GIS局部放电在线监测实施方案

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GIS局部放电在线监测实施方案

GIS局部放电在线监测实施方案一、概述GIS局部放电在线监测是通过在线监测系统对GIS设备的局部放电情况进行实时监测和分析，以确保GIS设备的正常运行和安全可靠。

本实施方案旨在详细介绍GIS局部放电在线监测系统的设计、安装和运行管理等方面的内容，以保障监测系统的有效运行。

二、系统设计1.监测技术选择针对GIS设备的局部放电在线监测，可以选择利用超高频法（UHF）、电容耦合法（CC）或电流互感器法（HFCT）等技术进行监测。

根据具体情况和实际需求，综合考虑各种技术的优缺点，选择合适的监测技术。

2.监测点的布置根据GIS设备的结构、工作情况和局部放电的特点，合理布置监测点。

监测点应覆盖GIS设备的关键部位，如导电插件、固定金属分隔器等，并考虑到设备的布置形式和监测点之间的距离等因素。

3.监测系统的组成监测系统主要由传感器、数据采集装置、数据传输装置和数据处理平台等组成。

传感器用于捕捉并接收GIS设备的局部放电信号，数据采集装置负责将信号转换为电信号并实时采集，数据传输装置用于传输数据至数据处理平台，数据处理平台则进行信号处理和分析。

三、安装和调试1.项目准备购买并准备所需监测设备和材料，包括传感器、数据采集装置、数据传输装置等。

2.安装调试按照监测点布置方案，逐一安装传感器，并连接到数据采集装置。

安装完毕后，对系统进行调试，确保传感器与数据采集装置正常连接。

3.系统校准完成系统安装和调试后，进行系统校准。

校准包括传感器校准和数据采集装置校准，以确保监测系统的准确性和可靠性。

四、运行管理1.日常运维定期检查监测系统各个组件的运行状态和连接情况，确保监测设备正常工作。

对设备进行维护，包括清洁、防护和维修等。

2.数据管理建立健全的数据管理系统，包括数据的采集、存储、备份和分析等工作。

对于重要数据，进行定期备份以防止数据丢失。

3.故障排除及时发现和排除监测系统中的故障，确保系统的稳定运行。

对故障原因进行分析，提出相应的解决方案，并及时修复故障。

GIS局部放电在线监测技术及检测方法

GIS局部放电在线监测技术及检测方法GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）是一种高压电力设备，用于输电和配电系统中。

在长期运行过程中，由于设备老化或故障，可能会导致局部放电（Partial Discharge，PD）现象的产生。

局部放电是指在绝缘材料中局部发生的放电现象，具有不连续性和周期性。

如果不及时发现和处理，局部放电可能会发展成大面积放电，导致设备的损坏甚至故障，对电力系统的可靠性和稳定性产生不利影响。

因此，开展GIS局部放电在线监测技术和检测方法的研究具有重要意义。

GIS局部放电在线监测技术可以实时监测和识别发生在设备中的局部放电现象，通过监测数据分析和处理，可以提前发现故障迹象，采取相应的措施进行预防和维修，从而保障设备的可靠运行。

