GIS局放在线监测测试系统、模式识别、定位与数据分析.
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设备得局部放电与SF6气体温度、压力、密度及微水得在线监测及智能化诊断。
系统采用超高频(UHF 100MH2000MH)传感器，能够在GIS运行得条件下，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、冶金等系统得110kV及以上电压等级得GIS设备得在线监测。
、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：100MH2000MH灵敏度：v 5pC匹配阻抗：50 Q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：300MH z-3000MH z匹配阻抗：50 Q防护等级：IP652、3 现场监测单元数据处理单元采用高性能得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，提取有效得内部局方信号，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得信号，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与放电源定位，同时提取各个SF6综合检测传感器得数据，综合反映出所监测GIS设备得运行状况。
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信号得相位、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与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与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二、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与SF6在线监测子系统，综合监测GIS运行状况。
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局放检测与闪络定位系统简介
XD50 GIS局放检测与闪络定位系统简介1.概述本系统是一套针对GIS耐压试验时，检测各部位局部放电状况、定位闪络击穿点的局放检测装置。
系统采用分布式检测、全程状态跟踪、高精度时基同步与相位同步、IP化高速组网等新技术，一体化全新设计研发。
局放的检出率和定位精度相对之前装置都有一个数量级的提升。
2. 功能特征2.1灵敏度高局放检测灵敏度可达到1PC，闪络定位准确率不低于95%。
2.2定位精度高同时具备硬同步和软同步能力，所有信号测量时基偏差＜1μs，不受网络速率影响，闪络定位精度可达到10cm。
2.3作业效率高各单元之间可无线和有线自动组网，电池供电，专业软件一体化操控、分析；整个系统自动适配，无需繁杂调试。
2.4安全性高检测人员和设备与高压隔离，绝对保证人员与设备安全。
2.5可靠性高整个系统按工业级标准设计，重要功能采用多重备份。
2.6适应性强可以支持32个前端，128个检测点以分布式布置同时工作，可以适配各种高压试验电源，可以兼容第三方内置传感器，可以单相、三相或单段、多段一起检测。
2.7全程跟踪整个试验过程相关状态不间断跟踪检测与汇集，参量提取系统、完整，相互印证，检测有效性高。
3. 系统架构本系统由局放检测单元（多个）、高压检测单元、时基同步单元和操控分析单元4大单元模块组成。
系统架构如下图所示：系统架构图1）局放检测单元：采集、处理被试设备的局放信号。
2）高压检测单元：采集、处理高压试验电源的电压、频率、相位和闪络时标。
3）时基同步单元：标定信号时刻值，实现各分布式单元之间的时基同步。
4）操控分析单元：协调控制整个系统的运行，汇集、处理被检设备的状态信息。
4. 组件与功能4.1局放检测单元4.1.1资源配置局放检测单元主要资源表配置 数量 功能 性能 备注超声波局放检测通道 2～3个 信号检测 灵敏度≤5pc含传感器特高频局放检测通道 1～2个 信号检测 灵敏度≤1pc含传感器时标输入接口 1个 实时同步 ≤1μs无线数据通信模块 1个 高速数据通信 ≤140Mbps 缺省WIFI，3G/4G备选无线相位接收模块 1个 零位信号接收 ≤1ms 在无时标信号时使用 有线通信模块 2个 与无线互为备份≤1000Mbps RJ45+USB高速算法处理器 1个 信号处理 FPGA嵌入式计算机 1套 综合管理 主频1G ARM数据存储 1套 数据存储 4G SDRAM内置电池 1组 电源供应 24V,2.6AH 锂电池4.1.2功能说明用于被测设备局放信号的收集、分析和处理，可进行联合检测、定位。
