特高频局部放电检测技术知识讲解
GIS局部放电超高频检测技术(四川电科院丁登伟)
局放特高频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；
3.当该间隔检测出异常信号时，可检测该间隔相邻间隔的 信号。看是否也存在相近的异常信号，若没有异常信号存 在，则该间隔的异常信号可能为内部信号；
4、异常局放信号诊断注意事项
4. 检测出异常信号时，查看人工智能分析软件给出的结 论是否为放电；
5. 检测出异常信号时，查看检测出的三维图谱与典型放电 图谱是否相似；
信号处理
UHF传感的信号耦合方式
体内耦合：信号耦合器 安装在GIS体内。
UHF耦合器
体外耦合：UHF耦合器存在 GIS体外盘式绝缘子处。
局放
盘式绝缘子 屏蔽 耦合器
GIS壳体
体内和体外信号耦合的性能比较
体内耦合
体外耦合
• 放电在内，干扰在外， • 受外部干扰较多一些；
体内耦合有较好的灵敏 • 盘式绝缘子多时，也能
4. 在测量时应尽可能保证传感器与盆式绝缘子的接触，不要因 为传感器移动引起的信号而干扰正确判断；
局放特高频检测的测试注意事项
5. 在检测时应最大限度保持测试周围信号的干净，尽量减少人 为制造出的干扰信号，例如：手机信号、照相机闪光灯信号、 照明灯信号等；
6. 在检测过程中，必须要保证外接电源的频率为50Hz； 7. 对每个GIS间隔进行检测时，在无异常局放信号的情况下只需
研究背景
特高频局部放电检测技术分析
局部放电检测应提供局部放电信号的幅值、相位、放电频 次等信息中的一种或几种，并可采用PRPS、PRPD等常用 谱图进行展示。
二、特高频局部放电检测仪的组成
特高频传感器：耦合器，感应300M-1.5GHz的特高频无线 电信号；
信号放大器（可选）：某些局放检测仪会包含信号放大器 ，对来自前端的局放信号做放大处理；
类 型
PRPS谱图
峰值检测谱图
PRPD谱图
雷 达 干 扰
干扰信号有规律重复产生但无工频相关性，幅值有规律变化。
4) 背景测量抗干扰
设备传感器 测量设备
背景传感器
5)
定位测量抗干扰-平面分法
传感器A
P
传感器A’’
传感器B’
P’
传感器B
传感器A’ຫໍສະໝຸດ 6）利检测频段选择和滤波抗干扰：针对固定存在信号较 强的干扰，可通过频谱仪分析干扰存在的频段，使用 滤波器将其过滤掉达到抗干扰目的
1 ）设备连接：按照设备接线图连接测试仪各部件，将传 感器固定在盆式绝缘子上，将检测仪主机及传感器正确接地， 电脑、检测仪主机连接电源，开机。 2 ）工况检查：开机后，运行检测软件，检查主机与电脑 通信状况、同步状态、相位偏移等参数；进行系统自检，确 认各检测通道工作正常。
3 ）设置检测参数：设置变电站名称、检测位置并做好标 注。根据现场噪声水平设定各通道信号检测阈值。
4 ）信号检测：打开连接传感器的检测通道，观察检测到 的信号。如果发现信号无异常，保存少量数据，退出并改变 检测位置继续下一点检测；如果发现信号异常，则延长检测 时间并记录多组数据，进入异常诊断流程。必要的情况下， 可以接入信号放大器。
7、常见注意事项
1、在检测过程中，必须保证电源零线火线的正确性。通常要求 插座为左侧零线，右侧火线； 2、使用内同步时，必须要从现场检修电源箱或室内墙上插座去 电，不能使用逆变电源或发电机供电； 3、对每个GIS间隔进行检测时，在无异常局放信号的情况下只需 存储断路器仓盆式绝缘子的三维信号，其它盆式绝缘子必须 检测但可不用存储数据。在检测到异常信号时，必须对该间 隔每个绝缘盆子进行检测并存储相应的数据； 4、在开始检测时，不需要加装放大器进行测量。若发现有微弱 的异常信号时，可接入放大器将信号放大以方便判断。 5、绝缘缺陷并非一定导致局部放电或持续的局部放电。局部放 电经常是断续发生的。投运前和检修后的GIS交接试验中进行 局部放电带电检测时，建议用橡胶锤敲击GIS壳体，激发悬浮 电位局部放电以增加检测的有效性。 6、局部放电类型识别的准确程度取决于经验和数据的不断积累，