目前，常用的GIS局部放电在线监测技术包括电测法、超声波法、电磁法和红外热像法等。

电测法是一种常用的GIS局部放电在线监测技术。

它通过安装在设备的绝缘支持物上的电感式传感器或电容式传感器获取电压或电流信号，实时监测和记录设备的运行状态。

通过对电压和电流信号的分析，可以检测到设备中的局部放电现象。

该方法具有简单、可靠、实时性强的优点，但不易精确定位局部放电点。

超声波法是另一种常用的GIS局部放电在线监测技术。

它通过超声波传感器接收设备中产生的超声波信号，利用超声波在封闭的金属容器中的传播规律来判断设备是否存在局部放电现象。

超声波法可以实现对设备的精确定位监测，但对传感器的位置布置和信号处理要求高。

电磁法是一种主要用于GIS局部放电在线监测的无损检测技术。

它通过电磁感应原理，在设备周围布置多个传感器，通过监测设备的电磁信号变化来判断是否存在局部放电现象。

电磁法具有不受高压电力设备介质影响、设备无需停电运行等优点，但对传感器布置和信号处理的要求较高。

红外热像法是一种通过红外热像仪来监测设备表面温度变化的技术。

由于局部放电现象会产生热量，使设备表面温度升高，通过红外热像仪可以实时获取设备表面的温度分布图像，检测设备是否存在局部放电现象。

GIS局部放电在线监测实施方案

GIS局部放电在线监测实施方案
摘要
ArcGIS作为功能强大的GIS软件，可以结合先进的技术，如智能化
信息技术、互联网技术等，利用GIS在线监测技术从多方面对局部放电的
活动进行实时的监测，以便及时发现存在的问题并及时采取有效的措施和
行动，保证活动的安全顺利进行。

本文首先介绍局部放电的概念及原理，
然后介绍ArcGIS技术在局部放电在线监测中的应用以及封装表达式的使用，以及局部放电的数据采集过程；最后提出ArcGIS在局部放电在线监
测实施方案，包括项目前期准备、ArcGIS在线监测的技术实施、在线监
测的数据分析与维护等具体实施内容，以期在局部放电在线监测中取得成功。

1.引言
局部放电是一种在润滑油中发生的一种局部化的绝缘材料老化的现象，它是在润滑工况中发生的放电，其特性主要表现在电场强度、放电电流和
放电类型等三个方面。

为了保证局部放电活动的安全顺利进行，有必要对
其进行实时的监测和控制，因此开发出具有实时监控功能的局部放电在线
监测技术是很有必要的。

2. ArcGIS在局部放电在线监测中的应用
2.1 使用ArcGIS编写封装表达式
ArcGIS封装表达式是ArcGIS Desktop中构建模型的一种艺术形式。

GIS在线监测

35kV/110kV/220kV/1100kV变电站GIS局部放电在线监测系统实施方案山东派瑞光电科技有限公司1 安装GIS局部放电在线监测的目的和意义随着我国电力工业的发展，GIS的使用还会日渐增多。

以前，人们通常认为GIS设备具有故障率低的特点，但这是相对于常规设备而言的，根据CIGRE的调查GIS的故障远远高于IEC推荐的每百间隔1年0.1次的水平。

就国内而言则发生了十多起比较严重的GIS事故，因此“GIS免维护”的观点已经不再认同。

同时GIS设备一旦发生故障，引起的停电时间长，检修费用高，损失巨大。

现场使用经验表明，大部分故障是可以预先监测的，因此采用先进的GIS在线故障诊断技术，可以大幅度减少GIS的故障率。

GIS有“免维护”之说，但是根据全球电力系统使用的情况不容乐观； GIS 故障率远大于IEC，CIGRE 规定的0.1次/100间隔/年。

据了解,国内近年来电力系统GIS的事故频繁。

GIS一旦发生故障，引起的停电时间长，检修费用高。

并且事故造成的社会影响大，经济损失严重。

由于受现场条件的限制，环境温度、湿度和空气的洁净度、安装工器具的精度、安装工艺水平都很难有效控制，为GIS安装造成了一定影响，现场安装时灰尘颗粒或其它异物极易进入母线筒，导体极易造成损伤，这些缺陷在运行电压下产生局部放电，发展到一定程度造成绝缘损坏。

而现有的检测手段对放电性故障不能够有效发现，因此，有必要寻找一种方法对GIS的内部放电性缺陷进行监测、分析判断，发现设备内部存在的安全隐患，真正实现GIS设备的可控在控，保证电网的安全运行。

该项目的实施将解决以下几个重要问题：A、提高对GIS设备内部放电故障的认知度：从而判定是绝缘放电？是母线或壳体放电？是金属微粒放电？是接触不良放电？以及放电发生在何处。

B、对所有已运行的GIS进行有效的监测，避免事故的发生。

C、对准备投运的GIS进行交接试验时进行局放检测，保证安装质量。

GIS局部放电在线检测技术及应用

GIS局部放电在线检测技术及应用发表时间：2016-07-01T16:13:21.890Z 来源：《电力设备》2016年第7期作者：邹建红[导读] GIS和传统的电器相比较，其体积较小，并且技术性能比较两汉，对于外界的抗干扰能力较强。