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设备特高频局放检测及定位方法的现场应用
GIS设备特高频局放检测及定位方法的现场应用摘要：GIS在目前的社会生活实践中有着非常广泛的利用，在电力系统中发挥着重要的价值，所以在实践中需要对GIS设备的具体应用做分析。
在实践中，为了对GIS设备的运行状态以及性能做分析与理解，需要通过局放检测进行确定。
在局放检测技术的具体利用中，不同技术的应用会有不同的效果，而且技术优势差异巨大，最终的应用效果表现也比较的突出，因此在实践中对具体的检测技术以及技术的现场应用进行分析有突出的现实意义。
文章分析研究GIS设备特高频局放检测以及定位方法的现场使用，旨在为实践工作开展提供帮助与指导。
关键词：GIS设备；局放检测；定位方法高压输电线路建设对电力高效率、高质量输送有显著的意义，所以在技术进步的大环境下，高压输电线路的建设越来越频繁。
就高压输电线路建设实践来看，其中利用到的一种重要设备便是GIS设备，这种设备在应用实践中有着比较小的占地面积，可靠性突出，维护工作量比较少，因此受到了高压输电领域青睐，被大量使用[1]。
就GIS设备的具体应用来看，因为在制造和装配的过程中存在着一些工艺方面的问题，所以设备有显著的内部缺陷，这种缺陷会导致电压升高的时候引发局部电场强度的急剧增大，从而造成局部放电情况，因此在实践中为了保证GIS设备的稳定、有效利用，需要对其进行局放检测。
特高频检测方法在实践中具有比较高的灵敏度、且有突出的现场抗干扰能力，因此在确定设备问题方面有突出效果，所以利用特高频局放检测方法进行问题定位有突出的现实价值。
一、GIS设备特高频检测原理以及定位技术分析就GIS设备的局放检测实践来看，利用特高频检测技术和定位方法进行设备的整体性检测，并就问题做定位，这对于GIS设备的科学、有效、质量化应用有突出的价值。
对GIS设备的特高频检测原理以及定位技术等做分析与讨论，这对于实践工作开展来讲有显著的价值。
1.特高频检测技术明确特高频检测技术的相关原理，这对于特高频检测技术的实际应用来讲有重要的意义。
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。
气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用
气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用李兴旺;卢启付;吕鸿;王宇;王流火【摘要】分析了各种气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)局部放电检测方法,认为特高频(ultra high fre-quency,UHF)法抗干扰能力较强,检测效率较高,可实现在线监测、故障模式识别及定位.以一起UHF在线监测系统发现的GIS设备缺陷为例,分析并总结运行经验.运行经验表明,时连续性的局部放电信号要重点关注,应监测24 h局部放电的发展情况,必要时利用便携式设备进行复测,排除现场干扰,确定故障位置,进行解体处理.通过安装GIS设备局部放电UHF在线监测系统,可发现GIS设备隐患,有效保证电力系统的安全稳定运行.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2012(025)006【总页数】5页(P91-95)【关键词】气体绝缘开关;局部放电;特高频法;在线监测【作者】李兴旺;卢启付;吕鸿;王宇;王流火【作者单位】广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080【正文语种】中文【中图分类】TM595气体绝缘开关(gas insulated switchgear，GIS)设备具有可靠性高、占地面积小、安全性高等优点，在电力系统中被广泛应用。
进行GIS设备局部放电在线监测可及时发现存在的隐患，是保障电网安全运行的重要措施。
国际大电网委员会(International Council on Large Electric Systems，CIGRE)于1998年统计了1967—1992年投入运行的不同电压等级的GIS设备绝缘故障情况，故障率均超过了GIS设备绝缘所要求的0.1次/年的指标[1-2]，电压等级升高导致绝缘故障率随之增大。
