规模不断扩大，电压等级也在不断地提高，同时也对电气设备的运行提出了较高要求，基于此，本文针对电气设备局部放电的超声波检测进行了详细研究。
首先从超声波检测原理和超声波检测系统两个方面分析超声波检测技术，然后通过具体的实验，得出实验结果，从而明确电气设备局部放电中的超声波检测技术特点，以此确定有效检测电气设备局部放电的手段。
关键词：:超声波检测原理;局部放电;声波分量;压电传感器局部放电会对电气设备造成不良影响，如果长期存在局部放电，那么电气设备的老化速度就会加快，因此必须要定期对电气设备进行局部放电实验，以此保证设备的正常运行。
通过局部放电实验确定检测电气设备局部放电的有效技术，也能够了解设备的绝缘状况。
而在电气设备局部放电时，会产生电脉冲、超声波、局部过热等情况，因此出现了多种不同的检测方法，而本文主要针对超声波检测方法进行分析。
一、电气设备局部放电的超声波检测原理和系统分析(一)超声波检测原理造成电气设备出现局部放电的原因是因为绝缘故障，所以当发生局部放电时，区域内的分子会形成剧烈的撞击，同时介质也会受到影响，发生瞬时体积改变的情况，还会产生反射和折射现象，在分子介质等因素下，从宏观上产生一定的脉冲压力波，超声波就是其中的声波分量之一。
［1］如果此时在设备外部安装相应的声电转换器，就可以将声音信号转化为电信号，从而将声音信号转变为电信号，经过相应的处理后，就可以得到局部放电信息的特征量。
在常见的设备局部放电实验中，超声波检测方法不会受到电气干扰，也可以实现远距离无线测量，和其他几种传统检测方法相比，具有着无法替代的优点，不仅如此，超声波检测在检测大容量电容器时，灵敏度较高，甚至高于电脉冲法。
(二)超声波检测系统超声波系统中包括了压电传感器、前置仪表放大、滤波电路、数字存储示波器、主放大电路等部分，在完成具体的检测后，得到的检测结果就会输入到计算机中进行处理。
特高频和超声波局部放电综合检测技术的应用
特高频和超声波局部放电综合检测技术的应用摘要：随着国家特高输电战略的逐步实施和建设智能电网计划的不断完善，GIS设备在整个电网中的应用越来越多。
应用超声波法和超高频法综合检测技术，对GIS、开关柜及部分异常设备进行检测，发现GIS 及开关柜等多起设备隐患．并采取相应措施进行了处理．确保了电网的安全运行。
超声波法和超高频法均是现场局部放电的主要检测方法。
超声波法对自由颗粒缺陷具有较高的灵敏度；超高频法对设备内部的金属尖端放电、接触不良放电、GIS 盆式绝缘子上的自由金属颗粒和内部缺陷反映较灵敏，使用时可根据实际情况进行选择。
关键词：特高频；超声波；综合应用GIS由于内空极为有限，导致工作场强很高，内部绝缘裕度相对较小，在严格控制的环境条件下，SF6 气体的击穿强度可望达到相当高的水平，但实际上由于组装环境等因素影响，通常只能达到期望值的一半左右，甚至更低。
一旦GIS 设备内部出现绝缘缺陷，极易发生设备故障，而且引起的停电时间长，检修费用高.事故分析表明，悬浮微粒或污染物进入GIS 盆式绝缘子内侧根部区域．改变了气室内部的空间电场分布，导致局部电场发生畸变，最终由悬浮微粒或污染物引起盆式绝缘子中心导体沿面对外壳放电。
特高频／超声波局放测量技术能有效检测GIS 设备缺陷导致的局部放电，能及时发现和避免GIS 事故的发生，保障GIS 设备的安全稳定运行。
1GIS 局部放电检测原理超声波法、特高频法是目前国内外GIS 局放检测的主要手段，它们都是通过对接收信号进行数据分析，重点关注特征量大小，与典型图谱进行对比，以检测GIS 中各种类型的缺陷，如毛刺放电、自由颗粒、悬浮屏蔽、绝缘子上的颗粒等。
1、特高频局部放电检测原理。
当局部放电在小范围内发生时，气体击穿过程很快，将产生持续时间为ns级的脉冲电流，同时向周围辐射出0.3-3GHZ的电磁波，其在GIS 中是以TEM波和TM波形式传播的，GIS 的同轴结构相当于导引电磁波的波导管，1个GIS 系统如同一系列的谐振腔，谐振腔中信号衰减较小，通常1个ns级的局部放电信号可以持续10ms以上。