邹建红（内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司内蒙古呼和浩特 010206）摘要：GIS作为一种气体绝缘金属封闭开关设备，其由于结构紧凑、运维便捷并且占用面积比较小，在近些年使用较为普遍。

对于设备中出现的异常情况，可以及时的发现并能及时的排除隐患，从而更好的进行维修，最终提升其应用效率，保证这个变电站的安全稳定的运行状况。

但是在实际的GIS运行中，有时候也会有一些自身的缺陷，从而出现一些事故的出现。

因此，对于GIS局部放电的检测技术的研究具有重要的意义。

关键词：GIS；局部放电；在线检测GIS和传统的电器相比较，其体积较小，并且技术性能比较两汉，对于外界的抗干扰能力较强，可以长期的运行，提升可靠性。

GIS在在我国近些年在我国很多大型的电站中都进行广泛的应用。

但是在实际的运用中，GIS也有一些自身的运行问题，GIS是全封闭的组合的电力设备，因此，其设备不能够仅仅依靠认得感官或者外部特点单纯的进行故障的发觉，此外，GIS设备体积比较效，其内部的各个零部件安装也就比较紧凑，如果其中的任意部件出现问题就会对周围的部件造成损坏，从而加大其设备的磨损程度，因此，其一旦发生故障就会很难处理，在处理起来就会比较复杂，需要投入较大的财力物力进行修理，因此，在进行GIS局部放电检测时，对于进行检测技术的应用很有必要。

1、GIS局部放电产生原因局部放电及时对于设备局部被击穿从而导致未在导体绝缘间造成贯穿性导电通道的现象。

GIS 设备中绝缘中在足够强的电场中会产生一定范围内的放电，轻微的局部放电现象对于绝缘介质都会产生一定的影响，如果情况较为严重的话，就会造成绝缘的损坏，从而导致设备发生一定程度的故障，造成一定的经济损失。

GIS局部放电在线监测实施方案

GIS局部放电在线监测实施方案一、引言局部放电是一种常见的设备故障形式，对电力系统的安全稳定运行具有重要影响。

因此，实施局部放电在线监测是提高电力系统可靠性和安全性的关键技术之一、本方案将介绍局部放电在线监测的实施方案。

二、目标和原则1.目标：通过监测设备的局部放电情况，及时发现和预防设备故障，以保障电力系统的正常运行。

2.原则：a.充分了解设备运行情况，选择合适的监测方法和设备。

b.信息准确、及时、全面，实现即时监测、报警和预警。

c.实施方案应具有合理性、先进性、可行性和经济性。

d.结合实际情况，采取适宜的监测策略。

三、技术选择1.传感器选择：根据设备特点和监测需求，选择适用的传感器，如超声传感器、电容耦合传感器等。

2.数据采集：选择合适的数据采集系统，并与传感器实现互联，确保数据准确采集。

3.数据传输：采用合理的数据传输方式，如有线传输或无线传输。

4.数据处理与分析：建立合理的数据处理与分析系统，对监测数据进行实时、自动处理与分析，以便及时发现异常情况。

四、实施方案1.设备选择：根据设备类型和重要程度，确定需要进行局部放电在线监测的设备。

2.传感器安装：根据设备特点和监测需求，确定传感器的安装位置和数量，并确保安装质量。

3.数据采集系统建设：设置合理的数据采集点，实现传感器与数据采集系统的互联，并建立稳定的数据采集系统。

4.数据传输系统建设：建立合理的数据传输系统，确保数据传输的准确性和及时性。

5.数据处理与分析系统建设：建立合理的数据处理与分析系统，包括数据存储、处理和分析等功能，实现对监测数据的实时处理和分析。

6.报警和预警系统建设：建立合理的报警和预警系统，实现对异常情况的即时监测和报警功能。

7.可视化监测平台建设：建立可视化监测平台，将监测数据以图形或图像方式展示，方便运维人员进行监测分析和决策。

五、实施步骤1.前期调研与准备：了解设备特点和监测需求，进行技术选择和数据采集系统建设准备工作。

GIS特高频局部放电在线监测系统-最新文档

GIS特高频局部放电在线监测系统GIS是气体绝缘全封闭组合电器的英文缩写，为近几十年发展起来的高、精、尖输变电设备，利用SF6气体良好的绝缘性能，把母线、断路器、接地开关、隔离开关、进出线套管、避雷器、CT、PT、电缆终端等封闭地组装在一起，该设备占地面积小，技术先进，维护工作量小，运行可靠性高，将是未来变电设备的发展方向。