特高频局部放电检测技术
主要内容
1 2 3 4 5 特高频局部放电检测的原理 特高频局部放电检测仪器及工具 特高频局部放电检测方法及注意事项 数据、图谱的分析及诊断 典型案例分析
一、特高频局部放电检测的原理
电力设备绝缘体中绝缘强度和击穿场强都很高，当局部放电 在很小的范围内发生时，击穿过程很快，将产生很陡的脉冲 电流，其上升时间小于1ns，并激发频率高达数GHz的电磁波。 应用宽带高频天线（300MHz-1.5GHz传感器）检测GIS内部 局放电流激发的电磁波信号，从而反应GIS内部局部放电的类 型及大体位置。根据传感器安装位置不同，该方法分为内置 法与外置法两种。 由于现场的晕干扰主要集中在300MHz频段以下，因此特高频 法能有效地避开现场的电晕等干扰，具有较高的灵敏度和抗 干扰能力，可实现局部放电带电检测、定位以及缺陷类型识 别等优点。
类 型
PRPS谱图
峰值检测谱图
PRPD谱图
荧 光 干 扰
干扰信号幅值较分散，一般情况下工频相关性弱。
类 型
PRPS谱图
峰值检测谱图
PRPD谱图
移 动 电 话 干 扰
干扰信号工频相关性弱，有特定的重复频率，幅值有规律变化。
类 型
PRPS谱图
峰值检测谱图
PRPD谱图
马 达 干 扰
干扰信号无工频相关性，幅值分布较为分散，重复率低。
类 型
PRPS谱图
峰值检测谱图
PRPD谱图
空 穴 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 幅值较分散，放电次数较少。
类 型
PRPS谱图
峰值检测谱图
PRPD谱图
自 由 金 属 颗 粒 放 电 局放信号极性效应不明显，任意相位上均有分布，放电次数少，放电幅值无 明显规律，放电信号时间间隔不稳定。提高电压等级放电幅值增大但放电间 隔降低。
特高频局部放电检测技术知识讲解
特高频局部放电检测技术知识讲解电力设备的局部放电是一种常见的电气现象，它预示着设备的绝缘状况可能出现问题。
特高频局部放电检测技术是一种先进的检测技术，能够有效地检测和识别电力设备的局部放电。
本文将详细介绍特高频局部放电检测技术的原理、应用及优势。
一、特高频局部放电检测技术原理特高频局部放电检测技术主要利用局部放电产生的电磁波进行检测。
当电力设备发生局部放电时，放电产生的电流会激发出电磁波，这些电磁波的频率通常在数吉赫兹到数百吉赫兹之间。
特高频局部放电检测设备能够捕捉到这些特高频电磁波，并对其进行处理和分析。
二、特高频局部放电检测技术的应用特高频局部放电检测技术在电力设备检测中具有广泛的应用。
例如，它可以用于变压器、电缆、断路器等电力设备的检测。
通过对特高频电磁波的分析，可以判断出设备的绝缘状况，发现潜在的故障，从而预防设备故障的发生。
三、特高频局部放电检测技术的优势特高频局部放电检测技术相比传统的检测方法具有以下优势：1、高灵敏度：特高频局部放电检测技术对局部放电产生的电磁波非常敏感，可以检测到非常微弱的放电信号，从而能够发现潜在的设备故障。
2、宽频带：特高频局部放电检测设备具有宽频带的接收能力，可以接收到的电磁波频率范围很广，从而能够获得更全面的设备信息。
3、抗干扰能力强：特高频局部放电检测技术对噪声的抑制能力较强，可以有效地避免干扰信号对检测结果的影响。
4、非接触式检测：特高频局部放电检测技术可以采用非接触式的方式进行检测，无需接触设备，从而不会对设备的正常运行产生影响。
四、结论特高频局部放电检测技术是一种先进的电力设备检测技术，具有高灵敏度、宽频带、抗干扰能力强和非接触式检测等优势。
通过对电力设备的特高频电磁波进行检测和分析，可以有效地发现潜在的设备故障，预防设备故障的发生。
在未来的电力设备检测中，特高频局部放电检测技术将会发挥越来越重要的作用。