GIS设备局部放电试验标准作业指导书
GIS设备局部放电试验标准作业指导书一、引言近年来，随着电力行业的快速发展，GIS（气体绝缘开关设备）在电力系统中的应用越来越广泛。
然而，由于GIS设备在长期运行过程中容易出现局部放电问题，这不仅会影响设备的正常运行，还可能导致设备的损坏和事故的发生。
因此，制定一份合理的局部放电试验标准作业指导书对于确保GIS设备的安全运行具有重要意义。
二、局部放电试验的目的局部放电试验的主要目的是检测GIS设备中可能存在的局部放电缺陷，及时发现并解决问题，确保设备的可靠性和安全性。
通过局部放电试验，可以评估设备的绝缘状态，提前预防设备故障的发生，延长设备的使用寿命。
三、试验准备1. 设备检查：在进行局部放电试验之前，必须对设备进行全面的检查，确保设备的正常运行。
包括检查设备的连接情况、绝缘件是否完好、仪器设备是否正常工作等。
2. 试验环境：试验应在干燥、无尘、无水汽的环境中进行，以保证试验结果的准确性。
3. 试验设备：选择适当的试验设备，包括高压发生器、放电检测仪、数据采集系统等。
四、试验步骤1. 试验前准备：按照设备的要求，对试验设备进行校准和调试，确保其工作正常。
2. 试验参数设定：根据设备的要求，设置试验的电压、频率、时间等参数。
3. 试验操作：将试验设备连接到GIS设备上，逐步升高试验电压，记录并监测设备的局部放电情况。
4. 数据分析：通过数据采集系统，获取试验过程中的相关数据，对数据进行分析和处理，判断设备的绝缘状态。
5. 试验结果评估：根据试验结果，评估设备的绝缘状态是否符合要求，确定是否需要进行维修或更换。
五、试验安全措施1. 试验人员必须具备相关的电气知识和操作技能，严格按照操作规程进行试验操作。
2. 试验设备必须符合相关的安全标准，确保试验过程中不会对人员和设备造成伤害。
3. 试验现场必须保持整洁，设备周围不得堆放杂物，以免影响试验结果和安全。
4. 在试验过程中，如发现异常情况，应立即停止试验，并采取相应的措施进行处理。
局放在线监测系统介绍(中文)
800 600 400 200 0
398
246
0~3
7~9
13~15 服役年限
19~21
25~
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超高频在线监测的价值
能进行早期预警的系统
防止早期故障动作 可观降低成本 减少检查和维修成本 预防昂贵的灾难性故障 提高质量和供电可靠性 延长设备寿命
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Physics of UHF PD Detection
导致GIS局部放电的原因
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1- 导线上的突出物 (fixed particle) 2- 外壳上的突出物 (fixed particle) 3- 漂浮物 (bad galvanic contact) 4- 绝缘子上的自由部分 5- 在屏和绝缘子之间的孔洞 (离层) 6- 绝缘体上的孔洞和不规则金属淀积
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超高频技术的原理
The UHF technique
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GIS中的局部放电属于绝缘气体电气击穿，SF6 气体的击穿导致导体中流过一个短时（ns级） 的电流。电流流过 GIS 的特征阻抗，在导体上 产生一个脉冲电压，从局放源传播开来。由于 局放信号的上升时间很短（<1ns）、频带很宽 （ >1GHz ），传播过程中在 GIS 腔体内引起电 谐振，激发电磁波。 发生局放后，离子气体通道急速膨胀，产生声 音压力波，伴随产生的还有受激原子产生的光 发射和化学击穿产物。因而，局放的影响是多 方面的，有物理的、化学的和电气的。
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GIS局放在线监测系统专用技术规范(范本)
智能设备卷（三）智能变电站状态监测册目次1标准技术参数 (41)2项目需求部分 (42)2.1货物需求及供货范围一览表 (42)2.2必备的备品备件、专用工具和仪器仪表供货表 (42)2.3图纸资料提交单位及其接收单位 (42)2.4工程概况 (43)2.5项目单位技术差异表 (43)2.6使用条件 (43)3投标人响应部分 (44)3.1投标人技术偏差表 (44)3.2销售及运行业绩表 (44)3.3推荐的备品备件、专用工具和仪器仪表供货 (44)3.4最终用户的使用情况证明 (45)3.5投标人提供的试验检测报告表 (45)3.6投标人提供的鉴定证书表 (45)1标准技术参数投标人应认真逐项填写标准技术参数表（见表1）中投标人保证值，不能空格，也不能以“响应”两字代替，不允许改动招标人要求值。
