1、特高频与超声波局放检测技术冯新岩主要内容主要内容GIS局部放电检测概述局部放电检测概述超声波局放检测技术超声波局放检测技术特高频局放检测技术特高频局放检测技术一、一、GISGIS局部放电检测概述局部放电检测概述主要内容主要内容GIS局部放电检测的意义1局部放电的基本概念2GIS设备局部放电的起因3GIS局部放电检测方法4开展开展GIS局部放电检测的意义局部放电检测的意义 随着电网建设的发展，随着电网建设的发展，GIS变电站的数量不断增加；变电站的数量不断增加；GIS的内部空间极为有限，工作场强很高，且绝缘裕度相对较小；的内部空间极为有限，工作场强很高，且绝缘裕度相对较小；GIS内部一旦出现绝缘
2、缺陷，极易造成设备故障，引起的停电时间较长，检修费用也很高；内部一旦出现绝缘缺陷，极易造成设备故障，引起的停电时间较长，检修费用也很高；国内已经发生了数起较为严重的国内已经发生了数起较为严重的GIS事故，过去那种认为事故，过去那种认为GIS设备免维护的观点已不被认同；设备免维护的观点已不被认同；CIGRE调查表明，调查表明，50以上的以上的GIS故障是可预先发现的；故障是可预先发现的；在在GIS的交接试验中监视局部放电信号，对运行中的的交接试验中监视局部放电信号，对运行中的GIS进行定期监测，均是保障安全运行的进行定期监测，均是保障安全运行的有效手段有效手段。局部放电的基本概念局部放电的基本概
3、念 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。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。在绝缘体中的局部放造成的。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。在绝缘体中的局部放电甚至会腐蚀绝缘材料，并最后导致绝缘击穿。电甚至会腐蚀绝
4、缘材料，并最后导致绝缘击穿。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。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械的振动等物理现象和化学变化。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。测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。GIS设备局部放电的起因设备局部放电的起因1-导体上的毛刺；3-悬浮屏蔽(接触不良)；5-盆式绝缘子上的颗粒2-壳体上的毛刺4-自由移动的金属颗粒6-盆式绝缘子内部缺陷GISGIS
5、绝缘击穿的主要表现形式绝缘击穿的主要表现形式GIS投运初期：投运初期：绝缘击穿大多是由金属颗粒、悬浮导体、表面毛刺或颗粒等缺陷造成的。通过完善交接验收可起到预防作用；GIS运行中期：运行中期：绝缘击穿大多是绝缘子表面的缺陷（例如污秽、表面电荷积聚、附着金属微粒）引起的，特别是在暂态过电压作用时。通过定期巡检可发现这些隐患GIS局部放电检测技术局部放电检测技术传统传统脉冲电流脉冲电流检测法：检测法：无法解决抗干扰问题，很难达到必要的检测灵敏度，通常用于试验室；特高频特高频检测法：检测法：检测特高频电磁波信号，检测范围较大，不受空气中电晕干扰影响，对各种缺陷均敏感，检测灵敏度可达几个pC；超声波超
6、声波检测法：检测法：检测超声波信号，抗电气干扰，对自由颗粒缺陷和金属件的振动较为敏感，在靠近缺陷部位时，检测灵敏度可达到几个pC，定位准确；气体分析法：气体分析法：分解物从产生到扩散，需要一定的过程，且只有浓度积累到一定水平后方可被检测到，故响应速度较慢，检测灵敏度较低。特高频(UHF)及超声波(AE)法的比较特高频UHF超声波AE检测信号特高频电磁波信号超声波信号抗干扰对电晕放电较不敏感易受悬浮放电影响对电气干扰较不敏感易受振动噪声影响灵敏度对各种放电缺陷均较敏感，但不能发现弹垫松动、粉尘飞舞等非放电性缺陷仅对部分放电缺陷敏感，能发现弹垫松动、粉尘飞舞等非放电性缺陷检测范围10米300MHz
7、），可沿波导方向无衰减地进行转播；），可沿波导方向无衰减地进行转播；绝缘屏障会造成绝缘屏障会造成2dB信号衰减信号衰减 转角结构会造成转角结构会造成6dB信号分散信号分散UHF信号在GIS中的传播衰减(-6dB)(-2dB)0dB-8dB特高频电磁波传输与衰减示意图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1 1、特高频局部检测仪的基本要求、特高频局部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
8、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。2、特高频局部检测仪的组成、特高频局部检测仪的组成 特高频传感器：耦合器，感应特高频传感器：耦合器，感应300M-1.5GHz的特高频无线电信号；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；理
9、；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，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；从而达到抗干扰目的；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；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；断放电强度；特高频局放测试仪组成示意图特高频局放测试仪组成示意图3 3、特高频局放检测其它常用工具、特高频局放
10、检测其它常用工具 高速示波器：一般高速示波器：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；信号的时间差来进行定位；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；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
11、器的作用。定传感器的作用。4、GIS特高频局放特高频局放仪两种常用谱图仪两种常用谱图PRPS（脉冲序列相位分布）谱图（脉冲序列相位分布）谱图PRPD（局部放电相位分解）谱图（局部放电相位分解）谱图三、三、特高频局部放电检测方法及注意事项特高频局部放电检测方法及注意事项检测条件要求检测条件要求检测周期检测周期安全注意事项安全注意事项检测接线检测接线传感器放置部位部位及要求传感器放置部位部位及要求 操作流程操作流程常见注意事项常见注意事项1、检测条件要求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 传感器；设备为额定气体压力，在设备上无各种外部作业；在检测时应最大限度保持测试周
12、围信号的干净，尽量减少人为制造出的干扰信号，例如：手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；机信号、照相机闪光灯信号、照明灯信号等；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
13、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、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；1.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。4、检测接线检测接线 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
14、高频局放检测仪操作说明，连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。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、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，只有在腔体内以横向电磁波方式传播，只