超声波局部放电
安全性问题研究
随着超声波局部放电应用的拓展，其安全性问题也日益凸 显，未来需要加强对其潜在风险的研究和防控。
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超声波在传播过程中，温度的变化会导致介质中的声速发生变化，从而 影响超声波的传播和接收。局部放电产生的超声波信号在传播过程中， 可能会受到环境温度的影响而产生误差。
湿度
环境中的湿度会影响空气的声学特性，如声速和声衰减等。对于超声波 局部放电检测，湿度的变化可能会导致信号幅度和传播时间的波动。
03
压力
超声波局部放电的产生机理
01Leabharlann 0203高频振动
超声波在绝缘材料中产生 高频振动，使得材料内部 的分子或离子发生位移， 引起电荷的局部积聚。
电场增强
超声波振动导致局部区域 的电场增强，当电场强度 超过绝缘材料的击穿场强 时，发生放电。
气体析出
超声波作用可能导致绝缘 材料内部的气体析出，形 成气泡。这些气泡在强电 场下容易发生放电。
超声波局部放电的危害
绝缘破坏：超声波局部放电会导致绝 缘材料的破坏，降低其绝缘性能，严 重时可能造成设备故障或事故。
电磁干扰：超声波局部放电会产生电 磁辐射，可能对周围电子设备产生干 扰，影响其正常运行。
电能损耗：放电过程会伴随能量损耗 ，导致电力系统的电能损耗增加，降 低能源利用效率。
因此，需要加强对超声波局部放电现 象的研究和防范，提高电力设备和系 统的运行可靠性和安全性。
采样频率和分辨率
采样频率和分辨率决定了超声波信号的采集精度。较低的采 样频率和分辨率可能会导致信号细节的丢失，影响局部放电 特征提取的准确性。
运行条件因素
电压和电流
电气设备的运行电压和电流是影响局部放电的主要因素。 电压和电流的变化可能会导致设备内部电场分布的改变， 从而影响局部放电的强度和频率。
局部放电超声波波长
局部放电超声波波长
局部放电超声波波长是指在局部放电过程中传播的超声波的波长。
局部放电是一种电击穿的前兆，通常发生在绝缘介质中的微小缺陷或部分放电源处。
当局部放电发生时，会产生高频的超声波，这些超声波可以通过传播距离和单位时间传播的波长来描述。
超声波的波长与频率有关，一般情况下，频率越高，波长越短。
在局部放电过程中，产生的超声波频率通常在几十kHz到几百kHz之间。
根据声波的传播速度和频率之间的关系，可以计算出局部放电超声波的波长。
超声波的传播速度取决于介质的性质，一般来说，固体中的超声波传播速度比液体和气体中的要高。
在绝缘介质中，例如油纸绝缘材料，超声波的传播速度通常在数千米/秒到几万米/秒之间。
综上所述，局部放电超声波的波长取决于超声波的频率和介质的传播速度，通常在数毫米到数十毫米之间。
超声波局部放电检测
超声波局部放电检测
组合电器内部产生局部放电信号的时候，在放电的区域中，分子间产生剧烈的撞击，这种撞击在宏观上表现为一种压力。
由于局部放电是一连串的脉冲形式，所以由此产生的压力波也是脉冲形式的，即产生了声波。
局部放电源一般较小，一般为点声源。
局部放电产生的声波频率在101-107Hz数量级范围，即为超声波（声音频率超过20kHz范围的称为超声波）。
超声波传感器分成两种，一种为接触式（压电式）超声波传感器（AE）,一种为开放式（敞开式）超声波传感器，接触式传感器是将传感器贴在电力设备表面，检测局放产生的超声波信号在电力设备表面金属板中传播所感应的振动现象，主要用于GIS、变压器、电缆等密封性电力设备的局放检测，但这种检测方式容易受到外界声音及电力设备运行过程中自身振动的干扰。
开放式超声波传感器是检测放电产生的超声波信号在空气中传播时的振动现象，用于检测电力设备与传感器间有空气通道（如开关柜及户外的电力设备）的局放检测，这种检测技术能够利用外差技术将超声波信号转换成人耳可听到的声音信号，通过局放的特征声音，能够更好的判断局放存在（不受干扰影响）和定位。