如有差异，请填写表7投标人技术偏差表。
表1系统标准技术参数表注项目单位对标准技术参数表中参数有差异时，可在项目需求部分的项目单位技术差异表中给出，投标人应对该差异表响应。
差异表与标准技术参数表中参数不同时，以差异表给出的参数为准。
智能设备卷（三） 智能变电站状态监测册2 项目需求部分2.1 货物需求及供货范围一览表表2 货物需求及供货范围一览表注 本技术规范提供的组屏方式仅供参考，实际使用时，可根据具体工程调整组屏方案。
2.2 必备的备品备件、专用工具和仪器仪表供货表表3 必备的备品备件、专用工具和仪器仪表供货表2.3 图纸资料提交单位及其接收单位经确认的图纸资料应由卖方提交表4所列单位。
表4 卖方提交的须经确认的图纸资料及其接收单位2.4工程概况2.4.1项目名称：2.4.2项目单位：2.4.3工程规模：2.4.4工程地址：2.4.5交通、运输：2.5项目单位技术差异表项目单位原则上不能改动通用部分条款及专用部分固化的参数。
根据工程实际情况，使用条件及相关技术参数有差异时，应逐项在“表5 项目单位技术差异表”中列出。
基于GIS局部放电带电测试分析和探究
基于GIS局部放电带电测试分析和探究发表时间：2016-04-29T15:56:55.870Z 来源：《电力设备》2015年第11期供稿作者：杜亚楠[导读] 国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司本文从带电测试的角度对目前GIS故障诊断的类型以及局部放电检测方法进行分析。
（国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司）摘要：GIS对电网的安全稳定运行有很重要的作用。
因此，有必要研究其运维策略，提高高压电气设备运行可靠性，确保电力系统的正常稳定运行。
本文从带电测试的角度对目前GIS故障诊断的类型以及局部放电检测方法进行分析。
关键词：GIS；局部放电；带电测试一、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。
由于绝缘击穿的后果经常比较严重，因而受到国内外的关注。
显然，对GIS进行局部放电检测能够有效地发现其内部早期的绝缘缺陷，以便采取措施，避免其进一步发展，提高GIS的可靠性。
它还可以弥补耐压试验的不足，通过局部放电在线监测能发现GIS制造和安装的“清洁度”，能发现绝缘制造工艺和安装过程中的缺陷、差错，并能确定故障位置，从而进行有效的处理，确保设备的安全运行。
针对GIS／GIL的局放检测方式的对比及分析(翻译件)
针对GIS/GIL的局放检测方式的对比及分析第十二届亚太地区无损检测研讨会，2006年11月5日至10日，新西兰奥克兰台湾台南市国立成功大学电气工程系摘要：在这篇文章中我们对声发射技术(AE)，高频电流互感器(HF-CT)以及电容耦合传感器(CC)在对GIS 进行局放监测时所用的检测方式进行了比较及分析。
我们运用AE方式来检测局放产生的位置，用HF-CT来检测泄漏电流，用CC传感器来检测电场。
然而运用电气方式所检测到的局放信号往往很难就此确定出局放的精确位置，但是运用AE方式却有很好的定位功能。
因为在特定位置内用AE方式检测到的局放信号的频率往往小于100kHz，我们可以使用频率响应范围为23~80kHz的AE传感器来对GIS的局放进行现场及长期的监测。
1、说明随着台湾工业的飞速发展，民众对于电力行业的要求也与日俱增，因为大家的生活条件都得到了极大的改善。
除了开发更多元化的电力资源，台湾电力公司还建造了许多不同规模、占地巨大的变电站。
然而要想获得建造变电站所需的土地资源却越来越难，这时图1中所示的GIS全封闭组合电器逐渐崭露头角，因为此类设备占地面积与传统设备相比大大减少。
GIS内部充满六氟化硫气体，所有部件包括断路器、母线、接地开关、电压互感器及电流互感器。
它的优点是更长的维护周期，运行更安全，操作更可靠，适应各种环境类型。
此外没有外露的导体，所有部件全部封装在充满六氟化硫气体的GIS壳体内。
而六氟化硫气体有着稳定的化学成分以及良好的绝缘性能，提高了电力输送的效能。
另外所有变压器及GIS设备所用到的绝缘材料必须有较好的性能，因为一旦绝缘材料损坏，变压器就有可能出现故障甚至爆炸，这将导致电力中断，电厂出现混乱，所以对于电力设备故障信号的维护及监测变得越来越重要。