GIS故障少，但一旦发生故障后果非常严重，其检修时间长且繁杂，稍有不慎容易导致检修质量问题。

因此，对GIS设备状态进行监测及检修很有相当重要和迫切的需求。

局部放电特高频检测技术是一种检测并诊断GIS状态的重要手段，其可以发现GIS内部的多种绝缘缺陷，具有检测灵敏高和抗干扰能力强等特点，非常适用在变电站和发电厂现场条件下对GIS进行监测。

1 系统功能1）数据显示功能：直接显示传感器接受到的局部放电活动，显示局部放电谱图，具有存储、输出及打印功能。

2）数据分析及诊断系统：利用诊断软件对各种缺陷进行分析，找到故障现象的直接原因，判断出不同的局部放电类型，如：母线毛刺、壳体毛刺、内部空穴、内部电晕、自由微粒、电极等。

3）保护功能：系统具有过压、过流、过热及掉电保护功能。

4）数据统计、存储与输出功能：具备数据统计、存储功能，根据保存的数据可以追溯回放历史测试数据或图谱，并可通过相关格式文件输出形成测试报告。

5）告警功能：可采用趋势报警、关联报警和阈值报警等多种报警模式，也可可设置多个报警级别。

6）外同步触发功能：系统具有触发接口，以适应外部电源电压、PT信号及BNC口，或提供专用转接端子适应以上不同触发源，以达到能够测量不同电压频率下的局放活动，并给出统计谱图。

7）设置参数功能：在软件中提供了设置参数的页面，在该页面中可以设置硬件参数和设置局部放电信号阈值等。

2 GIS局部放电在线监测系统组成如图1所示，系统由后现场传感器，前置监测仪，后台监视系统三大部分组成。

2.1 现场传感器特高频传感器主要由天线、特高频放大器、高通滤波器、检波器、耦合器和屏蔽外壳组成。

GIS局部放电在线监测实施方案

GIS局部放电在线监测实施方案一、背景气体绝缘金属封闭式开关设备（Gas Insulated SwitchGear，GIS）是一种在高压输配电系统中广泛应用的重要设备，具有小体积、大容量、高可靠性等优点。

然而，由于操作环境的变化、设备老化和制造质量等原因，GIS设备局部放电问题经常发生，可能导致设备故障和甚至事故，给输配电系统安全稳定运行带来风险。

为了及时发现GIS设备的局部放电问题，避免事故发生，需要加强对GIS设备的在线监测，提高设备的可靠性和安全性。

本文将提出一种GIS局部放电在线监测实施方案，以指导GIS设备的日常维护和运行管理工作。

二、实施方案1.系统概述GIS局部放电在线监测系统由传感器、数据采集装置、数据传输设备和监测中心组成。

传感器主要用于采集GIS设备中的温度、气体特性等数据，数据采集装置将传感器采集到的数据传输到监测中心，监测中心对数据进行分析和处理，实现对GIS设备的实时监测和远程管理。