随着电力系统的不断发展，人们对电力设备的安全与稳定性要求越来越高。
特高频局部放电检测技术解析
特高频局放测试仪组成示意图UHBiblioteka 外置传感器UHF 内置传感器
导体
局部放电源
法兰
UHF 内置传感器
绝缘子
内置式特高频传感器
外置式特高频传感器
UHF信号在GIS中的传播衰减
GIS的金属同轴结构可视为一个良好的电磁波导， 放电所形成的高阶电磁波TE和TM（f>300MHz）， 可沿波导方向无衰减地进行转播； 绝缘屏障会造成2dB信号衰减 转角结构会造成6dB信号分散
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； 在测量时应尽可能保证传感器与盆式绝缘子的接触，不要因 为传感器移动引起的信号而干扰正确判断；
6、特高频局部放电检测操作流程
在采用特高频法检测局部放电时，典型的操作流程如下：
特高频局部放电检测技术
主要内容
1 2 3 4 5 特高频局部放电检测的原理 特高频局部放电检测仪器及工具 特高频局部放电检测方法及注意事项 数据、图谱的分析及诊断 典型案例分析
一、特高频局部放电检测的原理
电力设备绝缘体中绝缘强度和击穿场强都很高，当局部放电 在很小的范围内发生时，击穿过程很快，将产生很陡的脉冲 电流，其上升时间小于1ns，并激发频率高达数GHz的电磁波。 应用宽带高频天线（300MHz-1.5GHz传感器）检测GIS内部 局放电流激发的电磁波信号，从而反应GIS内部局部放电的类 型及大体位置。根据传感器安装位置不同，该方法分为内置 法与外置法两种。 由于现场的晕干扰主要集中在300MHz频段以下，因此特高频 法能有效地避开现场的电晕等干扰，具有较高的灵敏度和抗 干扰能力，可实现局部放电带电检测、定位以及缺陷类型识 别等优点。
超声波与特高频方法下的GIS局部放电检测技术分析
超声波与特高频方法下的GIS局部放电检测技术分析GIS（气体绝缘开关设备）局部放电是GIS设备在使用过程中常见的故障形式之一，也是影响其安全运行的重要因素。
因此，对GIS局部放电进行准确的检测与分析，对设备性能和安全运行具有重要意义。
目前，超声波与特高频方法是常用的GIS局部放电检测技术。
本文将对这两种方法进行详细分析和比较。
超声波检测是通过变压器绝缘油中产生的声波来检测局部放电。
在GIS设备中，如果有局部放电现象，会产生高频的声波信号。
超声波检测系统会把这些声波信号收集回来，并分析处理，以判断设备是否存在局部放电现象。
超声波检测方法有以下几个优点。
首先，可以实时监测设备的局部放电情况。
其次，可以对设备内部各部位进行检测，包括各个开关组件和连接件。
此外，超声波检测无需对设备进行特殊处理，可以在设备正常运行时进行检测。
但是，超声波检测技术也存在一些局限性。
例如，它无法定量检测局部放电程度，无法准确定位故障点。
特高频方法是利用GIS局部放电产生的特高频信号来进行检测与分析。
特高频信号是指频率大于300MHz的电磁波信号。
特高频方法的检测原理是，当局部放电在GIS设备内发生时，会产生电磁波信号，这些信号通过空气介质传播到设备表面，然后由特高频探头接收。
特高频方法的优点是可以准确定位局部放电点，它的探头可以检测到信号的传播路径和强度，从而对设备的局部放电情况进行分析。
此外，特高频方法检测的信号频率高，检测的灵敏度较高，能够检测到微弱的局部放电信号。
但是，特高频方法的应用还需要一些设备和技术条件，例如特高频探头和信号分析仪。
综上所述，超声波与特高频方法是常用的GIS局部放电检测技术。
两种方法在局部放电检测方面都有一定的优点和局限性。
超声波检测可以实时监测设备的局部放电情况，并对设备内部各个部位进行检测，但无法定量检测和定位故障点。
特高频方法可以准确定位故障点，检测灵敏度高，但需要一定的设备和技术条件。
因此，在GIS局部放电检测中，可以结合使用超声波和特高频方法，以获得更准确和全面的检测结果。