开放式超声传感器结构图见图。
超声波法测量局部放电，利用的是外差法将被接收的信号转换成一个人耳可判别、可听见的声音信号，并将放电所产生的超声波大小以声压的形式显示出来，这样，测量人员便可以通过耳机听到放电声音，并能从测量仪器上查看声压信号。
外差法原理类似于收音机，把信号转换成人可识别的声音。
主要流程是：超声波信号经过主机选频得到所需信号，然后经本地振荡器产生一个同接收频率差不多的本振信号，两者混频后产生差频，即中频信号，此信号经过中频选频。
采用超声波检测35KV电流互感器的局部放电
采用超声波检测35KV电流互感器的局部放电王贝贝电气0804班080301104电流互感器是电力系统的重要组成部分，其运行状况关系到电力系统能否安全运行。
互感器的可靠运行与其绝缘状况有直接关系，而局部放电是造成互感器绝缘老化，引发电力事故的主要原因之一。
为此，国内外对电流互感器局部放电理论进行了深入的研究。
局部放电会产生电、光、声、热等物理化学现象，根据这些现象，相应地出现了电脉冲法、光检侧法、超声波法、超高频法、气相色谱法和红外热像法等。
目前，电脉冲法和超声波法是研究最为广泛的方法，但在应用上也仍存在不足，主要在于信号识别和实现精确定位上仍存在问题。
本文拟对35KV电流互感器的局部放电超声波检测方法进行介绍。
1.超声波局部放电测量原理超声波是一种振荡频率高于20kHz的声波，超声波的波长较短，可以在气体、液体和固体等媒介中传播，传播的方向性较强、故能量较集中，因此通过超声波测试技术可以测定局部放电的位置和放电程度。
a. 超声波局部放电测量1. 可以较准确的测定局部放电的位置。
2. 测量简便。
可在被测设备外壳任意安装传感器。
3. 不受电源信号的干扰。
4. 测试灵敏度低，不能直接定量。
b.超声波传感器的原理及应用局部放电产生时会辐射出电磁波，所以电检测法是最普遍的局部放电检测手段，然而诸如超声波法等非电的检测方法已被证明有效并且发展了很长一段时间，积累了很丰富的知识体系。
超声波法局部放电检测是一种对电力设备很重要的非破坏性的检测手段。
最初的超声法检测是基于超声脉冲回波技术（Ultrasonic Pulse-echo Radar），主要应用于材料内部裂纹检测。
近几年兴起的声发射技术（AE）得到了更广泛的应用。
电力设备内部发生局部放电时会发出超声波，不同的电力设备、环境条件和绝缘状况产生的声波频谱都不相同2．局部放电测试目的及意义局部放电：是指设备绝缘系统中部分被击穿的电气放电，这种放电可以发生在导体(电极)附近，也可发生在其它位置。
超声波局部放电检测在电缆检测中的应用分析
超声波局部放电检测在电缆检测中的应用分析摘要:变电设备局部放电的过程，除了伴随着电荷的转移和能量的损耗外，同时也会造成机械振动，从而产生声信号。
对局部放电过程中的声信号进行采集、检测和分析从而对局部放电的位置、程度和性质进行判断的技术就是超声波局放检测技术。
局部放电产生的声信号会沿着非真空介质向四周传播，使用接触式超声波探头对局放产生的超声波信号进行采集，从而进行故障判断。
关键词：超声波局部放电放电检测一、引言超声波是指频率大于20000Hz的声波。
局部放电的过程，除了伴随着电荷的转移和能量的损耗外，同时也会造成机械振动，从而产生声信号。
对局部放电过程中的声信号进行采集、检测和分析从而对局部放电的位置、程度和性质进行判断的技术就是超声波局放检测技术。
局部放电产生的声信号会沿着非真空介质向四周传播。
由于在液体和气体中声波衰减较快，而在固体中声波能量损失较小，所以使用接触式超声波探头对局放产生的超声波信号进行采集。
典型的超声波局放装置一般分为硬件系统和软件系统两大部分。
硬件系统用于检测场声波信号，软件系统用于对所测得的数据进行特征分析并作出初步诊断。