2.设备选型在选择GIS局部放电在线监测设备时，需考虑设备的精度、灵敏度、稳定性等参数，确保设备能够准确地监测GIS设备的局部放电情况。

同时，还应考虑设备的适用性、可靠性和维护便捷性，选择具有良好性价比的监测设备。

3.安装布线在安装GIS局部放电在线监测设备时，需按照设备厂家的要求和技术规范进行布线和安装，确保设备能够正常运行。

同时，还需考虑设备的避雷防护和防护措施，确保设备在恶劣环境下也能正常运行。

4.系统联调在安装完GIS局部放电在线监测设备后，需进行系统联调和调试，确保监测设备和数据采集装置的正常运行。

同时，还需对监测中心进行调试和测试，确保系统可以实现对GIS设备的实时监测和远程管理。

5.系统使用在系统联调调试完成后，需对GIS设备的局部放电进行定期监测和分析，及时发现GIS设备中的问题，采取相应的措施进行处理，确保GIS设备的安全可靠运行。

同时，还需对系统进行定期维护和保养，确保系统长期稳定运行。

220kV GIS局部放电在线监测系统方案

１概述
近年来，随着鞍钢鲅鱼圈电网建设的发展，ＩＧＳ
变电站的数量不断增加。目前，鞍钢电网所辖区域内
研究表明，Ｉ设备内部故障以绝缘性故障为ＧＳ多。例如２０年辽宁省发生的３起（０８其中有鞍钢１）Ｉ备故障均为绝缘性故障。起ＧＳ设国内其他省份
２１年第１０１期总第１３期４
ＭＥＡＵＧＣＬＰＷＥＴＵＲＩＡＯＲ
冶金动力
７
２０ｋＳ局部放电在线监测系统方案２ＶＧＩ
周正，郑建新，李贵珍，卢忠亮
（鞍钢股份鲅鱼圈钢铁分公司，辽宁营口１５０）０７１
【摘
要】介绍了鞍钢股份鲅鱼圈钢铁分公司电网２０ｋ２Ｖ总降压变电站ＧＳ备局部放电在线监测系Ｉ设
统的基本功能配置。针对当前变电站ＧＳＩ设备内部绝缘性故障，出了新的检测方法和技术要求，提并对变电站ＧＳＩ设备局部放电在线监测系统在运行管理中存在的问题和经验不足进行了分析，并提出了相应的改进措施
ＺＨＯＵＺｅｇＺｅｇＪａｘｎ，Ｌｉｅｈｎ，ｈｎｉｎｉＩＧｕｚｎ，Ｌｈｎ｜ｎｈＵＺｏｇｉｇａ
叼Ⅱ ＩｎａｄＳｅｌｕｃｍａｙＡｎｈｎＩｎ＆ＳｅＣ．ＬｄｉｋｕＬａｎｎ１０７ｈａ帆ｒｎｔｅＳｂｏｐｎ，ｓａｒｏｏｔｌｏｔ．ｎｏ，ｉｉｇ１５０，Ｃｔｃ】Ｔｅｂｓｕｃｏａｃｎｇｒｉｏｔｏｉｒｇｏ— ｎｙｔｆＧＳＡｓａｔｒｈａｃｆｔｎｌｏｆｕｔｎｆｈｍｎｏｎｎｌｅｓｅｏＩｉｎｉｉａｏｒｅｔｉｉｓｍ

GIS带电运行中局部放电检测方法

GIS带电运行中局部放电检测方法摘要：近年来，随着时代经济的飞速发展以及科学技术的日新月异，电网建设逐渐加快了发展的步伐，以至于六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备被广泛的应用于电网的发展中，而其设备带电运行中局部放电的如何检测成为当今电网建设行业领域研究的热点之一。

本文首先说明了GIS带电运行中局部放电检测的试验平台，进而确立了GIS带电运行中局部放电检测的方案，最后分析总结了GIS带电运行中局部放电检测方法。

关键词：GIS；局部放电；检测方法21世纪的今天，电网建设逐渐发展，从而对电力设备的运行以及检测提出了更高的要求，本文对GIS带电运行中的局部放电检测方法进行探讨分析，进而将一套GIS带电运行中局部放电检测平台加以构建，借助于脉冲电流法、超声波法以及高频法来检测高压导体尖端、悬浮尖端以及地电极尖端等局部放电现象，着重分析带电设备存在的局部放电问题，进而推动了现代化电网的全面建设。

一、GIS局部放电带电测试原理电力设备的绝缘系统中，只有部分区域发生放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，即尚未击穿，这种现象称之为局部放电。

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。

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。

GIS内部的局部放电在空间产生电磁波，在接地线上流过高频电流，使外壳对地呈高频电压。

同时，所产生的机械效应使管道内气体压力骤增，产生声波和超声波，并传到金属外壳上，使外壳产生机械振动。

另外，局部放电产生光效应和热效应可使绝缘介质分解。

总之，这些伴随局部放电而产生的各种物理和化学变化可以为监测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。