在操作系统设备期间，或多或少会有细小的粒子产生，在起初这些粒子聚集在内部气室中，随着GIS设备长时间的运作，这些粒子就会越来越多，最后会导致局放的产生，绝缘强度的降低。
UMS1-GIS局部放电在线监测系统1
UMS1-GIS局部放电在线监测系统前言局部放电属于不会使电极完全短接起来的电气放电，这种放电的幅值通常都很小.但是，它们确实可以致使绝缘性能不断地劣化，可能导致最终的故障。
局部放电会多种方式放射能量：无线电波，光，热，超声等。
在GIS局放电测中常常采用基于检测无线电波、超声波等方式进行非侵入式检测，提供快速又简单的方法，用于识别可能会引起停电或造成人员伤害的潜在绝缘故障。
GIS局部放电是指发生在GIS绝缘结构中局部区域内的放电现象，包括：自由金属颗粒放电、悬浮电位体放电、沿面放电、绝缘件内部气隙放电、金属尖端放电放电等。
我们根据国内外实践的有效理论和经验，设计了基于特高频电磁波脉冲检测的GIS在线监测系统。
UA在线监测节点可以提供永久性和半永久性的变电站GIS 在线监测功能。
它集成了特高频UHF传感器，特高频信号的幅度，相位及两者的变化趋势分别与GIS内的局部放电信号存在确定性关联，从而可以实现对工作中的GIS局部放电状态进行监测和分析。
由于采用非侵入式测试手段，监测系统无需对GIS类别和设计提出特别更改，是一种得到广泛认可的状态监测故障预警的有效方案。
此外还兼具安装方便，调试简单，维护成本低廉等多种优点。
系统可将多达127个节点连起来，具有GIS 局部放电检测和故障定位方面较为全面的能力，客户通过网络能够远程访问系统监测分析结果，实施对关键的电力资产的连续监测。
系统概述UA在线监测系统由一个GIS现场监测中央单元和多个UA节点及UHF传感器组成。
按照《变电设备在线监测系统技术导则》中的要求，将整个监测系统按照执行功能分层，自顶向下分为上层平台，站控层，间隔层，过程层。
按照《变电设备在线监测系统技术导则》中的描述过程层实现变电设备状态信息自动采集、测量、就地数字化等功能。
间隔层实现被监测设备相关监测装置的监测数据汇集、数据加工处理、标准化数据通讯代理、阈值比较、监测预警等功能。
由于本系统中过程层到间隔层未采用61850格式的通讯，所以在间隔层中设置了监测单元，将通讯标准对上层统一转换为IEC61850格式。
分析GIS设备局部放电定位技术与现场应用
分析 GIS 设备局部放电定位技术与现场应用发布时间：2021-09-06T08:10:00.110Z 来源：《福光技术》2021年10期作者：邬益燊[导读] GIS 设备的超声波局部放电定位技术包括时差定位、幅值定位和频率定位等。
广东电网有限责任公司河源供电局广东河源 517000摘要：GIS 采用全封闭结构，从外部可观测的仅有气压表、分合闸状态指示等信息，传统检测手段获取的设备状态信息量有限，信息滞后，难以及时发现设备潜伏性缺陷和初起故障。
通过带电检测发现 GIS 设备内部存在局部放电信号后，需对局部放电源快速准确地定位，以判断缺陷类型及缺陷严重程度，制定检修消缺方案，保障电网安全稳定运行。
基于此背景，本文GIS 设备局部放电定位技术的相关内容进行分析，可供参阅。
关键词：GIS 设备；局部放电定位技术；现场应用1超声波局部放电定位技术GIS 设备的超声波局部放电定位技术包括时差定位、幅值定位和频率定位等。
具体分析如下：1) 时差定位。
根据超声波信号到达不同位置传感器的时差，通过联立球面方程或双曲面方程组计算空间坐标进行精确定位。
对于 GIS 的管线式结构，采用两通道或多通道超声波检测，根据信号时差、超声波信号传播速度等参数，即可简便地计算出局放源的大致位置，实现对局放源的二维或三维定位。
2) 幅值定位。
根据超声波信号的衰减特性，利用峰值或有效值的大小定位，一般离局放源越近，信号越大。
通过对比 GIS 不同位置超声波局放信号的强度大小，即可实现对局放源的幅值定位。
3) 频率定位。
SF6 气体对超声波信号的吸收作用与信号频率的平方成正比，频率越高吸收作用越强，频率定位即利用了该吸收作用，通过分析超声波信号高频部分的比例来区分局放源位于 GIS 中心导体还是壳体上。
若放电源位于GIS 中心导体上，则检测到的局放信号主要为超声信号的低频部分，反之，若放电源位于 GIS 壳体上，则超声信号的低频部分、高频部分均可检测到。
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(HGIS)局部放电在线监测装置技术规范