特高频局部放电检测技术知识讲解
四、数据、图谱的分析与诊断
➢ 识别并排除干扰 ➢ 对放电类型进行识别 ➢ 对放电源进行定位 ➢ 对放电信号危险性评估，制定检修策略
1、识别并排除干扰的方法
1）排除法：在开始测试前，尽可能排除干扰源的存在， 比如关闭荧光灯和关闭手机，检查周围有无悬浮放电 的金属部件；
4、检查接线
在采用特高频法检测局部放电的过程中，应按 照所使用的特高频局放检测仪操作说明，连接好 传感器、信号放大器、检测仪器主机等各部件， 通过绑带（或人工）将传感器固定在盆式绝缘子 上，必要的情况下，可以接入信号放大器。
特高频局放检测仪连接示意图
5、传感器放置部位部位及要求
➢ GIS内部局部放电产生的特高频信号在GIS腔体内以横向电 磁波方式传播，只有在GIS壳的金属非连续部位才能泄漏出 来。在GIS上只有无金属法兰的绝缘子、观察窗、接地开关 的外露绝缘件、内置式CT、PT二次接线盒等部位才能测量 到信号，特高频传感器需安置在这些部位；
5、异常局放信号诊断注意事项
➢ 当在空气中也能检测到异常信号时，首先要观察分析坏境中可能的干 扰源。能去除的应先去除干扰后在进行检测、分析；
➢ 当传感器放置于盆式绝缘子后检测出异常信号，此时拿开传感器再查 看在空气中检测到的图谱是否与置于盆式绝缘子上检测到的图谱是否 一致。若一致并且信号更大，则基本可判断为外部干扰；若不一样或 变小，则需进一步检测判断；
UHF 外置传感器
UHF 内置传感器
导体 法兰
UHF 内置传感器
绝缘子
局部放电源
内置式特高频传感器
外置式特高频传感器
UHF信号在GIS中的传播衰减
➢ GIS的金属同轴结构可视为一个良好的电磁波导， 放电所形成的高阶电磁波TE和TM（f>300MHz）， 可沿波导方向无衰减地进行转播；
GIS局部放电特高频检测技术的研究
GIS局部放电特高频检测技术的研究一、概述随着电力系统的不断发展，气体绝缘组合电器（GIS）因其优异的绝缘性能和紧凑的结构设计，在电力传输和分配中得到了广泛的应用。
GIS设备在运行过程中，由于设计制造缺陷、安装过程中的不当操作以及运行环境的恶化等原因，可能会产生局部放电现象。
局部放电是GIS设备绝缘性能恶化的重要征兆，长期存在将严重影响设备的正常运行，甚至导致整个电力系统的故障。
对GIS局部放电的检测与监测显得尤为重要。
特高频（UHF）检测技术作为一种新型的局部放电检测手段，因其具有抗干扰能力强、灵敏度高等优点，近年来在GIS局部放电检测中得到了广泛的应用。
特高频检测技术通过接收GIS设备内部局部放电产生的特高频电磁波信号，实现对局部放电的有效检测和定位。
该技术不仅可以用于设备的预防性维护，还可以在设备运行过程中进行实时监测，及时发现并处理潜在的绝缘缺陷，从而提高GIS设备的运行可靠性和电力系统的稳定性。
本文旨在深入研究GIS局部放电特高频检测技术，分析其检测原理、方法及应用现状，并探讨该技术在GIS局部放电检测和定位中的优化与改进。
通过本文的研究，期望能为GIS设备的故障诊断和预防性维护提供更为准确、有效的技术手段，为电力系统的安全稳定运行提供有力保障。
1. GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）的重要性及其在电力系统中的应用GIS，即气体绝缘金属封闭开关设备，是现代电力系统中不可或缺的关键组成部分。
其重要性不仅体现在提高电力系统的运行效率和稳定性上，更在于对电力输送和分配过程的安全保障。
GIS设备以其独特的结构和性能优势，在电力系统中发挥着日益重要的作用。
GIS设备具有出色的绝缘性能。
相比于传统的空气绝缘开关设备，GIS采用气体绝缘，大大提高了设备的绝缘强度，使其能够承受更高的电压等级，满足大规模、远距离电力输送的需求。
GIS 设备结构紧凑、占地面积小，有效解决了传统开关设备占地面积大、空间利用率低的问题，特别适用于城市电网和工矿企业等空间有限的场所。
