GIS超高频局部放电典型图谱
局部放电缺陷检测典型案例和图谱库
电缆线路局部放电缺陷检测典型案例（第一版）案例1：高频局放检测发现10kV电缆终端局部放电（1）案例经过2010年5月6日，利用大尺径钳形高频电流传感器配Techimp公司PDchenk 局放仪，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，发现1-1路电缆终端存在局部放电信号，随后对不同检测位置所得结果进行对比分析，初步判断不同位置所得信号属于同一处放电产生的局放信号，判断为电缆终端存在局放信号。
2010年6月1日通过与相关部门协调对其电缆终端进行更换，更换后复测异常局放信号消失。
更换下来的电缆终端经解体分析发现其制作工艺不良，是造成局放的主要原因。
（2）检测分析方法测试系统主机和软件采用局放在线检测系统，采用电磁耦合方法作为大尺径高频传感器的后台。
信号采集单元主要有高频检测通道、同步输入及通信接口。
高频检测通道共有3个，同时接收三相接地线或交叉互联线上采集的局部放电信号，采样频率为100 MHz，带宽为16 kHz~30 MHz，满足局部放电测试要求。
同步输入端口接收从电缆本体上采集的参考相位信号，通过光纤、光电转换器与电脑的RS232串口通信，将主机中的数据传送至电脑中，从而对信号进行分离、分类及放电模式识别。
利用局部放电测试系统，在实验电缆中心导体处注入图1-1的脉冲信号，此传感器可直接套在电缆屏蔽层外提取泄漏出来的电磁波信号，在电缆中心导体处注入脉冲信号，耦合到的信号如图1-2所示。
图1-1 输入5 ns脉冲信号图1-2输入5 ns脉冲信号响应信号将传感器放置不同距离时耦合的脉冲信号如图1-3所示。
距电缆终端不同距离耦合的脉冲信号随其距离的增长而减小（见图1-4），这样就可以判断放电是来自开关柜内还是线路侧。
a）距电缆终端0.1 m b）距电缆终端1.5 m图1-3 局部放电系统的耦合信号图1-4 不同位置耦合的脉冲信号2010年5月6日，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，在距离1-1路进线电缆0.5 m和1.0 m处分别发现局放信号，测试结果如图1-5及图1-6所示。
局部放电标准图谱
局部放电标准图谱附录一高频局部放电检测标准高频局部放电测试结果图谱特征放电幅值说明缺陷具有典型局部放电的检测图谱且放电幅值较大放电相位图谱具有明显180度特征，且幅值正负分明大于500mV，并参考放电频率。
缺陷应密切监视，观察其发展情况，必要时停电检修。
通常频率越低，缺陷越严重。
异常具有局部放电特征且放电幅值较小放电相位图谱180度分布特征不明显，幅值正负模糊小于500mV大于100mV，并参考放电频率。
异常情况缩短检测周期。
正常无典型放电图谱没有放电特征没有放电波形按正常周期进行附录二高频局部放电检测典型图谱放电类型图谱类型图谱特征电晕放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形单个脉冲频域波形内部放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形单个脉冲频域波形沿面放电相位图谱分类图谱附录三GIS超高频局部放电检测典型图谱定义：1、单周期检测数据：检测一个50Hz周期局部放电的峰值与相位角。
2、峰值检测数据：检测50Hz周期的相位角与局部放电信号的峰值和放电速率的关系。
3、PRPD检测数据获取局部放电信号峰值时，数据显示不同大小峰值的局部放电信号个数与50Hz周期相位角的关系。
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检测图谱自由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（空穴、气隙）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（悬浮放电）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检测图谱横轴是幅值,纵轴是相位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检测图谱附录四高压电缆局部放电典型图谱及检测标准序号项目周期标准说明高压电缆局部放电电缆本体及接头局部放电试验1）2年2）必要时正常：无典型放电图谱。
局部放电实用标准规定图谱