硬件系统组成图如下图6-29所示：图6-29二、超声波局放检测步骤：1.测试前检查测试环境，排除干扰源2）对检测部位进行接触或非接触式检测。
检测过程中，传感器放置应避免摩擦，以减少摩擦产生的干扰；3）手动或自动选择全频段对测量点进行超声波检测；4）测量数据记录。
记录异常信号所处的相别、位置，记录超声波检测仪显示的信号幅值、中心频率及带宽；5）若存在异常，则应进行多点检测，查找信号最大点的位置。
6）记录测试位置、环境情况、超声波读数。
三、超声波局放试验分析根据相位图谱特征判断测量信号是否具备与电源信号相关性。
正常的电缆设备，不同相别测量结果应该相似。
如果信号的声音明显有异，判断电缆设备或邻近设备可能存在放电。
应与此测试点附近不同部位的测试结果进行横向对比（单相的设备可对比 A、B、C 三相同样部位的测量结果），如果结果不一致，可判断此测试点异常。
超声波局放和超高频局放检测原理
超声波局放和超高频局放检测原理
超声波检测技术
在电气设备的局部放电过程中，通常会出现电荷产生中和的现象。
这种中和过程会导致放电部位的分子发生剧烈变化，进而释放出热能。
由于受热，该地区的电气设备部位会发生膨胀。
待放电过程结束，受热膨胀的区域就可以即刻复原，可是膨胀复原的过程会导致介质疏密产生改变，介质疏密改变会有超声波出现。
这种超声波以放电区域为中心，采用球面波的形式向周围扩散。
当使用声电转换器时，它可以将超声波声信号转换成电信号，然后通过仪器捕捉和分析，就可以准确地确定放电发生的具体位置。
超高频检测技术
这种技术利用超高频天线探测电器设备中的局部放电所发出的电磁波,探测频段一般在300-3000MHz之间。
超高频检测技术具有对多种类型的放电性不足有很高的灵敏性的特点,且不会受到机械干扰的影响，能够快速定位局部放电的位置，同时检测范围广泛。
超高频UHF局部放电检测是基于信息特点和局部信号谱图推断局部放电类型的方法。
随着电气设备局部放电检测技术的不断发展和技术水平的提高,超高频检测技术己被广泛应用于电气设备局部放电检测。
开关柜智能监测装置
我司研制的GZPD-900-WRT型开关柜多状态智能监测装置适合己带电运行的开关柜加装，具备优良的软件及硬件滤波功能。
系统通过智能特高频局放传感器、智能超声波局放传感器、智能暂态地电压局放传感器获取开关柜运行中的状态信息，进一步采用1oRa无线通讯方式传输至开关柜无线数据接收终端,实现开关柜运行状态监测，为开关柜检修提供依据。
超声波法检测局部放电的原理与设计
超声波法检测局部放电的原理与设计超声波法是一种常用的局部放电检测方法，广泛应用于变压器、绝缘子、电缆等高压设备的监测与故障诊断。
其原理主要基于超声波在空气和介质中传播的特性，通过检测局部放电所产生的超声波信号来判断设备是否存在放电故障，并进一步确定放电的位置和性质。
超声波法的设计主要包括传感器设计、信号采集与处理以及故障诊断方法。
传感器是超声波法的核心部分，常用的传感器包括接触式传感器和无接触式传感器。
接触式传感器通常由振动传感器和耦合装置组成，它们能够在设备表面感知到放电产生的超声波信号。
无接触式传感器则通过无线红外热像仪或激光干涉仪等设备来测量放电时产生的温度变化，从而获取超声波信号。
信号采集与处理是超声波法中的另一个重要环节。
传感器所获得的信号通常是微弱的，需要经过放大和滤波等处理才能得到有效的信号。
常用的信号处理方法包括模拟信号放大、数字信号滤波、频谱分析以及相关算法等。
其中，频谱分析是一种常用的方法，通过将信号转化为频域表示，可以更加清晰地分析信号中不同频率的特征。
故障诊断方法是超声波法的最终目的，其主要目标是通过分析超声波信号来判断设备的放电类型、位置和严重程度。
传统的故障诊断方法包括时域分析和频域分析两种。
时域分析主要是通过观察超声波信号的波形特征来诊断故障，如振幅、周期、波形变化等。
