局部放电超高频检测技术
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2GIS局部放电超高频检测 技术
•主要内容
•局部放电特高频检测的原理 •局部放电特高频检测方法及注意事项 •局部放电特高频检测数据、图谱的分析及诊断 •特高频局部放电检测典型案例分析
• 研究背景
• 气体绝缘组合电器（简称GIS）用六氟化硫气体绝缘，可靠性 较高，作为免维护设备在国内外的电力系统中广泛运用。近年国内 1000 kV变电站均采用GIS设备。
因此局部放电监测对GIS内部绝缘状态的评估至关重要 ，有助于推进GIS设备的状态检修，服务智能电网！
Βιβλιοθήκη Baidu
•研究背景
•GIS局部放电主要检测方法
•超声 法
•SF6气体 分解物法
•脉冲电 流法
•特高频 (UHF）法
•特高频检测灵敏度高，抗干扰能力强，传感范围大。
•GIS局部放电特高频检测法是目前研究和应用的热点！
•2、局部放电特高频检测法检测流程
•3、局部放电特高频检测的注意事项
•局部放电特高频检测仪的组 成
➢ 特高频传感器：耦合器，感应300M-1.5GHz的特高频信号；
➢ 信号放大器：对来自前端的局放信号做放大处理；
➢ 检测仪器主机(采集卡)：采集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；
信号观测——示波器
• 简单，方便，便宜，便于寻视； • 满足定位时差测量要求，可进行局部放电定位； • 可保存波形数据； • 不便长时间自动检测。 对示波器的要求：
模拟带宽200MHz及以上； 采样率1GS/s及以上。
• 信号观测——便携式计算 机
• 简单，方便，便宜； • 可完成长时间自动检测； • 可进行统计测量和数据分析； • 不满足时差测量要求，不能进行基于时
度和抗干扰能力；
获得良好的灵敏度；
• 必须在GIS制造时安装 • 可应用于已运行的GIS；
耦合器；
• 可移动传感器，定位测
• 耦合器个数有限制；
量灵活；
• 检测点位置固定，定位 • 仅适用盘式绝缘子无屏
测量不灵活。
蔽的GIS。
•二 局部放电特高频检测方法及注意 事项
•1、局部放电特高频检测仪的组成
•局部放电特高频检测法检测流程
•2.局部放电特高频检测的接线
• 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。
•局放特高频检测的安全注意事项
• 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:
1. 检测时应勿碰勿动其它带电设备； 2. 防止传感器坠落到GIS管道上，避免发生事故； 3. 保证待测设备绝缘良好，以防止低压触电； 4. 在狭小空间中使用传感器时，应尽量避免身体触碰GIS管 道； 5. 行走中注意脚下，避免踩踏设备管道； 6. 在进行检测时，要防止误碰误动GIS其它部件； 7. 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。
•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
差测量的局部放电定位。
•局部放电特高频检测法检测流程
•1.局部放电特高频检测的准备工作
• 开始局部放电特高频检测前，应准备好下列的仪器、工具 • 1）分机主机；用于局部放电信号的采集、分析处理、诊断与显示。 • 2）特高频传感器；用于耦合特高频局放信号。 • 3）信号放大器：当测得的信号较微弱时，为便于观察和判断，需接入 信号放大器。 • 4）特高频信号线：连接传感器和信号放大器或检测主机。 • 5）工作电源：220V工作电源，为检测仪器主机，信号放大器和笔记本 电脑供电。 • 6）接地线；用于仪器外壳的接地，保护检测人员及设备的安全。 • 7）绑带；需要长时间监测时，用于将传感器固定在待测设备外部。 • 8）网线：用于检测仪器主机和笔记本电脑通信 • 9）记录纸、笔；用于记录检测数据。
•特高频局部放电检测原理
➢ GIS以SF6绝缘，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。
➢ 局部放电检测特高频法是通过特高频传感器对局部放电时产 生的特高频电磁（300MHz～3GHz）信号进行检测，从而获 得局部放电的相关信息，实现局部放电监测。
• 研究背景
• 近几十年国内外运 行经验表明，尽管GIS 的运行可靠性高，但仍 可能由于内部缺陷引发 事故。出现故障之后， 检修需要对GIS解体， 相当麻烦，影响电力系 统正常运行。
•研究背景
GIS中绝缘在发生贯穿性击穿前通常会出现局部放 电。局部放电既是绝缘缺陷的一种表现，也是绝缘缺陷 进一步发展的原因。通过对GIS局部放电的检测可以及 时发现GIS内部的潜伏性缺陷，避免发展成重大绝缘故 障, 引起事故。
➢ 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。
• GIS局部放电特高频检测主要目标：
•类型识别
•故障定位
•严重程度判断