附录一高频局部放电检测标准附录二高频局部放电检测典型图谱放电类型图谱类型图谱特征电晕放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形单个脉冲频域波形内部放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形单个脉冲频域波形相位图谱沿面放电分类图谱附录三GIS超高频局部放电检测典型图谱定义：1、单周期检测数据：检测一个50Hz周期局部放电的峰值与相位角。
2、峰值检测数据：检测50Hz周期的相位角与局部放电信号的峰值和放电速率的关系。
3、PRPD检测数据获取局部放电信号峰值时，数据显示不同大小峰值的局部放电信号个数与50Hz周期相位角的关系。
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检测图谱自由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（空穴、气隙）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（悬浮放电）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检测图谱横轴是幅值,纵轴是相位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检测图谱附录四高压电缆局部放电典型图谱及检测标准序号项目周期标准说明高压电缆局部放电电缆本体及接头局部放电试验1）2年2）必要时正常：无典型放电图谱。
正常35kV Q<20pC110kV Q<10pC220kV Q<10pC异常：具有局部放电特征但放电量较小。
异常（I,II）35kV20pC<Q<100pCQ>100pC110kV10pC<Q<40pC40pC<Q<80pC1）曾经发生事故的电缆线路应密切关注，并适当缩短监测周期。
2）与标准图谱（附录B 高频局部放电检测典型图谱）比较，确定局部放电及类型。
3）异常及缺陷应根据处理标准进行处理。
局部放电缺陷检测典型案例和图谱库
电缆线路局部放电缺陷检测典型案例（第一版）案例1：高频局放检测发现10kV电缆终端局部放电（1）案例经过2010年5月6日，利用大尺径钳形高频电流传感器配Techimp公司PDchenk 局放仪，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，发现1-1路电缆终端存在局部放电信号，随后对不同检测位置所得结果进行对比分析，初步判断不同位置所得信号属于同一处放电产生的局放信号，判断为电缆终端存在局放信号。
2010年6月1日通过与相关部门协调对其电缆终端进行更换，更换后复测异常局放信号消失。
更换下来的电缆终端经解体分析发现其制作工艺不良，是造成局放的主要原因。
（2）检测分析方法测试系统主机和软件采用局放在线检测系统，采用电磁耦合方法作为大尺径高频传感器的后台。
信号采集单元主要有高频检测通道、同步输入及通信接口。
高频检测通道共有3个，同时接收三相接地线或交叉互联线上采集的局部放电信号，采样频率为100 MHz，带宽为16 kHz~30 MHz，满足局部放电测试要求。
同步输入端口接收从电缆本体上采集的参考相位信号，通过光纤、光电转换器与电脑的RS232串口通信，将主机中的数据传送至电脑中，从而对信号进行分离、分类及放电模式识别。
利用局部放电测试系统，在实验电缆中心导体处注入图1-1的脉冲信号，此传感器可直接套在电缆屏蔽层外提取泄漏出来的电磁波信号，在电缆中心导体处注入脉冲信号，耦合到的信号如图1-2所示。
图1-1 输入5 ns脉冲信号图1-2输入5 ns脉冲信号响应信号将传感器放置不同距离时耦合的脉冲信号如图1-3所示。
距电缆终端不同距离耦合的脉冲信号随其距离的增长而减小（见图1-4），这样就可以判断放电是来自开关柜内还是线路侧。
a）距电缆终端0.1 m b）距电缆终端1.5 m图1-3 局部放电系统的耦合信号图1-4 不同位置耦合的脉冲信号2010年5月6日，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，在距离1-1路进线电缆0.5 m和1.0 m处分别发现局放信号，测试结果如图1-5及图1-6所示。
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。
GIS局部放电检测及故障处理
GIS局部放电检测及故障处理气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS）是一种集联络、掌握、测量和爱护于一体的高度集成化开关电器。
GIS 具有设备占地面积小、防火性能良好，运行过程中平安性、牢靠性高、日常维护的工作量少等优势。
近几年来，随着社会的进展，对电能质量的要求也越来越高，同时对GIS 设备平安运行的要求也相应提高。