频域分析则是通过计算信号的频谱特性，如功率谱密度、频率域特征等，来判断放电的性质与位置。
除了传统的分析方法外，近年来还出现了一些新的故障诊断方法。
例如，机器学习算法可以通过对大量样本数据进行训练，自动学习特征模式，并将其应用于新的信号诊断中。
深度学习算法则可以通过构建多层神经网络模型，自动提取信号中的抽象特征，从而实现更加精确的故障诊断。
综上所述，超声波法检测局部放电的原理与设计主要包括传感器设计、信号采集与处理以及故障诊断方法。
通过合理设计与选择传感器，对信号进行适当的处理与分析，可以准确地检测和诊断设备的放电故障，为设备的安全运行提供可靠的保障。
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。
局放试验
标准：GB1208-97《电流互感器》规定在电压1.2Um/√3时放 电量：交接时不大于20pC Um=1.15Un=1.15×35=40.25kV 试验加压：1.2Um/√3=1.2×40.25/1.732=27.89 kV 2.电压互感器局部放电测量回路
标准： 相对地
GB1207-97《电压互感器》
局部放电超声测量
压 电 超 声 传 感 器 阻 抗 变 换 前 置 75Ω同轴电缆 放 大 滤 波 放 大 器 数字 局部 放电 测试 仪
电测法与超声法联合测量 以电信号为时间零点测量与超声 信 号 的 时 间 差 Δt 计 算 出 放 电 点 与 传 感 器 的 距 离 s=vΔt v=1.42mm/μs（油中） 1. 其他非电检测方法 ①光检测法 透明介质 电缆芯 水介质 光电倍增管观察 ②热检测法 严重放电 局部热效应 热电偶 测温升 ③放电产物分析法 分解气体 分析化学生成物 推断放程 度
③ 抑制： a.从波形的特点分析区别，读取放电脉冲。 b.在电源回路和高压回路加滤波器。 c.测量装置选择合适的频带和中心频率。 d.采用平衡测试回路。 e.时间开窗法。
第六节 局部放电波形图谱识别 1.内部放电：
单气隙
多气隙
2.表面放电：
3.电晕放电：
4.干扰放电波形：
接触不良
可控硅元件动作
磁饱和产生的谐振波形
调制或非调制的干扰波形
荧光灯产生的干扰
第七节 局部放电试验应注意的事项： 1. 试验程序： ① 试前准备：试品表面应清洁干燥，其温度和环境温度一 致，试验前试品不应受机械、热和电的作用。 ② 校验测试回路的灵敏度，应不低于试品允许放电量的 50%。 ③ 高压引线应采用蛇皮管，与试品连接处应紧密，必要时 加屏蔽。 ④ 试品、测试设备可靠接地，最好一点接地，接地线尽量 短。 ⑤ 试验回路要紧凑，试品远离其他物体。
局部放电的检测方法
局部放电的检测方法局部放电是一种电气设备故障的早期警示信号，它是导体表面或导体内部的局部区域发生放电现象。
局部放电会持续排放大量的电磁波，这些电磁波会通过空气传播到设备的周围，可以被适当的检测方法所捕捉到。
下面介绍几种常用的局部放电检测方法：1. 空气色谱法：这种方法使用特殊的气体传感器，如由电化学气体传感器或红外线气体传感器组成的阵列。
当设备发生局部放电时，电离的气体会在气体传感器上产生响应，从而通过分析气体成分和浓度来确定设备是否发生局部放电。
2. 红外热成像法：这种方法使用红外热成像相机来检测设备表面的温度变化。
当设备发生局部放电时，放电区域会产生热量，从而引起表面温度的不均匀分布。
通过使用红外热成像相机可以实时监测设备的表面温度，并从中检测出局部放电的存在。
3. 频率响应分析法：这种方法通过在电气设备上施加正弦交流电压，然后测量设备的频率响应来检测局部放电。
当设备出现局部放电现象时，放电区域会产生电荷积累，从而改变设备的频率响应。
通过测量频率响应曲线的变化，可以确定设备是否发生局部放电。
4. 超声波法：这种方法利用超声波传感器来检测设备发出的声音信号，从而确定设备是否存在局部放电。
