GIS局部放電的檢測方法與原理解析

根據(jù)檢測原理和手段的不同，常用的局放檢測方法有超高頻法、超聲波法及高頻電流耦合法等。

局放

超高頻檢測法（UHF法）

原理：GIS發(fā)生絕緣故障的原因是其內(nèi)部電場的畸變，往往伴隨著局部放電現(xiàn)象，產(chǎn)生脈沖電流，電流脈沖上升時間及持續(xù)時間僅為納秒（ nS ） 級，該電流脈沖將激發(fā)出高頻電磁波，其主要頻段為0.3—3GHz，該電磁波可以從GIS上的盤式絕緣子處泄露出來，采用超高頻傳感器（頻段為0.3—3GHz ）測量絕緣縫隙處的電磁波，然后根據(jù)接收的信號強(qiáng)度來分析局部放電的嚴(yán)重程度。

原理圖

優(yōu)點(diǎn)： 可以帶電測量，測量方法不改變設(shè)備的運(yùn)行方式，并且可以實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)監(jiān)測?？捎行У匾种票尘霸肼?，如空氣電暈等產(chǎn)生的電磁干擾頻率一般均較低，超高頻方法可對其進(jìn)行有效抑制。抗干擾能力強(qiáng)。

缺點(diǎn)：僅僅能知道發(fā)生了故障，但不能對發(fā)生故障的點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。而且目前沒有相應(yīng)的國際及國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，不能給出一個放電量大小的結(jié)果。

目前難點(diǎn)：主要問題在于如何進(jìn)一步提高靈敏度，解決各種干擾問題，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位。

超聲波檢測法（AE法）

原理：GIS內(nèi)部產(chǎn)生局部放電信號的時候，會產(chǎn)生沖擊的振動及聲音，GIS局部放電會產(chǎn)生聲波，其類型包括縱波、橫波和表面波。縱波通過氣體傳到外殼、橫波則需要通過固體介質(zhì)（比如絕緣子等）傳到外殼。通過貼在GIS外殼表面的壓電式傳感器接收這些聲波信號，以達(dá)到監(jiān)測GIS局放的目的。因此可以用在腔體外壁上安裝的超聲波傳感器來測量局部放電信號。

超聲波原理

優(yōu)點(diǎn)：傳感器與 GIS設(shè)備的電氣回路無任何聯(lián)系，不受電氣方面的干擾。設(shè)備使用簡便，技術(shù)相對比較成熟，現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)比較豐富， 可不改變設(shè)備的運(yùn)行方式進(jìn)行帶電測量，由于測量的是超聲波信號，因此對電磁干擾的抗干擾能力比較強(qiáng)，可以對缺陷進(jìn)行定位。

缺點(diǎn)：聲音信號在 氣體中的傳輸速率很低（約140m/s ），且信號中的高頻部分衰減很快，信號通過不同介質(zhì)的時候傳播速率不同，且在不同材料的邊界處會產(chǎn)生反射，因此信號模式變得很復(fù)雜。另外傳感器監(jiān)測有效范圍較小，對大型設(shè)備器需要眾多的傳感器，現(xiàn)場應(yīng)用較為不便。

存在的問題：

（1）無法區(qū)分放電信號和干擾信號。GIS的PT噪聲大，無法區(qū)分其中的放電信號和振動噪聲信號；對于戶外GIS，環(huán)境噪聲很大，對超聲檢測干擾很大。（2）靈敏度低。無論縱波還是橫波，在GIS內(nèi)部傳播過程中，衰減很大，因此，超聲法對金屬顆粒外的其他類型放電靈敏度低。（3）操作不便。需要通過粘結(jié)劑將傳感器貼在GIS殼體表面，粘貼的效果和操作者的晃動對測量效果影響很大。

PDS

高頻電流法（HFCT法）

原理：當(dāng)電力設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電時，高頻放電電流會沿著接地線向大地傳播。高頻電流法通過在接地線上安裝高頻電流傳感器檢測高頻電流信號實(shí)現(xiàn)局部放電檢測。

高頻電流法一般使用Rogowski線圈方式，在環(huán)狀磁芯材料上圍繞多圈的導(dǎo)線線圈，高頻電流穿過磁芯中心而引起的高頻交變電磁場會在線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。由于高頻電流傳感器的測量回路與被測電纜之間沒有直接的電氣連接，屬于非侵入式的檢測方法，被檢測設(shè)備不需要停運(yùn)。
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