超高频探头检测GIS局部放电的基本知识
目录一、系统组成 (1)二、特点及功能用途 (1)三、检测原理 (2)四、软件功能： (2)１．统计谱图计算 (2)２. 历史趋势谱图计算与查看 (3)3．放电类型分析 (4)五、技术指标 (6)六、部分应用（固定式） (6)PDM－G01型便携式GIS局部放电特高频检测仪GIS是电力系统的重要设备，是保证供电可靠性的基础，一旦发生故障必将引起局部以致全部地区停电。
大型电力GIS的故障可能造成的经济损失巨大。
甚至由于故障的突发性会因爆炸造成人员的伤亡。
随着经济的发展，社会对供电可靠性的要求越来越高。
而导致设备故障的主要原因是其绝缘性能的劣化。
局部放电是发生绝缘故障的重要征兆和表现形式[1]，同时也是检测和评价绝缘状况的重要手段。
对运行中的电力GIS的绝缘状况进行检测是解决绝缘性能劣化问题最有效的手段。
由华北电力大学（北京）与北京沛森电气有限公司联合研制的局部放电特高频检测仪，整体水平达到国际领先，灵敏度高，抗干扰强，定位准确，使用方便。
突破性地解决了在现场无法检测运行中GIS设备内部局部放电的难题。
适用于各电压等级GIS设备的在线监测、检查、故障点定位，可有效预防电力系统的突发性事故，并可为状态检修提供科学的数据依据；也可用于GIS的出厂局部放电试验检测和现场验收检测。
一、系统组成由传感器、宽带放大器、高频电缆、机械附件、工控机（数字示波器）组成二、特点及功能用途●及时发现设备内部的局部放电隐患，保证系统安全，为设备状态检修提供依据。
●实现局部放电故障点定位●实现对被检测设备局部放电历史趋势的观察（见软件功能部分）●放电模式识别及故障类型诊断●基于特高频（UHF）法体外监测，抗干扰能力强，灵敏度极高（不低于20pC）●装置小巧，适于在线安装和带电检测，携带方便，维护简单。
三、检测原理本产品是基于特高频（UHF）法体外检测GIS内部局部放电的原理：特高频探头主要接收GIS内部由局部放电辐射出的特高频波段的电磁波。
特高频传感器监测变压器局部放电的探索
特高频传感器监测变压器局部放电的探索特高频传感器监测变压器局部放电的探索变压器是电力系统中非常重要的设备之一，用于改变电压的大小。
然而，随着变压器的使用时间增长，可能会出现局部放电现象，这会对变压器的性能和寿命产生负面影响。
因此，使用特高频传感器来监测变压器的局部放电情况至关重要。
第一步是选择适当的特高频传感器。
特高频传感器通常可以侦测到高频范围内的电磁辐射。
由于局部放电产生的放电频率通常在特高频范围内，因此特高频传感器非常适合监测变压器的局部放电。
第二步是安装传感器。
传感器可以安装在变压器的关键位置，例如绕组和泄漏点。
这些位置是局部放电最有可能发生的地方。
通过在这些位置安装传感器，可以及时监测到局部放电的发生，并采取相应的措施。
第三步是连接传感器到监测系统。
传感器可以通过电缆连接到监测系统，以传输监测数据。
监测系统可以实时分析传感器收集到的数据，并提供警报和报告，以指示局部放电的情况。
第四步是设定监测系统的参数。
监测系统应根据变压器的特点和要求进行适当的参数设置。
例如，可以设定警报阈值，当局部放电超过预设值时，系统将自动发出警报。
第五步是定期检查和维护传感器和监测系统。
传感器和监测系统需要定期检查和维护，以确保其正常工作。
这可以包括清洁传感器，检查电缆连接和校准系统。
最后一步是根据监测数据采取相应的措施。
监测系统提供的数据可以帮助确定局部放电的严重程度和位置。
根据监测数据，可以采取适当的维修和保养措施，以防止局部放电进一步发展，并延长变压器的使用寿命。
总之，通过特高频传感器监测变压器的局部放电是非常重要的。
通过正确选择传感器、安装和连接传感器、设定监测系统参数、定期检查和维护传感器和系统，以及根据监测数据采取相应措施，可以及时发现和处理变压器的局部放电问题。