GIS 中绝缘老化的一个重要因素是由于局部放电，而通过对设备进行局部放电检测成为评定绝缘状态的重要手段。
下面就GIS 设备局部放电检测技术及故障进行分析。
1 GIS 局部放电检测的方法概述目前，有关局部放电检测的方法有：电测法、非电测法。
电测法又包括：超声波检测方法、脉冲电流检测方法（ERA）、高频检测方法（HF）、甚高频检测方法（VHF）、超高频检测方法（UHF）。
而非电测法有：光测法、声测法、化学法，在这些非电测法中，声测法由于检测时所用声学传感器不同被分为超声波法及震惊法。
在电测法中，超声波检测方法、脉冲电流检测方法及超高频检测方法是目前最常用的检测方法。
1.1 超声波检测方法超声波检测方法可以在GIS 外壳上直接安装传感器，不必在GIS 内提前装置，同时还可以沿着GIS 移动手持传感器，逐点查找消失故障的部位。
这种检测方法和超高频检测方法比较，对传感器要求明显降低，便利了工作人员进行设备管理维护。
另外，超声波检测法预防外部干扰的力量较强，直接通过触发方式、触发阈值、信号频带的设置进行性能提升。
1.2 脉冲电流检测方法脉冲电流检测方法作为IEC270 中推举的一种传统检测方法，虽然可以对局部的放电水平进行定量性检测，但却没有局部放电现场的抗干扰力量，所以这种检测方法通常适用于局部放电测量的试验室检测中。
1.3 超高频检测方法超高频检测方法中系统频率掌握在为0.3 ~ 3GHz 以内，而通常外部电晕频率小于200MHz,因此应用超高频检测方法对局部放电进行测量，不会受到电晕放电的影响。
局部放电缺陷检测典型案例和图谱库
局部放电缺陷检测典型案例和图谱库电缆线路局部放电缺陷检测典型案例(第一版)案例1:高频局放检测发现10kV电缆终端局部放电(1)案例经过2010年5月6日，利用大尺径钳形高频电流传感器配Techimp公司PDchenk局放仪，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，发现1-1路电缆终端存在局部放电信号，随后对不同检测位置所得结果进行对比分析，初步判断不同位置所得信号属于同一处放电产生的局放信号，判断为电缆终端存在局放信号。
2010年6月1日通过与相关部门协调对其电缆终端进行更换，更换后复测异常局放信号消失。
更换下来的电缆终端经解体分析发现其制作工艺不良，是造成局放的主要原因。
(2)检测分析方法测试系统主机和软件采用局放在线检测系统，采用电磁耦合方法作为大尺径高频传感器的后台。
信号采集单元主要有高频检测通道、同步输入及通信接口。
高频检测通道共有3个，同时接收三相接地线或交叉互联线上采集的局部放电信号，采样频率为100 MHz，带宽为16 kHz~30 MHz，满足局部放电测试要求。
同步输入端口接收从电缆本体上采集的参考相位信号，通过光纤、光电转换器与电脑的RS232串口通信，将主机中的数据传送至电脑中，从而对信号进行分离、分类及放电模式识别。
利用局部放电测试系统，在实验电缆中心导体处注入图1-1的脉冲信号，此传感器可直接套在电缆屏蔽层外提取泄漏出来的电磁波信号，在电缆中心导体处注入脉冲信号，耦合到的信号如图1-2所示。
图1-1 输入5 ns脉冲信号图1-2输入5 ns脉冲信号响应信号将传感器放置不同距离时耦合的脉冲信号如图1-3所示。
距电缆终端不同距离耦合的脉冲信号随其距离的增长而减小(见图1-4)，这样就可以判断放电是来自开关柜内还是线路侧。
a)距电缆终端0.1 m b)距电缆终端1.5 m图1-3 局部放电系统的耦合信号图1-4 不同位置耦合的脉冲信号2010年5月6日，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，在距离-1路进线电缆0.5 m和1.0 m处分别发现局放信号，测试结果如图1-5及图1-61所示。
GIS超高频局部放电带电监测技术
• 1.微粒及异物
• 自由微粒及异物故障占总故障 的20%。
• 主要是现场安装条件不如生产 工厂，无法彻底清除GIS设备 内部的微粒及异物，这些微粒 及异物 中 以自由金属微粒危害 最甚。
• GIS腔体中的金属微粒在外电 场作用下会释放电子，成为带 有正电荷的金属粒子，反过来 又影响了GIS腔体内局部电场 的分布，引起电场畸变。
• 虽然没有发生电极间的贯通性击穿 ，但局部放电却 在 内部绝缘缺陷发 生、存在、发展。
• 2.GIS 绝缘缺陷类型
GIS 绝缘故障的缺陷类型 及故障的平均分布统计如 图/表所示。
缺陷类型 微粒及异物 主接触头接触不良 屏蔽罩接触不良
潮湿 高压导体上的尖刺
绝缘子内的缺陷 其它
绝缘故障比率（%） 20 11 18 7 5 10 11