当设备发生局部放电时，放电区域会产生特定频率的声音波，并通过超声波传感器捕捉到。
通过分析声音信号的频谱和幅值，可以确定设备是否存在局部放电。
5. 频谱分析法：这种方法通过将局部放电信号的频谱进行分析，来确定设备是否出现局部放电。
局部放电产生的信号包含多个频率成分，通过对信号进行频谱分析，可以确定是否存在局部放电，并确定其频率范围和幅值。
综上所述，局部放电的检测方法可以根据具体的需求和设备特点选择合适的方法进行检测。
不同方法有其特点和适用范围，可以互相补充，提高局部放电的检测准确性和可靠性，从而及时预警并采取必要的维护措施，避免设备故障的发生。
超声波法检测局部放电的原理与设计
超声波法检测局部放电的原理与设计1.1局部放电的机理1.1.1局部放电基本概念及原理绝缘介质内部含有一个气隙时的放电情况是最简单的，如图 2.1(a)所示。
图中c 代表气隙，b 是与气隙串联部分的介质，a 是除了b 之外其他部分的介质。
假定这一介质是处在平行板电极之中，在交流电场作用下气隙和介质中的放电过程可以用图1.l(b)所示的等效电路来分析。
假定在介质中的气隙是扁平状而且是与电场方向相垂直，则按电流连续性原理可得b bc c Y U Y U = （1.1）式中c U 、bU 分别气隙和介质上的电压, Y c 、 Y b 分别为气隙和介质的等效电导 。
工频电场中若c γ和b γ均小于10－11(Ω·m)-1，则气隙和b 部分绝缘上的电压的数值关系可简化为 )()()(2222δεδεωωωγωγ-==++==d C C C C U U u u c b c b c c b b bc b c （1.2） 式中c ε、b ε分别为气隙和绝缘介质的相对介电常数，气隙和介质中的电场强度E c 、E b 的关系为U + - δ c b ba a d C c Cb Rc R b C a R a Uu c u b δ－气隙厚度 d －整个介质的厚度 R c 、C c －气泡的电阻和电容R b 、C b －与气泡串联部分介质的电阻和电容 R a 、C a 一其余部分介质的电阻和电容 图1.1含有单气隙的绝缘介质，（a ）绝缘介质中的气隙，（b ）放电等效电路（a ）（b ）cb b C bcd u u E E εεδδ=-=)( （1.3） 由式（1.3）可见：(1) 气隙放电在工频电场中气隙中的电场强度是介质中电场强度的c b εε倍。
通常情况下1=c ε，而1>b ε，即气隙中的场强要比介质中的高，而另一方面气体的击穿场强一般都比气体的击穿场强低，因此，在外加电压足够高时，气隙首先被击穿，而周围的介质仍然保持其绝缘特性，电极之间并没有形成贯穿性的通道。
GIS特高频与超声波局部放电检测技术
1、典型缺陷图谱分析与诊断
峰值检测谱图
PRPD谱图
悬 浮 电 位 放 电
放电信号通常在工频相位的正、负半周均会出现，且具有一定对称性，放电信 号幅值很大且相邻放电信号时间间隔基本一致，放电次数少，放电重复率较低。 PRPS谱图具有“内八字”或“外八字”分布特征。
类 型
PRPS谱图
1、典型缺陷图谱分析与诊断
2.2 特高频局放检测的测试注意事项
1. 特高频局放检测仪适用于检测盆式绝缘子为非屏蔽状态的GIS 设备，若GIS的盆式绝缘子为屏蔽状态则无法检测；
2. 检测中应将同轴电缆完全展开，避免同轴电缆外皮受到刮蹭 损伤；
3. 传感器应与盆式绝缘子紧密接触，且应放置于两根禁锢盆式 绝缘子螺栓的中间，以减少螺栓对内部电磁波的屏蔽及传感 器与螺栓产生的外部静电干扰；
类 型
PRPS谱图
1、典型缺陷图谱分析与诊断
峰值检测谱图
PRPD谱图
电 晕 放 电
放电的极性效应非常明显，通常在工频相位的负半周或正半周出现， 放电信号强度较弱且相位分布较宽，放电次数较多。但较高电压等 级下另一个半周也可能出现放电信号，幅值更高且相位分布较窄， 放电次数较少。
类 型
PRPS谱图