这将有助于确保变压器的正常运行和延长其使用寿命。
GIS特高频局部放电检测方法总结
GIS特高频局部放电检测方法总结1.GIS局部放电检测方法概述国内专家研究结果显示1,2：光学检测法、化学检测法、声学检测法、电学检测法共四种方法可以实现GIS局部放电的检测。
但是光学检测法对未知监测点检测难度大，且其灵敏度容易受到环境影响；化学检测法检测时间较长，不能快速检测GIS中局放信号，以上原因严重限制了以上两种方法的应用和普及。
因此，下文将主要针对声学检测法和电学检测法进行对比描述，详见表1.1。
表1.1三种局放检测方法对比从表1.1可以看出，特高频法和超声检测法为当前主流的两种GIS局部放电检测方法。
两种方法不仅适合离线检测，也适用于在线监测系统。
2.特高频法在国内外的应用情况说明国内外有多家企业、研究机构使用特高频法检测GIS、变压器设备总局部放电信号，并完成放电信号类型聚类、分离，故障定位等内容。
其中国外比较有代表性的公司有英国DMS，PSD，omicron等，国内具有代表性的公司包括上海华乘，陕西公众智能等。
国内具有代表性的研究机构包括华北电力，西安交大，清华大学等。
3.特高频法实现方式说明特高频法使用的频段较高——300~1500MHz。
当前的采集系统（ADC）无法覆盖整个频段，从而完成对局放信号的有效采集。
即使采集系统可以对此频段进行有效的采样，但其产生的海量数据给信号处理单元带来巨大挑战。
除此之外，我们主要关心局部放电信号的峰值，放电次数和相位数据，以便完成放电量计算，放电谱图绘制，故障定位等内容。
海量数据中的其他数据都是无用的，即使采集回来也是要被丢弃的。
基于以上原因，在工程实现中，国内外的公司和研究机构通常使用两种方式完成特高频局放信号到低频信号（0~30Mhz）的转换——调频、混频方式和检波方式。
其中DMS公司（峰值检测，没有时域波形），华北电力（李成榕等）的特高频法使用检波方式将特高频信号转换为低频信号；omicron，西安交大（李彦明等），清华大学（刘卫东等）则使用调频、混频方式将高频信号转换为低频信号。
带电检测培训(局部放电检测)
超声波测试的实质是测试振动。
二、超声波局部放电检测
巡检时，将超声波贴于GIS罐体的下部，或开关柜的前中、前下、后 上、后下、后下部，一米内一侧。
超声波检测对于开关柜或GIS内部的电晕放电、沿面放电、悬浮放电、 颗粒放电较敏感，对于内部的气隙放电不敏感（为什么），同时还可以检 测到PT磁致伸缩振动等信号。
2017
带电检测培训
一、特高频局部放电检测
电力设备内部发生局部放电时，会激发出数吉赫兹的电磁波，特 高频局部放电检测技术正是通过检测这种电磁波来实现局部放电检 测的。 高频频段：30-300MHz 特高频频段：300-3000MHz
1GHz特高频信号在GIS中传播衰减为3-5dB/km，所以特高频检测的 灵敏度较高。
特高频检测容易受到电晕放电干扰。
可以利用特高频进行定位。
可以识别故障类型。
一、特高频局部放电检测
将传感器依次放置在电缆接头处或GIS盆式绝缘子处，观测是否有 局部放电脉冲信号。
一、特高频局部放电检测
特高频干扰信号：
干扰类型
干扰特点
典型干扰波形
手机信号
波形相对固定，幅值稳定，没有工频相 关性，不具有相位特，通过检测特高频信号到达两个盆子的 时间差，就可以定位出故障源所在。
二、超声波局部放电检测
GIS或开关柜内设备产生局部放电时，不仅会激发特高频信号，还 会激发超声波（频率大于20kHz的声波）信号。通过检测超声波信 号，可以判断设备内部是否存在振动或局部放电。
雷达信号
波形有明显的具有周期特征的峰值点， 没有工频相关性，不具有相位特征
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。
第3章特高频局部放电检测技术