目前，GIS绝缘带电测试最方便有效的方法就是局部放电检测。

局部放电既是GIS绝缘劣化的征兆和表现形式，又是绝缘进一步劣化的原因。

GIS局部放电检测方法及原理

GIS局部放电在线检测特点：实时在线，对设备重点部位进行不间断监测。

系统结构：传感器(天线)，放大器，信号过滤器，采集卡，工频信号触发器，工业控制计算机，机柜，局部放电故障分析软件，高精度数字示波器（选配），高频电缆，机械附件。

方法：1.超高频检测法(UHF法)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。

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。

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。

应用：2.超声波法原理：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。

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。

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。

GIS局部放电在线监测技术及检测方法

GIS局部放电在线监测技术及检测方法GIS（Gas Insulated Switchgear）局部放电是一种常见的设备故障形式，其程度和严重程度通常会引起设备损坏或停电。

为了及时发现和处理局部放电故障，保证电网的安全稳定运行，GIS局部放电在线监测技术和检测方法应运而生。

一、传感器传感器是GIS局部放电在线监测技术的核心部分，选择合适的传感器能够准确地检测出局部放电现象。

常见的传感器有电场传感器、电流传感器、超声传感器等。

电场传感器用于检测电压异常，电流传感器用于检测电流异常，超声传感器用于检测声波异常。

这些传感器可以将异常信号转换成电信号，并传输到信号处理系统进行处理。

二、信号处理信号处理是GIS局部放电在线监测技术的重要环节，将从传感器中得到的电信号经过放大、滤波等处理，得到更加清晰和准确的局部放电信号。

信号处理的目的是提高信号质量，减少噪声干扰，使得异常信号能够更好地被分析和判定。

三、数据传输数据传输是GIS局部放电在线监测技术的关键环节，选择合适的数据传输方式能够准确地将处理后的局部放电信号传输到相应的数据分析与判定系统。

常见的数据传输方式有有线传输和无线传输两种。

有线传输稳定可靠，但受到布线和距离限制；无线传输则无限制，但受到信号干扰等问题。

根据实际需要选择合适的数据传输方式。

四、数据分析与判定数据分析与判定是GIS局部放电在线监测技术的最后一步，通过对传输过来的局部放电信号进行分析和判定，可以判断局部放电的位置、程度和严重性，从而采取相应的措施进行处理。

数据分析与判定需要建立相应的模型和算法，通过分析局部放电信号的频率、幅值和波形等特征参数来判断局部放电情况。

除了以上所述的GIS局部放电在线监测技术，还有一些其他的检测方法可以应用于GIS局部放电的检测。

一、超声波检测超声波检测是一种非接触的检测方法，通过检测GIS局部放电所产生的声波来识别局部放电的位置和严重程度。

超声波检测方法有较高的精度和可靠性，可以实时监测局部放电，但也会受到其他噪声的干扰。

GIS局部放电在线监测技术及检测方法

目前共对国内、外14个厂家的外置传感器进行了测试，由统计数据可以看出有大部分厂家传感器的平均等效高度都在6.5-9mm之间，占比约为64%。
二、GIS局部放电监测系统标定技术
⑤ 装置检测
系统灵敏度检测：
通过逐渐减小脉冲源的输入，降低GTEM内部的瞬态电场，考核被测系统能够检测到的最小瞬态电场强度。
每个气室均有实验舱，可放置放电模型，安装信号注入探针、介质窗式传感器、及内置式传感器，可模拟GIS各关键结构发生局部放电，用于标定传感器配置方案是否合理。
二、GIS局部放电监测系统标定技术
标准放电源
标准气隙放电模型
1）采用激光内刻技术，加工规则气泡，避免机械加工形成的材料缺陷，以及
沿加工槽的沿面放电；
④ 搭建测试平台
测试用GTEM小室的优点：
1、工作频率范围可完全覆盖GIS内特高频局放信号频率：从直流至数GHz以上； 2、当在其始端馈入激励功率时，GTEM小室内就建立起均匀的横电磁行波，这与特高频局放信号在GIS腔体内的传播特性一致； 3、可以模拟传感器在现场安装的4种位置：人手孔处、介质窗口处、无屏蔽盆式绝缘子处、有屏蔽带浇注孔盆式绝缘子处。
GIS局部放电在线监测技术的研究与应用
广东电网公司电力科学研究院
2013年9月
目录
一
二
技术背景 GIS局部放电监测系统标定技术广东电网在线监测装置应用情况总结
三
四
一、技术背景
目前广东电网110kV及以上电压等级的GIS间隔共3253个，2011年度
共发生GIS事故（障碍）15起，较2010年增加了50%。
二、GIS局部放电监测系统标定技术
③ 功能性要求考核
序号
6