2、超声波局部放电检测的注意事项
（一）安全措施 局部放电检测过程中应加强安全防护，重点做好如下工作： 1）强电场下工作时，应给仪器外壳假装接地线，防止检测人员应用 传感器接触设备外壳时产生感应电。 2）登高作业时，应正确使用安全带，防止低挂高用。安全带应在有 效期内。 3）在设备耐压过程中，严禁人员靠近被试设备开展局部放电超声波 检测，防止设备击穿造成人身伤害。 4）在对电缆终端等设备进行检测时，应使用绝缘支撑杆，严禁检测 人员手持传感器直接接触被测设备。 （二）抗干扰措施 1）检测之前，应加强背景检测，背景测量位置应尽量选择被测设备 附近金属构架。 2）检测过程中，应避免敲打被测设备，防止外界振动信号对检测结 果造成影响。
超声波局部放电检测技术
第四章超声波局部放电检测技术目录第一节超声波局部放电检测技术概述一、发展历程超声波局部放电检测技术凭借其抗干扰能力及定位能力的优势，在众多的检测法中占有非常重要的地位。
超声波法用于变压器局部放电检测最早始于上世纪40年代，但因为灵敏度低，易于受到外界干扰等原因一直没有得到广泛的应用。
上世纪80年代以来随着微电子技术和信号处理技术的飞速发展，由于压电换能元件效率的提高和低噪声的集成元件放大器的应用，超声波法的灵敏度和抗干扰能力得到了很大提高，其在实际中的应用才重新得到重视。
挪威电科院的从上世纪70年代末开始研究局部放电的超声检测法，并于1992年发表了介绍超声检测局部放电的基本理论及其在变压器、电容器、电缆、户外绝缘子、空气绝缘开关中的应用情况的文章。
随后美国西屋公司的Ron Harrold对大电容的局部放电超声检测进行了研究，并初步探索了超声波检测的幅值与脉冲电流法测量视在放电量之间的关系。
2000年，澳大利亚的西门子研究机构使用超声波和射频电磁波联合检测技术监测变压器中的局部放电活动。
2002年，法国ALSTOM输配电局的研究人员对变压器中的典型局部放电超声波信号的传播与衰减进行了比较研究。
2005年德国Ekard Grossman和Kurt Feser发表了基于优化的声发射技术的油纸绝缘设备的局部放电在线测试方法，通过使用二维傅里叶变换对信号进行处理，可达10pC的检测灵敏度。
同一年，南韩电力研究所研究员发表了关于电力变压器局放超声波信号及噪声的分析方法的文章。
国内清华大学、华北电力大学、西安交通大学、武汉高压所等科研机构自上世纪90年代开始逐渐开展超声波局部放电检测的研究。
西安交通大学提出了相控定位方法，先通过时延算出放电的距离，再根据相控阵扫描的角度确定放电的空间位置。
武高所开发了JFD系列超声定位系统，其对一般变压器放电定位误差可小于10cm。
经过几十年的发展，目前超声波局部放电检测已经成为局部放电检测的主要方法之一，特别是在带电检测定位方面。
《超声波局部放电》PPT模板课件
局部放电定义
• 非贯通性的放电称为局部放电; 将引起绝缘系统劣化，逐渐导 致绝缘损坏。可分为： 1、电晕放电 2、沿面放电 3、内部放电
高压
Void
接地端 Insulation Layer
Conductor
Corona
局部放电检测的重要性：
1）绝缘劣化、缺陷是破坏性的，会引起高压电气设备的损坏； 2）绝缘系统故障很难在例行维护中被发现；
超声波局部放电
（Suitable for teaching courseware and reports）
01超声波局部放电带电检测
超声波
定义： 振动频率高于20kHz的弹性波（声波）叫做超声波，但是其衰减很快；
特性： 1）穿透性 即超声波可在固体、液体、气体等介质中有效传播； 2）反射特性 即超声波遇到声阻抗不一致的界面会发生反射； 3）指向性 即超声波可传递很强的能量，在传播时，方向性强，能量易于集中； 4）干涉、衍射、叠加；
超声波检测仪器
超声波检测方法