这些新产生的电子和原有电子又从电
场中获得能量，并继续碰撞其它气体 原子，又可能激发出新的自由电子。 这样，自由电子数将会成指数倍地增 长，形成电子雪崩。由于电子的质量 比离子小得多，因此，电子移动的速 度比离子快许多，形成的电子崩的头 部不断向前扩展，最终形成自持性气 体放电。汤逊放电对绝缘的劣化有一 定作用，但不会造成突发性故障。
GIS超高频局部放电带 电监测技术
GIS超高频局部放电 带电监测技术
河南电力试验研究院高压所 黄兴泉
• 第一部分 局部放电基本概念 • 第二部分 GIS超高频局部放电
带电监测技术
第一部分 局部放电基本概念
局部放电既是绝缘劣化的原因，又是 绝缘劣化的先兆和表现形式。与其它 绝缘试验相比，局部放电的检测能够 提前反映电气设备的绝缘状况、及时 有效地发现设备内部的绝缘缺陷、预 防潜伏性和突发性事故的发生，这种 观点已经得到了人们的普遍认可。
基于超高频法的GIS局部放电特征图谱提取与研究
在局放外，故障类型的确定也是非常重要 的一方面。为了分析和判断不同故障 （ 缺陷 ） 激发 的局放类型，文
பைடு நூலகம்
中模拟 了四种常见的Ｇ Ｉ ｓ 故障类型，通过采用超 高频 （ Ｕ Ｈ Ｆ ） 局放检测方法，提取 了局放信号与相位、幅值及
放 电密度之间的关系，得到了典型的二维和三维放 电图谱 ，该 图谱可用于局放信号的故障类型诊断和识别。 【 关键 词 】 Ｇ Ｉ Ｓ 局部 放 电 超 高频 特征 图谱
通过光学传感器来检测局部放 电产生的光信号 用 以判 断 内部局 放 的方法 ，由于光信 号 易被 Ｓ Ｆ 气 体
和 玻 璃 强烈 吸 收 、光 子容 易发 生 反射 等 因素 ，使 检 测 灵敏 度 降低 。
综 上所 述 ，在 Ｇ Ｉ Ｓ局部 放 电检测 方法 中，超 高
超 高频 （ Ｕ Ｈ Ｆ ）法 的基 本 原理就 是使 用 Ｕ Ｈ Ｆ天 线 来 检测 Ｇ Ｉ Ｓ局 部放 电产 生 的高频 电磁波 。它 最主 要 的优 点是 灵 敏度 高 ，抗干 扰 能力 强 ， 并可对 放 电源
进 行定位 。
生故障，停 电检修 时除需要投入大量 的人力、物力
外 ，还 需要 较长 的检 修 工期 ，这势 必 给 社会 、企业 造成 重 大 的损 失 。局 部放 电在 线 检测 是 目前Ｇ Ｉ Ｓ 绝缘 检 测 与故 障 诊 断最 有 效 的方 法 ，据 此 可 以发现 绝 缘 的早 期 故障 ，为状态 评 价和状 态 检修提 供 技术 支持 ， 确保 设 备安全 可靠 运 行 。
（ ３ ）超 声波 法 该 方 法用 腔 体外 壁 上 安装 的超 声波 传感 器 来 测 量 局 部放 电产 生 的声 波振 动 信号 ，是 目前 使用 的除
GIS 局部放电检测及典型图谱
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和表现形式,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电力设备的安全稳定运行具有重要意义。
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、超高频(UHF)法、超声波法、光测法、化学检测法、红外检测法等多种检测方法。
传统的局部放电检测方法,其测量信号的响应频率一般不超过 1 MHz,易受外界干扰的影响,很难用于电力设备的现场检测。
同传统的检测方法相比,超高频检测技术具有检测频率高、抗干扰性强和灵敏度高等优点,更适合局部放电在线监测,它通过接收电力变压器局部放电产生的超高频电磁波,实现局部放电的检测。
局部放电测量还有助于发现以SF6气体作为绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS，包括HGIS和罐式断路器等）内部的多种绝缘缺陷，是诊断GIS健康状态的重要手段。
在GIS制造、安装、运行和检修的各个环节，凡是具备条件的，都应该进行局部放电检测。
检测原理电气设备在使用过程中，由于某些原因逐步产生缺陷，在局部出现的微小放电的物理状况。
检测局部放电是诊断电力设备绝缘状态的重要办法。
电力变压器内的油纸绝缘，由于自身老化或生产工艺，会导致绝缘缺陷。
绝缘缺陷的存在会造成电场不均匀而产生局部放电，使绝缘介质逐步受到侵蚀和损伤，最终导致变压器出现绝缘性故障,造成巨大的经济损失以及人身伤害。
所以局部放电的检测对电力变压器有着十分重要的意义。
变压器内部的典型局部放电形式有四种，他们分别是油中气隙放电、油纸隔板结构放电、悬浮电极放电和针板电极放电这四种。
我们利用超高频法检测变压器内部的局部放电。
局部放电标准图谱
附录一高频局部放电检测标准
附录二高频局部放电检测典型图谱