第3章特高频局部放电检测技术第三章特高频局部放电检测技术目录第1节特高频局放检测技术概述 (3)1.1 发展历程 (3)1.2 技术特点 (5)1.2.1 技术优势 (5)1.2.2 局限性 (6)1.2.3 适用范围 (7)1.2.4 技术难点 (7)1.3 应用情况 (9)1.3.1 国外应用情况 (9)1.3.2 国内应用情况 (10)第2节特高频局放检测技术基本原理 (11)2.1 特高频局放电磁波信号基本知识 (11)2.1 GIS内部电磁波的传播特性 (11)2.3 特高频局放检测技术基本原理 (13)2.3 特高频局放检测装置组成及原理 (14)第3节特高频局放检测及诊断方法 (18)3.1 检测方法 (18)3.1.1 操作流程 (18)3.1.2 注意事项 (20)3.2 诊断方法 (21)3.2.1 诊断流程 (21)3.2.2 现场常见干扰及排除方法 (22)3.2.3 放电缺陷类型识别与诊断 (25)3.2.4 放电源定位 (28)3.2.5 局部放电严重程度判定 (29)第4节典型案例分析 (30)4.1 220kV GIS盆式绝缘子内部气隙缺陷检测 (30)4.2 110kV电缆-GIS终端绝缘内部气隙缺陷检测 (32)4.3 220kV GIS内部刀闸放电缺陷检测 (37)参考文献 (43)第1节特高频局放检测技术概述1.1 发展历程电力设备内发生局部放电时的电流脉冲（上升沿为ns级）能在内部激励频率高达数GHz的电磁波，特高频（Ultra High Frequency，UHF）局部放电检测技术就是通过检测这种电磁波信号实现局部放电检测的目的。
特高频法检测频段高（通常为300M～3000MHz），具有抗干扰能力强、检测灵敏度高等优点，可用于电力设备局部放电类缺陷的检测、定位和故障类型识别[1]。
特高频法过去曾被称为“超高频法”。
但是按照中华人民共和国无线电频率划分规定，300MHz~3000MHz频带划分为特高频，因此该检测方法的正式名称为特高频法。
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➢ 进行室外检测避免雨、雪、雾、露等相对湿度大于80％的 天气条件。
2、检测周期
➢ 投运后及大修后1个月内应对本体进行一次局部放电检测 ；
➢ 正常情况下，半年至一年检测一次； ➢ 检测到GIS有异常信号但不能完全判定时，可根据GIS设备
4、检查接线
在采用特高频法检测局部放电的过程中，应按 照所使用的特高频局放检测仪操作说明，连接好 传感器、信号放大器、检测仪器主机等各部件， 通过绑带（或人工）将传感器固定在盆式绝缘子 上，必要的情况下，可以接入信号放大器。
特高频局放检测仪连接示意图
5、传感器放置部位部位及要求
➢ GIS内部局部放电产生的特高频信号在GIS腔体内以横向电 磁波方式传播，只有在GIS壳的金属非连续部位才能泄漏出 来。在GIS上只有无金属法兰的绝缘子、观察窗、接地开关 的外露绝缘件、内置式CT、PT二次接线盒等部位才能测量 到信号，特高频传感器需安置在这些部位；
的运行工况，应缩短检测周期，增加检测次数，应并分析 信号的特点和发展趋势；
➢ 必要时，对重要部件（如断路器、隔离开关、母线等）进 行局部放电重点检测；
➢ 对于运行年限超过15年以上的GIS设备，宜考虑缩短检测 周期，迎峰度夏（冬）、重大保电活动前应增加检测次数 。
3、安全注意事项
为确保安全生产，特别是确保人身安全，除严格执行电力 相关安全标准和安全规定之外, 还应注意以下几点: 检测时应勿碰勿动其它带电设备； 防止传感器坠落到GIS管道上，避免发生事故； 保证待测设备绝缘良好，以防止低压触电； 在狭小空间中使用传感器时，应尽量避免身体触碰GIS管 道； 行走中注意脚下，避免踩踏设备管道； 在进行检测时，要防止误碰误动GIS其它部件； 在使用传感器进行检测时，应戴绝缘手套，避免手部直接 接触传感器金属部件。
二、特高频局部放电检测仪的组成