超声波检测仪可以把超声波传感器接收到 的超声波信号转换为电信号，这种电信号 通过声音传播出来。通过在软件中填写声 音、设备的基本信息分析设备的缺陷程度。
03检测流程
检测流程
• • • • • • • •
（1）检测前的准备工作； （2）检测点的选择； （3）背景的检测； （4）信号普测； （5）信号定位； （6）信号详测； （7）信号异常处理与分析； （8）分析报告。
检测注意事项
• （1）注意检测仪器状态良好； • （2）选择合适的检测时间，注意外部干扰源； • （3）检测时，应做好检测数据和环境情况的记录或存储； • （4）检测时，要注意安全； • （5）检测者应熟悉待检测设备的内部结构； • （6）检测者对检测仪器应熟练使用。
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意义：
1）确定局部放电现象是否存在，避免供电损失； 2）对设备状态进行评估； 3）实现状态检修，达到设备运行安全可靠、 检修成本合理的目的，提高供电可靠性。
带电检测
定义：
在电气设备运行状态下，对其所做的检测，只做电气检测，不做机械检测。 优势： 1）带电检测是在设备正常运行的情况下检测，减少了停电次数。 2） 对于无法承受瞬时高压的老式设备也能进行检测。 3）带电检测可以依据设备运行状态灵活安排检测周期，便于及时发现设备的隐患，了 解隐患的变化趋势。
超声波局部放电带电检测
定义：在设备正常运行的情况下，通过对电力设备发生局部放电时产生的超声
波信号进行采集、处理和分析来获取设备运行状态的一种检测技术 优势： （1）抗电磁干扰能力强 （2）便于实现放点定位 缺点： （1）对内部缺陷不敏感 （2）受机械干扰较大 （3）进行放电类型模式识别难度大 （4）检测范围小
05案例
案例1
案例2THANKS来自进行局部放电检测。超声波检测仪器
超声波检测方法
超声波检测仪可以把超声波传感器接收到 的超声波信号转换为电信号，这种电信号
通过声音传播出来。通过在软件中填写声
音、设备的基本信息分析设备的缺陷程度。
03检测流程
检测流程
（1）检测前的准备工作；
（2）检测点的选择； （3）背景的检测； （4）信号普测； （5）信号定位； （6）信号详测； （7）信号异常处理与分析； （8）分析报告。
局部放电定义
高压
非贯通性的放电称为局部放电;将引 起绝缘系统劣化，逐渐导致绝缘损坏。 可分为： 1、电晕放电
接地端 Insulation Layer Void
2、沿面放电
3、内部放电
Corona Conductor
局部放电检测的重要性：
1）绝缘劣化、缺陷是破坏性的，会引起高压电气设备的损坏； 2）绝缘系统故障很难在例行维护中被发现；
目录
01
超声波局部放电带电检测
02
检测原理和检测方法
03
检测流程
04
判断标准
05
案例
01超声波局部放电带电检测
超声波
定义：
振动频率高于20kHz的弹性波（声波）叫做超声波，但是其衰减很快；
特性：
1）穿透性 即超声波可在固体、液体、气体等介质中有效传播； 2）反射特性 即超声波遇到声阻抗不一致的界面会发生反射； 3）指向性 即超声波可传递很强的能量，在传播时，方向性强，能量易于集中； 4）干涉、衍射、叠加；
（3）适用范围 广泛
02 检测原理和检测方法
基本原理：
高压电气设备内部存在局部放电，在放电过程中，伴随着爆裂状的声发射， 产生超声波，超声波信号由局部放电源沿着绝缘介质和金属件传导到电力设 备外壳，并通过介质和缝隙向周围空气传播。
由于超声波频率高其波长较短，因此它的方向性较强，能量较为集中，容易
检测注意事项
（1）注意检测仪器状态良好； （2）选择合适的检测时间，注意外部干扰源； （3）检测时，应做好检测数据和环境情况的记录或存储； （4）检测时，要注意安全； （5）检测者应熟悉待检测设备的内部结构；
（6）检测者对检测仪器应熟练使用。
04判断标准
标准
1、根据听声音 正常 2、根据图谱 放电