附录三 GIS超高频局部放电检测典型图谱定义：
1、单周期检测数据：
检测一个50Hz周期局部放电的峰值与相位角。
2、峰值检测数据：
检测50Hz周期的相位角与局部放电信号的峰值和放电速率的关系。
3、PRPD检测数据
获取局部放电信号峰值时，数据显示不同大小峰值的局部放电信号个数与50Hz周期相位角的关系。
GIS超高频局部放电典型图谱：
附录四高压电缆局部放电典型图谱及检测标准
自由颗粒、金属微粒三维图谱（特高频）
超声波脉冲模式
超声波相位模式
机械振动相位模式（超声波）。
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。
局部放电标准图谱
附录一高频局部放电检测标准附录二高频局部放电检测典型图谱放电类型图谱类型图谱特征电晕放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形单个脉冲频域波形内部放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形单个脉冲频域波形相位图谱沿面放电分类图谱附录三GIS超高频局部放电检测典型图谱定义：1、单周期检测数据：检测一个50Hz周期局部放电的峰值与相位角。
2、峰值检测数据：检测50Hz周期的相位角与局部放电信号的峰值和放电速率的关系。
3、PRPD检测数据获取局部放电信号峰值时，数据显示不同大小峰值的局部放电信号个数与50Hz周期相位角的关系。
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检测图谱自由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（空穴、气隙）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（悬浮放电）单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱雷达噪音单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱横轴是幅值,纵轴是相位单周期检测图谱峰值检测图谱PRPD检测图谱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检测图谱附录四高压电缆局部放电典型图谱及检测标准序号项目周期标准说明高压电缆局部放电电缆本体及接头局部放电试验1）2年2）必要时正常：无典型放电图谱。
正常35kV Q<20pC110kV Q<10pC220kV Q<10pC异常：具有局部放电特征但放电量较小。
异常（I,II）35kV20pC<Q<100pCQ>100pC110kV10pC<Q<40pC40pC<Q<80pC220kV10pC<Q<20pC20pC<Q<50pC处理标准3个月复测，观察局部放电变化趋势密切监视（1-2周复测）或者进行在线监测缺陷：具有典型局部放电的检测图谱且放电量较大。
局部放电标准图谱
附录一高频局部放电检测标准附录二高频局部放电检测典型图谱放电类型图谱类型图谱特征电晕放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形单个脉冲频域波形内部放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形单个脉冲频域波形相位图谱沿面放电分类图谱附录三GIS超高频局部放电检测典型图谱定义：1、单周期检测数据：检测一个50Hz周期局部放电的峰值与相位角。
2、峰值检测数据：检测50Hz周期的相位角与局部放电信号的峰值和放电速率的关系。
3、PRPD检测数据获取局部放电信号峰值时，数据显示不同大小峰值的局部放电信号个数与50Hz周期相位角的关系。
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检测图谱自由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（空穴、气隙）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（悬浮放电）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检测图谱横轴是幅值,纵轴是相位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检测图谱附录四高压电缆局部放电典型图谱及检测标准序号项目周期标准说明高压电缆局部放电电缆本体及接头局部放电试验1）2年2）必要时正常：无典型放电图谱。