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（Gas Insulated Switchgear）是一种广泛应用于电力系统中的高压开关设备，其内部充满绝缘气体，具有良好的绝缘性能和小型化特点。

然而，在长期运行中，GIS设备可能会出现局部放电现象，这不仅会影响设备的安全可靠运行，还可能造成设备的损坏甚至事故。

因此，对GIS设备进行局部放电检测是非常重要的。

本文将介绍GIS局部放电检测的方法及原理。

1.离线检测离线检测是指在GIS设备停机维护时进行的放电检测。

常用的离线检测方法包括：超声波检测、红外热像检测、高频电压法等。

（1）超声波检测：利用超声波传感器接收放电信号的超声波波形，分析波形频谱特征来判断是否存在放电现象。

超声波检测可以发现放电位置，但只能检测到比较强的放电信号。

（2）红外热像检测：通过红外热像仪观察GIS设备表面的温度分布情况，当有局部放电时，放电部位会产生局部温升，从而形成热像。

红外热像检测可以直观地显示放电位置，但对放电信号强度的测量能力较弱。

（3）高频电压法：利用高频电压传感器检测GIS设备内部的高频信号，通过分析信号频谱特征来判断是否存在放电现象。

高频电压法可以检测到局部放电信号，但对信号的定位能力较弱。

离线检测方法具有操作简便、设备可靠等优点，但需要停机维护，无法对设备进行长期实时监测。

2.在线检测在线检测是指在GIS设备运行时通过安装传感器实时监测放电信号，常用的在线检测方法包括：超声波检测、电磁波检测、紫外光检测等。

（1）超声波检测：通过在GIS设备周围安装超声波传感器，实时监测放电信号的超声波波形，通过分析波形频谱特征来判断是否存在放电现象。

超声波检测具有实时性强的优点，可以对设备进行长期监测。

（2）电磁波检测：通过在GIS设备周围安装电磁波传感器，实时监测放电信号的电磁波信号，通过分析信号频谱特征来判断是否存在放电现象。

电磁波检测可以对设备进行长期实时监测，对放电信号的定位能力较强。

GIS局放在线监测测试系统、模式识别、定位与数据分析

及时、准确发现局部放电并消除局部放电是一切工作的根本目的。

一、GIS局部放电在线监测方法概述1、局放产生的原因（1）绝缘体内部存在自由移动的金属微粒；（2）绝缘体内或高压导体表面上存在针尖状或其他形状突出物；（3）附近存在悬浮电位体或导体间连接点接触不好；（4）轻微局放或制造时造成绝缘体内部或表面存在气隙、裂纹等。

2、监测方法当介质中发生局部放电时，会产生电脉冲、电磁波、超声波、局部过热、一些新的化学产物、光等特征，与此相应的出现了下面五种监测方法。

2.1电测法（1）耦合电容法，又称脉冲电流法。

利用贴在GIS外壳上的电容电极耦合探测局放在导体芯上引起的电压变化。

该法结构简单，便于实现。

在现场测试时，无法识别与多种噪声混杂在一起的局放信号，因此此方法的使用推广受到限制。

（2）超高频法。

其主要优点是灵敏度高，并通过放电源到不同传感器的时间差对放电源精确定位。

但对传感器的要求很高，此法成本昂贵。

2.2非电测法（1）超声波监测法。

由于GIS内部产生局放时会产生冲击振动及声音，因此可用腔体外壁上安装的超声波传感器测量局放量Q。

它是目前除UHF法外最成熟的PD监测方法，抗电磁干扰性能好，但由于声音信号在SF6气体中的传输速率很低(约140 m/s)，信号通过不同物质时传播速率不同，不同材料的边界处还会产生反射，因此信号模式很复杂，且其高频部分衰减很快。