➢ 特高频传感器：耦合器，感应300M-1.5GHz的特高频无线 电信号；
➢ 信号放大器（可选）：某些局放检测仪会包含信号放大器 ，对来自前端的局放信号做放大处理；
➢ 滤波器（可选）：如果现场检测在某一频段存在较强干扰 ，可使用特定的滤波器将其滤掉，从而达到抗干扰目的；
➢ GIS的金属同轴结构可视为一个良好的电磁波导， 放电所形成的高阶电磁波TE和TM（f>300MHz）， 可沿波导方向无衰减地进行转播；
➢ 绝缘屏障会造成2dB信号衰减 ➢ 转角结构会造成6dB信号分散
0dB
(-2dB)
(-6dB)
特高频电磁波传输与衰减示意图
二、特高频局部放电检测仪器及工具
➢ 特高频局部检测仪的基本要求 ➢ 特高频局放检测仪的组成 ➢ 特高频局放检测其它常用工具 ➢ GIS特高频局放仪常用谱图
➢ 检测仪器主机：接收、处理耦合器采集到的特高频局部放 电信号；
➢ 分析主机（笔记本电脑）：运行局放分析软件，对采集的 数据进行处理，识别放电类型，判断放电强度；
特高频局放测试仪组成示意图
3、特高频局放检测其它常用工具
➢ 高速示波器：一般2G以上采样速率，可对特高频原始信 号进行观察，并利用各个通道采集信号的时间差来进行 定位；
3、特高频局部放电检测方法 及注意事项
➢ 检测条件要求 ➢ 检测周期 ➢ 安全注意事项 ➢ 检测接线 ➢ 传感器放置部位部位及要求 ➢ 操作流程 ➢ 常见注意事项
1、检测条件要求
➢ 被检设备是带电运行设备，绝缘盆子为非金属封闭或内置 有 ＵＨＦ 传感器；
➢ ＧＩＳ设备为额定气体压力，在ＧＩＳ设备上无各种外部 作业；
➢ 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；
➢ 在测量时应尽可能保证传感器与盆式绝缘子的接触，不要因 为传感器移动引起的信号而干扰正确判断；
6、特高频局部放电检测操作流程
在采用特高频法检测局部放电时，典型的操作流程如下： 1）设备连接：按照设备接线图连接测试仪各部件，将传 感器固定在盆式绝缘子上，将检测仪主机及传感器正确接地， 电脑、检测仪主机连接电源，开机。 2）工况检查：开机后，运行检测软件，检查主机与电脑 通信状况、同步状态、相位偏移等参数；进行系统自检，确 认各检测通道工作正常。 3）设置检测参数：设置变电站名称、检测位置并做好标 注。根据现场噪声水平设定各通道信号检测阈值。 4）信号检测：打开连接传感器的检测通道，观察检测到 的信号。如果发现信号无异常，保存少量数据，退出并改变 检测位置继续下一点检测；如果发现信号异常，则延长检测 时间并记录多组数据，进入异常诊断流程。必要的情况下， 可以接入信号放大器。
二、特高频局部放电检测仪的基本要求
➢ 能够有效抑制或排除干扰；
➢ 可根据现场实际情况调整局部放电的检测周期、检出阈值 和报警阈值等参数；
➢ 可用外施高压电源进行同步（外同步），并可通过移相的 方式，对测量信号进行观察和分析；
➢ 测试线长度满足要求，且接头牢固不易损坏（最好N型接 头）
➢ 局部放电检测应提供局部放电信号的幅值、相位、放电频 次等信息中的一种或几种，并可采用PRPS、PRPD等常用 谱图进行展示。
特高频局部放电检测技术
1 特高频局部放电检测的原理 2 特高频局部放电检测仪器及工具 3 特高频局部放电检测方法及注意事项 4 数据、图谱的分析及诊断 5 典型案例分析
UHF 外置传感器
UHF 内置传感器
导体 法兰
UHF 内置传感器
绝缘子
局部放电源
内置式特高频传感器
外置式特高频传感器
UHF信号在GIS中的传播衰减
➢ 频谱仪：根据频谱特性进一步确认是放电还是干扰，如 果是干扰可分析干扰信号频段，通过使用滤波器来过滤 掉干扰信号；
➢ 屏蔽带：屏蔽外部干扰最基本的工具，一般用金属布制 成，同时能起到增强检测信号及固定传感器的作用。脉冲序列相位分布）谱图
PRPD（局部放电相位分解）谱图