正常35kV Q<20pC110kV Q<10pC220kV Q<10pC异常：具有局部放电特征但放电量较小。
异常（I,II）35kV20pC<Q<100pCQ>100pC110kV10pC<Q<40pC40pC<Q<80pC220kV10pC<Q<20pC20pC<Q<50pC处理标准3个月复测，观察局部放电变化趋势密切监视（1-2周复测）或者进行在线监测缺陷：具有典型局部放电的检测图谱且放电量较大。
局部放电标准图谱讲解
附录一高频局部放电检测标准附录二高频局部放电检测典型图谱放电类型图谱类型图谱特征电晕放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形单个脉冲频域波形内部放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形单个脉冲频域波形相位图谱沿面放电分类图谱附录三GIS超高频局部放电检测典型图谱定义：1、单周期检测数据：检测一个50Hz周期局部放电的峰值与相位角。
2、峰值检测数据：检测50Hz周期的相位角与局部放电信号的峰值和放电速率的关系。
3、PRPD检测数据获取局部放电信号峰值时，数据显示不同大小峰值的局部放电信号个数与50Hz周期相位角的关系。
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检测图谱自由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（空穴、气隙）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（悬浮放电）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检测图谱横轴是幅值,纵轴是相位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检测图谱附录四高压电缆局部放电典型图谱及检测标准序号项目周期标准说明高压电缆局部放电电缆本体及接头局部放电试验1）2年2）必要时正常：无典型放电图谱。
正常35kV Q<20pC110kV Q<10pC220kV Q<10pC异常：具有局部放电特征但放电量较小。
异常（I,II）35kV20pC<Q<100pCQ>100pC110kV10pC<Q<40pC40pC<Q<80pC220kV10pC<Q<20pC20pC<Q<50pC处理标准3个月复测，观察局部放电变化趋势密切监视（1-2周复测）或者进行在线监测缺陷：具有典型局部放电的检测图谱且放电量较大。
GIS局部放电特高频检测技术规范
ICS备案号： Q/CSG中国南方电网有限责任公司企业标准 气体绝缘金属封闭开关设备（GIS ）局部放电特高频检测技术规范中国南方电网有限责任公司 发 布Q/CSG11401-2010目次前言 (IV)1.范围 (1)2.规范性引用文件 (1)3.术语和定义 (1)3.1 GIS局部放电 GIS partial discharge (1)3.2 特高频 ultra high frequency(UHF) (2)3.3局部放电特高频检测 UHF detection of partial discharge (2)3.4带电测量 on-line detection (2)3.5在线监测 on-line Monitoring (2)3.6背景噪声 background noise (2)3.7最小可测放电量q min minimum level of detectable PD (2)4特高频局部放电检测方法 (2)4.1传感器 (3)4.2传感器布置方式 (3)4.3在线检测 (4)4.3.1 在线监测 (4)4.3.2 带电测量 (4)5.通用要求 (5)5.1使用条件 (5)5.2性能要求 (5)5.2.1检测频带 (5)5.2.2 灵敏度 (5)5.2.3 绝缘性能 (5)5.2.4 防护性能 (5)5.2.5 抗震性能 (5)5.2.6 电磁兼容性能 (6)5.2.7 接入安全性要求 (6)5.2.8 可靠性要求 (6)5.3 功能要求 (6)IQ/CSG11401-2010II 5.3.1 局部放电检测功能 (6)5.3.2 信号采集存储功能 (6)5.3.3 检测参数设置功能 (7)5.3.4 网络通讯功能 (7)5.3.5 检测结果显示功能 (7)5.3.6 异常报警功能 (7)5.3.7 放电类型识别功能 (7)5.3.8 放电源定位功能 (8)5.3.9 自检测和自恢复功能 (8)6.抗干扰 (8)6.1主要干扰类型 (8)6.2干扰的抑制 (8)7.放电源定位 (9)7.1 强度定位 (9)7.2 时差定位 (9)8.