110～500kV GIS（H-GIS）局部放电在线监测装置技术条件贵州电网公司2011年3月目录1.总则1.1 概述--------------------------------------------------------------------------------------------------2 1.2 投标须知--------------------------------------------------------------------------------------------21.3 卖方职责--------------------------------------------------------------------------------------------22.供货范围------------------------------------------------------------------------------------------------23.技术要求3.1 规范标准--------------------------------------------------------------------------------------------3 3.2 环境条件--------------------------------------------------------------------------------------------43.3 设备的技术指标----------------------------------------------------------------------------------64.技术服务和培训--------------------------------------------------------------------------------------125.备品备件及专用工具-------------------------------------------------------------------------------126.试验6.1 现场试验-------------------------------------------------------------------------------------------13 7质量保证-----------------------------------------------------------------------------------------------13 8 售后服务-----------------------------------------------------------------------------------------------131总则1．1概述本技术条件书适用110～500kV GIS（H-GIS）局部放电在线监测装置的采购。
GIS局部放电检测与定位技术进展（1）
３．２模式识别技术
ＧＩＳ中的绝缘缺陷主要有如下的几种：（１）高压导体上的突出物；（２）外壳上的微粒；（３）浮动微
粒；（４）自由微粒；（５）绝缘子上的微粒；（６）绝缘
靶＿“∥粼 子中的裂缝；（７）绝缘中的气泡；（８）浮动电极ｃ如
图ｌ所爪．为ＧＩＳ ｇ。ＪＩ，种艘型的缺陷模型。
绝缘缺陷产生的局放在３Ｄ图谱上显示其放电 特征．依据放电特征可斟识别不同的绝缘缺陷类型。 将３Ｄ图谱通过不同的映射，可以得到若干个不同的 ２Ｄ图谱．针时２Ｄ图谱可以提取ｉｆ｛局放分析巾经典 的相位分布特征参数。通过智能工具可以自动识
到的信号迸ｉ，分析能更加有效地排除现场干扰，提高局部放电定位精度和缺陷娄型识别的准确性，有利
于发现并确定绝缘蚨陷，实现ＧＩＳ的安全维护。
使用超高频和超声波进行局部放电联合检测的步骤： （Ｉ）在盆式绝缘于处放置传感器，进行超高频检测，判断是否存在电磁渡信号。使Ⅲ超声传感器逐
点进行声信号检测，判断是否存在声信号。之后根据出现的几种具体情况进行进一步的分析判断ｕ （２）如果电信号和声信号都存在．则使用超高频法根据盆式绝缘于的位置进行粗略定位．同时使用
上海交通大学研究了ＧＩＳ局部放电在线监技术，对ＧＩＳ中电磁波的特性研究和局部放电信号模式 识别技术的研究取得了一定的进展，已完成移动式ＧＩＳ局部放电在线监测系统的研制并在多个变电站 投入运行，现场应用情况表明该系统抗干扰能力强、绝缘缺陷定位精确度高，缺陷类型识别度好，为ＧＩＳ 现场安全维护了提供有利保障。
１ 引言