•GIS局部放电特高频检测研究步骤 ： •激发过程 •传播过程 •信号耦合
•主要内容
•局部放电特高频检测的原理 •局部放电特高频检测方法及注意事项 •局部放电特高频检测数据、图谱的分析及诊断 •特高频局部放电检测典型案例分析
• 研究背景
• 气体绝缘组合电器（简称GIS）用六氟化硫气体绝缘，可靠性 较高，作为免维护设备在国内外的电力系统中广泛运用。近年国内 1000 kV变电站均采用GIS设备。
因此局部放电监测对GIS内部绝缘状态的评估至关重要 ，有助于推进GIS设备的状态检修，服务智能电网！
Βιβλιοθήκη Baidu
•研究背景
•GIS局部放电主要检测方法
•超声 法
•SF6气体 分解物法
•脉冲电 流法
•特高频 (UHF）法
•特高频检测灵敏度高，抗干扰能力强，传感范围大。
•GIS局部放电特高频检测法是目前研究和应用的热点！
•2、局部放电特高频检测法检测流程
•3、局部放电特高频检测的注意事项
•局部放电特高频检测仪的组 成
➢ 特高频传感器：耦合器，感应300M-1.5GHz的特高频信号；
➢ 信号放大器：对来自前端的局放信号做放大处理；
➢ 检测仪器主机(采集卡)：采集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；
信号观测——示波器
• 简单，方便，便宜，便于寻视； • 满足定位时差测量要求，可进行局部放电定位； • 可保存波形数据； • 不便长时间自动检测。 对示波器的要求：
模拟带宽200MHz及以上； 采样率1GS/s及以上。
• 信号观测——便携式计算 机
• 简单，方便，便宜； • 可完成长时间自动检测； • 可进行统计测量和数据分析； • 不满足时差测量要求，不能进行基于时
度和抗干扰能力；
获得良好的灵敏度；
• 必须在GIS制造时安装 • 可应用于已运行的GIS；
耦合器；
• 可移动传感器，定位测
• 耦合器个数有限制；
量灵活；
• 检测点位置固定，定位 • 仅适用盘式绝缘子无屏
测量不灵活。
蔽的GIS。
•二 局部放电特高频检测方法及注意 事项
•1、局部放电特高频检测仪的组成
•局部放电特高频检测法检测流程
•2.局部放电特高频检测的接线
• 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。
•局放特高频检测的安全注意事项
• 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:
1. 检测时应勿碰勿动其它带电设备； 2. 防止传感器坠落到GIS管道上，避免发生事故； 3. 保证待测设备绝缘良好，以防止低压触电； 4. 在狭小空间中使用传感器时，应尽量避免身体触碰GIS管 道； 5. 行走中注意脚下，避免踩踏设备管道； 6. 在进行检测时，要防止误碰误动GIS其它部件； 7. 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。
•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
差测量的局部放电定位。
•局部放电特高频检测法检测流程
•1.局部放电特高频检测的准备工作
• 开始局部放电特高频检测前，应准备好下列的仪器、工具 • 1）分机主机；用于局部放电信号的采集、分析处理、诊断与显示。 • 2）特高频传感器；用于耦合特高频局放信号。 • 3）信号放大器：当测得的信号较微弱时，为便于观察和判断，需接入 信号放大器。 • 4）特高频信号线：连接传感器和信号放大器或检测主机。 • 5）工作电源：220V工作电源，为检测仪器主机，信号放大器和笔记本 电脑供电。 • 6）接地线；用于仪器外壳的接地，保护检测人员及设备的安全。 • 7）绑带；需要长时间监测时，用于将传感器固定在待测设备外部。 • 8）网线：用于检测仪器主机和笔记本电脑通信 • 9）记录纸、笔；用于记录检测数据。
•特高频局部放电检测原理
➢ GIS以SF6绝缘，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。
➢ 局部放电检测特高频法是通过特高频传感器对局部放电时产 生的特高频电磁（300MHz～3GHz）信号进行检测，从而获 得局部放电的相关信息，实现局部放电监测。
• 研究背景
• 近几十年国内外运 行经验表明，尽管GIS 的运行可靠性高，但仍 可能由于内部缺陷引发 事故。出现故障之后， 检修需要对GIS解体， 相当麻烦，影响电力系 统正常运行。
•研究背景
GIS中绝缘在发生贯穿性击穿前通常会出现局部放 电。局部放电既是绝缘缺陷的一种表现，也是绝缘缺陷 进一步发展的原因。通过对GIS局部放电的检测可以及 时发现GIS内部的潜伏性缺陷，避免发展成重大绝缘故 障, 引起事故。
➢ 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。
• GIS局部放电特高频检测主要目标：
•类型识别
•故障定位
•严重程度判断
•GIS局部放电特高频检测研究步骤 ： •激发过程 •传播过程 •信号耦合