放电类型识别 (10)8.1 局部放电类型 (10)8.2 局部放电缺陷识别 (10)9.局部放电严重程度判定 (11)10.检测装置的性能试验 (11)10.1 有效性试验 (11)10.2抗干扰性能试验 (11)10.3 电磁兼容性能试验 (11)10.3.1 辐射电磁场试验 (11)10.3.2 电快速瞬变脉冲群试验 (12)10.3.3 浪涌（冲击）试验 (12)10.3.4工频磁场试验 (12)10.3.5阻尼振荡磁场干扰试验 (12)10.3.6静电干扰试验 (12)10.4 可靠性试验 (13)10.4.1 振动试验 (13)10.4.2 72小时通电试验 (13)11．检测装置试验要求 (13)Q/CSG11401-201011.1型式和验证试验 (13)11.2出厂试验 (14)11.3现场交接试验 (14)附录A GIS局部放电的典型图谱 (15)附录B 干扰信号的典型图谱 (16)附录C 检测报告样板 (17)附录D 检测数据要求 (17)附录E 带电测量方法 (18)附录F 带电测量注意事项 (19)IIIQ/CSG11401-2010IV前言局部放电测量有助于发现GIS内部的多种绝缘缺陷，是诊断GIS健康状态的重要手段。
一起基于特高频时差法的GIS设备局部放电源定位案例
一起基于特高频时差法的GIS设备局部放电源定位案例摘要：随着我国电力系统状态检修工作的开展，局部放电检测技术已成为目前GIS状态诊断的重要技术手段。
本文采用超声波局部放电检测法、特高频局部放电检测法发现一起GIS典型悬浮放电缺陷，采用超声波幅值定位法、特高频时差定位法分别对放电源进行定位，并对缺陷段GIS进行解体检查。
研究结果表明，特高频局部放电检测方法可有效判断GIS内部放电类型，时差定位法比超声波幅值定位法更为可靠，能精确定位GIS局部放电源位置，与解体检查结果一致，建议大力推广。
关键词：局部放电；GIS；特高频；超声波；时差定位法0引言目前，局部放电主要分为电检测法和非电检测法[1-2]。
非电气检测法包括超声波检测法、化学成分检测法，是GIS局部放电检测的重要手段。
气体成分分析法主要是通过测量放电产生SO2等特征气体，判断是否发生放电。
但由于局部放电产生的气体分解较为缓慢，且存在吸附和复合作用，日前气体成分分析法主要作为现场辅助测试手段。
发生放电时，放电区域会发射出超声波，且频率范围在20kHz~100kHz [3]。
超声波检测法通过贴在GIS外壳表面的压电式传感器检测这些声波信号，以达到发现GIS放电的目的，目前超声波局部放电检测也是GIS带电检测的一种常见手段。
脉冲电流法通过检测放过程中产生的电荷转移，确定视在放电量，但由其抗干扰性能较差，无法适应变电站复杂环境，主要应用于GIS的出厂试验。
目前，国际标准IEC62271-203推荐使用特高频(ultra-high frequency，UIF)检测法，其检测频带在300~3000MHz之间，抗干扰能力强、灵敏度高极高，较之于其他检测方法具有明显的优势，已成为国内外学者研究的重点研究方向。
随着我国电力系统状态检修工作的开展，特高频检测法在现场GIS上的应用越来越广泛。
本文采用超声波局部放电检测法、特高频局部放电检测法发现一起GIS典型悬浮放电缺陷，采用超声波幅值定位法、特高频时差定位法分别对放电源进行定位，确定了缺陷位置。
特高频局部放电检测细则
1特高频局部放电检测细则1检测条件1.1环境要求除非另有规定，检测均在当地大气条件下进行，且检测期间，大气环境条件应相对稳定。
a)环境温度不宜低于5ºC 。
b)环境相对湿度不宜大于80%，若在室外不应在有雷、雨、雾、雪的环境下进行检测。
c)在检测时应避免手机、雷达、电动马达、照相机闪光灯等无线信号的干扰。
d)室内检测避免气体放电灯、电子捕鼠器等对检测数据的影响。
e)进行检测时应避免大型设备振动源等带来的影响。
1.2待测设备要求a)设备处于运行状态（或加压到额定运行电压）。
b)设备外壳清洁、无覆冰。
c)绝缘盆子为非金属封闭或者有金属屏蔽但有浇注口或内置有UHF 传感器，并具备检测条件。
d)设备上无各种外部作业。
e)气体绝缘设备应处于额定气体压力状态。
1.3人员要求进行电力设备特高频局部放电带电检测的人员应具备如下条件:a)熟悉特高频局部放电检测技术的基本原理、诊断分析方法。
b)了解特高频局部放电检测仪的工作原理、技术参数和性能。
c)掌握特高频局部放电检测仪的操作方法。
d)了解被测设备的结构特点、工作原理、运行状况和导致设备故障的基本因素。
e)具有一定的现场工作经验，熟悉并能严格遵守电力生产和工作现场的相关安全管理规定。
f)经过上岗培训并考试合格。
1.4安全要求a)应严格执行国家电网公司《电力安全工作规程（变电部分）》的相关要求。