近年来，随着气体绝缘组合电器（Ｇａｓ Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ，ＧＩＳ）在电力系统中的大量使用，ＧＩＳ运行 的安全维护工作也显得越来越重要。由于ＧＩＳ设备内部绝缘距离的减少，设备内部电场强度大为提高。 如果ＧＩＳ在生产或装配过程中留下一些小的缺陷，如金属微粒、绝缘气隙等，这些微小的缺陷在强电场 下会使得局部电场畸变、局部场强集中，从而导致绝缘介质局部范围内的放电，形成危险的放电通道，并 最终引起绝缘击穿事故的发生…。
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。
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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。
该法监测已知位置的放电源较有效，不具备定位故障能力，且由于GIS内壁光滑而引起反射带来的影响使灵敏度不高。
2.3上述五种监测方法对比对于某种监测技术的性能评估，首先要考虑的要素是模式识别、定位、放电强度三个方面的信息的准确性。
监测技术是局部放电分析的基础，模式识别给出了导致发生局放的原因及类型，定位则给出了局放源的准确位置，放电强度给出了当前局放活动的剧烈程度，这三个方面信息的结合才能进行介质绝缘状态的合理准确评估。
二、超高频法的测试系统1、局部放电辐射特高频电磁波的产生机理推荐文献：Judd M D, Farish O, Hampton B F. The excitation of UHF signals by partial discharges in GIS[J]. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 1996, 3 (2): 213-228.Judd M D, Farish O, Hampton B F. Broadband couplers for UHF detection of partial discharge in gas-insulated substations[J]. IEE pro-ceedings-Science, Measurement and Technology, 1995, 142 (3): 237-2432、监测频带300MHz - 约3GHz以内。
局部放电所辐射的电磁波的频谱特性与局部放电源的几何形状以及放电间隙的绝缘强度有关。
当放电间隙比较小时，放电过程的时间比较短，电流脉冲的陡度比较大，辐射高频电磁波的能力比较强；而放电间隙的绝缘强度比较高时，击穿过程比较快，此时电流脉冲的陡度比较大，辐射高频电磁波的能力比较强。
研究表明在SF6气体及变压器油纸绝缘中局部放电所辐射出的电磁波范围可达数GHz的特高频范围。
但频率越高，衰减越快，这是监测频带上限的原因。
3、GIS中特高频电磁波的传播特性研究结果表明局部放电信号在GIS中是以横电磁波(TEM)和横电波(TE)、横磁波(TM)的形式传播，GIS的同轴结构相当于导引电磁波的波导管，TE波与TM波在其中传播的截止频率取决于GIS的结构尺寸，同时由于间隔的作用，1个GIS系统如同一系列的谐振腔，谐振腔中信号传播损耗小，信号传播时间长，通常1个ns级的局部放电信号可以持续10 ms以上，有利于信号的检测。
4、特高频法局部放电检测方法有特高频宽带检测法和特高频窄带检测法2种。
特高频窄带测量的中心频率通常为几百MHz，带宽为几十MHz，窄带检测方法可以任意选择频带，因而可避开现场的许多干扰，能较有效地抑制外部干扰和提高信噪比，但其检测的是一个较窄频带内的信号，检测信号的能量会受到限制。
西安交通大学的特高频局放检测是典型的窄带检测设备，采用混频的方法实现特高频信号的窄带检测。
宽带检测法则将检测频带内的所有信号都送入检测系统，这种情况下信息量大，可以在足够宽的频率范围内对局部放电进行检测，避免遗漏放电特征峰。
但如果有检测频带之内的干扰信号，会造成信噪比低，影响后续的分析。
5、天线和放大器对GIS进行特高频局部放电检测的传感器包括天线、放大器和检波器。
特高频天线根据安装方式可分为内置式和外置式两种。
本身天线接收的UHF信号很微弱，为了减小信号衰减，提高灵敏度，放大器采用低噪音高增益UHF放大器，并在空间上紧密靠近天线。
推荐文献：汲胜昌，土园园，李军浩，等.GIS局部放电检测用特高频天线研究现状及发展[J].高压电器，2015, 51(4): 163-172.6、检波器有文献在对传感器的介绍过程中对检波器进行了介绍。
检波是指将UHF信号的高频成分滤除，仅保留信号的幅值和相位信息。