它要求操作人员须有丰富经验或受过良好的培训，另外，长期监测时需要的传感器较多，现场使用很不方便。

（2）化学监测法。

通过分析GIS中局放所引起的气体生成物的含量来确定局放的程度，但GIS中的吸附剂和干燥剂会影响化学方法的测量；断路器正常开断时产生的电弧的气体生成物也会产生影响；脉冲放电产生的分解物被大量的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。

（3）光学监测法。

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，因此有“死角”出现。

GIS中局部放电在线监测技术

还会建立横电波（Ｅ和横磁渡《Ｍ）ＴＴ）Ｔ。ＥＭ波麓以任伺频率在ＧＳＩ中传播，但频率ｆ１Ｍｔ￣ｉ／￣０ｌｌ＇Ｏｚ－－ｈｑ播方向衰减豫决；Ｔ而Ｅ波和ＴＭ波则各自具有下限截止频率取决于Ｇ司Ｉ璐Ｉｊ尺寸，为２Ｏｈ —般５－－３ｏｔ）当电磁波频率ｅ时，ｏｍ￣，电磁波基本上无衰减地传播。ｕ法的主要优点：｜（航干扰能力强（１一般空气电晕干扰的频率远低于ｆ，ｃ不在ＵＨＦ法的测量范围之内）。（）局部放电源进行定位。２可耐合理布置ＵＦＨ传感器，可通过电磁波达到不同传感器的时差对局放源进行定位。（）可根据所测电磁波信号频谱区分不同的３缺陷类型。（）ＧＳ出厂时就将传感器安装好，４在Ｉ由此可对ＧＩＳ进行长期局部放电：测。垴（）５灵敏度可以满足工程要求。在实验室中灵敏度可达ＩＣｐ。超高频法对局部放电类型的识别，目前主要是ｉ过对局部放电的波形特征、匮相位特征和频率
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GIS在线监测系统技术方案

GIS局部放电在线监测系统技术方案GIS综合在线监测系统一、产品简介GIS综合在线监测系统应用于GIS设备的局部放电和SF6气体温度、压力、密度及微水的在线监测及智能化诊断。

系统采用超高频(UHF，100MHz -2000MHz）传感器，能够在GIS运行的条件下,监测其内部局部放电并进行定位，及时发现绝缘缺陷，广泛应用于电力、冶金等系统的110kV及以上电压等级的GIS设备的在线监测。

二、系统配置及技术参数2.1 外置式超高频传感器安装条件：设备无需停电检测带宽：100MHz -2000MHz灵敏度:＜5pC匹配阻抗： 50Ω外壳屏蔽：＞10dB防护等级： IP652.2 超高频噪音传感器安装条件：设备无需停电监测带宽：300MHz —3000MHz匹配阻抗：50Ω防护等级：IP652.3 现场监测单元数据处理单元采用高性能的同轴电缆与超高频传感器（包括噪音传感器）连接，通过滤波、混频放大、高速采样及小波阈值滤波等抗干扰技术，提取有效的内部局方信号,通过算法处理后上传到中央处理单元。

2。

5 主处理单元中央处理单元汇总数据处理器的信号，组建故障模式数据库，采用指纹识别、双神经网络引擎，对GIS局部放电故障类型进行诊断和放电源定位,同时提取各个SF6综合检测传感器的数据，综合反映出所监测GIS设备的运行状况。

服务器：用户可选择通讯单元:TCP/IP或可根据情况增加稳压电源:AC100—240V，功率最大94％测量模式：通道不限，实时模式、事件模式，趋势图表（小时、每日、每月、年等）PD信号的相位、幅值pC、放电次数、平均放电次数、放电累计等专家分析：36种高低频组合滤波高压同步信号噪音抑制硬件和软件噪音抑制高级自适应神经网络超级数据库自动识别局放类型，消除各种噪音干扰自动产生局放事件数据2D/3D地图绘制,主接线/立体图自动生成报告实时模式和事件模式可以同时进行客户软件：远程控制软件（管理员）远程监控分析软件（操作员）可选功能：邮件、SMS三、系统原理GIS综合在线监测系统集成了GIS局放在线监测子系统和SF6在线监测子系统，综合监测GIS运行状况。