b)带电检测工作不得少于两人。
检测负责人应由有经验的人员担任，开始检测前，检测负责人应向全体检测人员详细布置安全注意事项。
c)应在良好的天气下进行，户外作业如遇雷、雨、雪、雾不得进行该项工作，风力大于5级时，不宜进行该项工作。
d)检测时应与设备带电部位保持足够的安全距离，并避开设备防爆口或压力释放口。
e)在进行检测时，要防止误碰误动设备。
f)行走中注意脚下，防止踩踏设备管道。
冷月无声2g)防止传感器坠落而误碰运行设备和试验设备。
h)保证被测设备绝缘良好，防止低压触电。
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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。
其它气室，如开关气室，由于内部结构更复杂，绝缘间距相对短，应更严格要求，建议标准提高一些。
在耐压过程中发现毛刺放电现象，即使低于标准值，也应进行处理，使缺陷消灭在初始阶段。
注意：只要信号高于背景值，都是有害的，应根据工况酌情处理。
2 自由颗粒
2.1 基本特征
自由颗粒,其表现特征为:
•雷电冲击电压影响很小
•工频耐压会有很大的降低
•超声传感器接收到典型的机械撞击信号
•飞入高场强区非常危险
•信号表征不重复，随机性强
2.2 典型图谱
颗粒故障的连续模式图谱中，有效值和峰值会很大，往往达几百上千毫伏，其信号不稳定，表现为周期性的波动，而100HZ和50HZ相关性没有。
对信号进行危险性评估需要进入脉冲模式观察颗粒的幅值和飞行时间，通过上面的信息判断颗粒的危险性。
2.3经验判据
自由颗粒的危险性可以根据AIA内的脉冲模式图分析，可参照下图来进行评估阴影区为安全区域,颗粒的幅值Vpeak < 500m V且飞行时间 T<50ms；或50ms < T <100ms，
且峰值Vpeak<150mv 可认为是安全的。
对于新投运的GIS和大修后的GIS建议Vpeak > 100m V即应处理。
注意，只要GIS内部存在颗粒，就是有害的。
因为它的随机运动，信号可能会增大，也有可能会消失，颗粒掉进壳体陷阱中不再运动，可等同于毛刺。
在新GIS耐压试验过程中，建议发现有颗粒，即应进行擦拭。
3 悬浮屏蔽(电位悬浮)
3.1 基本特征
松动或接触不良会引起电位悬浮，有时电场屏蔽松动并开始振动，也可能是电接触松动而变为电位悬浮。
一块大的悬浮金属体将可能被充电, 并当物体与基点之间的电压超出耐受电压时就会发生大规模放电/电弧。
这类放电一般发生在电压上升沿，并且产生一大的连续的100Hz为主的包络线，并且有低的波峰因数。
其特征为：
•工频耐压水平降低
•信号稳定，重复性强
• 100hz的相关性强烈
3.2 典型图谱
电位悬浮的典型图谱如下：
电位悬浮故障连续模式中有效值和峰值都会增大，信号稳定，而100HZ相关性明显，50HZ 相关性较弱。
在相位模式下，一个周期内会有两簇较集中的信号聚集点。
3.3经验判据
经验表明，电位悬浮一般发生在开关气室的屏蔽松动，PT/CT气室绝缘支撑松动或偏离，母线气室绝缘支撑松动或偏离，气室连接部位接插件偏离或螺母松动等。
对于110KVGIS，如果Vf2/Vf1>>1, Vpeak>30mV ,应停电处理或密切监测。
如果2>Vf2/Vf1>1，Vpeak>100mV就应停电处理或密切监测。
对于220KV及以上电压等级的GIS，应更严格执行。
注意，GIS内部只要形成了电位悬浮，就是危险的，应加强监测，有条件就应及时处理。
对于铁壳的PT，由于磁致伸缩引起的磁噪声，可能也会产生类似电位悬浮的图谱，但一般A、B、C、三相都会有这种类似的图谱，可以加以区分。
4 绝缘子上的颗粒
移动到绝缘子上的颗粒有许多种行为方式，它可能在绝缘子四周移动，并可能放电、
充电等，这特别与水平绝缘子有关系。
它也可能固定到绝缘子上，并向绝缘子表面放电，绝缘子表面不是自热绝缘材料，也可能损害表面，从而最终导致击穿。
目前，有关绝缘子表面上的颗粒发出的超声信号知识有限，调查也表明这些放电没有确定的超声信号。
一些初步研究表明，来自于绝缘子上大颗粒的信号可以被灵敏的传感器探测出来。
基本特征：
•信号不稳定，但不像自由颗粒那样变化大，有一定的稳定值
•表现出50HZ的相关性较强，但一般100HZ 的成分也有
•在紧邻盆子附近信号强，距离远后则很弱
目前还很难给此类缺陷制定相关危险性判据，但如果发现，就是非常有害的，应及时处理。
如果在GIS交接耐压试验中，发现此问题，建议擦拭。
5 机械振动
有些缺陷形成了机械振动，但没形成悬浮电位，应加以区分。
基本特征：
•信号不稳定
•相位图呈现多条竖线并在零点（180度）左右两侧均匀分布。
典型图谱如下。