UHF脉冲信号包含了丰富的表征放电类型、强度、局放源及传播途径等信息，检波会损失UHF信号中的部分信息，但依然保留了大量重要的PD信息，如PD脉冲峰值、相位、脉冲重复率等。
UHF信号经检波输出后得到一个缓慢变化的包络信号，其幅值与UHF信号的峰值相对应。
反映了局放UHF信号的大小和形状，并结合了工频相位信号，得到放电脉冲的相位分布。
根据检波信号在工频信号上的相位分布及检波信号的波形特征，进行绝缘缺陷局放类型的识别。
因此检波器是检波波形识别的关键器性。
7、特高频法测试系统近年发展的评价局部放电的在线监测方面的应用越来越广泛。
就特高频法本身而言，近十几年来并未有大的改变，但特高频信号的检测技术，特别是特高频传感器技术近年来的发展较快，涌现出了一系列不同结构、不同形式及适用于不同场合的特高频传感器。
三、超声波监测法的测试系统1、局部放电激发超声波的产生机理在GIS等电气设备内部发生局部放电时会产生电荷中和的过程，相应的会产生较陡的电流脉冲，电流脉冲的作用将使得局部放电发生的局部区域瞬间受热而膨胀，形成1个类似爆炸的效果，放电结束后原来受热而膨胀的区域恢复到原来的体积，这种由于局部放电产生的一涨一缩的体积变化引起了介质的疏密瞬间变化，形成超声波，从局部放电点以球面波的方式向四周传播，因此当发生局部放电时也伴随着超声波的产生。
2、声波频谱与监测频带局部放电产生的声波频谱分布很宽，约为10Hz到10MHz。
监测到的声波频率随着不同的电气设备、放电状态、传播媒质以及环境条件的不同而改变。
由于在SF6气体中声波的衰减很大，约为空气中的20倍，并且高频分量的衰减要比低频分量大得多，因此能检测到的声波低频分量比较丰富。
在GIS 中，除了局部放电产生的声波外，还有导电微粒碰撞金属外壳、电磁振动以及操作引起的机械波振动等发出的声波，但是这些声波的频率都比较低。
在GIS的局部放电超声波检测中，超声波传感器的谐振频率一般在25 kHz左右。
3、超声波在GIS腔体内的传播规律GIS内局部放电的超声波信号可通过两条路径传播到超声传感器，一条是由局部放电源直接传播到GIS外壳内壁并透过金属壁到达传感器，即直达波，此部分超声波为纵向波。
另一条是先以纵向波传播到GIS外壳内壁，再沿金属壁以横向波传播到传感器，此部分波为复合波。
4、传感器常规的局部放电超声波检测采用压电超声波传感器，将超声波信号转化为电信号进行检测并传输。
传统的压电式传感器检测技术已经发展的较为成熟。
5、光纤技术在信号传输中的应用随着光纤技术的发展，近年来有学者开始研究利用光纤本身或者外部敏感元件将超声波信号转化为光强信号的变化，进而通过光敏元件转化为电信号进行局部放电的超声一光检测。
较为常用的超声一光检测采用Fabry-perot, Mach-zehnder和Michelson3种干涉原理。
由于光纤传感器本质为介电材料，其传输的是光信号，使用上安全性高；另外加上其良好的温度稳定性，因此可应用于高电压、强电磁干扰的恶劣环境；同时光信号衰减小，便于长距离传输，甚至可以将光纤传感器直接置于材料内部，和材料融为一体形成智能材料和结构。
推荐文献有：王伟，土赞，吴延坤，等.用于油中局部放电检测的Fabry-Perot光纤超声传感技术[J].高电压技术，2014, 40(3): 814-821.司文荣，李军浩，袁鹏，等.超声一光法在高压电器设备局部放电检测中的应用[J].高压电器，2008, 44(1): 59-63.祁海峰，马良柱，常军，等.熔锥招合型光纤声发射传感器系统及其应用[J].无损检测，2008, 30(6): 66-69.6、超声波检测法的评价局部放电的超声波检测具有现场操作简单、应用便捷的特点，一直是现场运行人员局部放电检测的重要手段。
在检测方法方面，传统的压电式传感器检测技术已经发展的较为成熟，目前利用光纤进行超声信号的检测是一个具有较大空间的发展方向。
此外利用超声波信号进行局放源定位近年来也得到了快速的发展。
四、故障诊断故障诊断是指对能够表征设备故障的信息进行有效检测和采集之后，进行如下三个主要步骤：（1）局部放电类型的模式识别：从该信息中获取能反映其最显著特征的参量，再通过构造恰当的分类器判断故障类型，判断故障的放电强度；（2）局部放电源定位：通过数学或者物理方法对故障源进行定位；（3）在确定故障类型与位置后对设备进行故障修复。
其中，上述（1）和（2）两个步骤涉及大量算法，在算法的精确性及适用性上进行的研究，需要较为深厚的数学知识，也正是因为目前还没有哪一种算法做到完美，能够真正在现场检测中做到不需人工介入进行放电类型的准确识别，使算法研究成为局部放电领域最具有活力的研究方向，当然，这也与局部放电本身的复杂性及缺陷分类的不确定性以及实际有效样本的不足息息相关。