15、有在GIS壳的金属壳的金属非连续部位才能泄漏出来。在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、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、内置式内置式CT、PT二次接线盒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等部位才能测量到信号，特高频传感器需安置在这些部位；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；内部电磁波的屏蔽及传感器与螺栓产生的外部静电干
16、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；确判断；6、特高频局部放电检测的操作流程、特高频局部放电检测的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：在采用特高频法检测局部放电时，典型的操作流程如下：1 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）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。主机及传感器正确接地，电脑、检测仪
17、主机连接电源，开机。2 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）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。数；进行系统自检，确认各检测通道工作正常。3 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）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。号检测阈值。4 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）信号检测：打开连接传感器的检测通道，观察检测到的信号
18、。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。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。1 1、在检测过程中，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；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 2、使用内同步时，、使用内同步时，必须要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从现场检
19、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 3、对每个对每个GISGIS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，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；行检测并存储相应的数据；4 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在开始检测时，不需要加装放大器进行测量。
20、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。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，检测结果和检修结果确定以后，应保、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，检测结果和检修结果确定以后，应保留波形和谱图数据，作为今后局部放电类型识别的依据。留波形和谱图数据，作为今后局部放电类型识别的依据。7、常见注意事项、常见注意事项四四、数据、图谱的
21、分析与诊断、数据、图谱的分析与诊断识别并排除干扰识别并排除干扰对放电类型进行识别对放电类型进行识别对放电源进行定位对放电源进行定位对放电信号危险性评估，制定检修策略对放电信号危险性评估，制定检修策略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）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；周围有无悬浮放电的金属部件；1、识别并排除干扰的方法、识别并排除干扰的方法2）屏蔽带法抗干扰；）屏蔽带法抗干扰；3）信号识别抗干扰信号识别抗干扰：现场最：现场最常见的干扰信号雷达噪声，移动电话噪声，荧光噪声和马达噪常
22、见的干扰信号雷达噪声，移动电话噪声，荧光噪声和马达噪声。下面简明列举了上述几种信号的典型谱图声。下面简明列举了上述几种信号的典型谱图类型类型PRPS谱图谱图峰值检测谱图峰值检测谱图PRPD谱图谱图荧光荧光干扰干扰干扰信号幅值较分散，一般情况下工频相关性弱。干扰信号幅值较分散，一般情况下工频相关性弱。类型类型PRPS谱图谱图峰值检测谱图峰值检测谱图PRPD谱图谱图移动移动电话电话干扰干扰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。信号工频相关性弱，有特定的重复频率，幅值有规律变化。类型类型PRPS谱图谱图峰值检测谱图峰值检测谱图PRPD谱图谱图马达马达干扰干扰干扰干扰信号无工频相
23、关性，幅值分布较为分散，重复率低。信号无工频相关性，幅值分布较为分散，重复率低。类型类型PRPS谱图谱图峰值检测谱图峰值检测谱图PRPD谱图谱图雷达雷达干扰干扰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。信号有规律重复产生但无工频相关性，幅值有规律变化。4)背景测量抗干扰背景测量抗干扰背景传感器设备传感器测量设备5)定位测量抗干扰定位测量抗干扰-平面分法平面分法P传感器A传感器B传感器B传感器A传感器AP6）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存在
24、的频段，使用滤波器将其过滤掉达到抗干扰目的 排除掉干扰，确定为内部放电后，需要对放电类型进行识别。排除掉干扰，确定为内部放电后，需要对放电类型进行识别。GIS内部放电主要有内部放电主要有5类类：电晕放电，空穴放电，自由金属颗粒放电和悬浮电位放电，以及：电晕放电，空穴放电，自由金属颗粒放电和悬浮电位放电，以及绝缘沿面放电绝缘沿面放电。下面简明列举了上述几种信号的典型谱图，包括各类信号的下面简明列举了上述几种信号的典型谱图，包括各类信号的PRPS图谱、图谱、PRPD图谱和图谱和峰值检测图谱峰值检测图谱2、放电类型识别、放电类型识别类类型型PRPS谱图谱图峰值检测谱图峰值检测谱图PRPD谱图谱图电电
25、晕晕放放电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。更高且相位分布较窄，放电次数较少。类类型型PRPS谱图谱图峰值检测谱图峰值检测谱图PRPD谱图谱图悬悬浮浮电电位位放放电电 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放电信号通常在工频相位的正、负半周均
26、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。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谱图具有谱图具有“内八字内八字”或或“外八字外八字”分布特征。分布特征。类类型型PRPS谱图谱图峰值检测谱图峰值检测谱图PRPD谱图谱图自自由由金金属属颗颗粒粒放放电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。时间间隔不稳定。提高电压等级放电幅值增大但
27、放电间隔降低。类类型型PRPS谱图谱图峰值检测谱图峰值检测谱图PRPD谱图谱图空空穴穴放放电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，放电放电次数较少次数较少。3、放电源定位、放电源定位幅值定位，依靠各个检测部位检测信号大小定位，是最常用定位方法，但只能大概确定某一气室或区域，且有时几个检测部位信号幅值差别很小无法判断，甚至某些情况会出现离信号远的部位幅值比离信号源近的部位还要大。时差定位，通过可分辨纳秒高速示波器比较两个检测部位检测信号的时间差来对信号进行定位，如分辨率能达到1
28、纳秒，则定位精度可达30cm，定位可靠，需要好的仪器及经验xL-xS1,t1S2,t2L2xct t2 t1 Lct2x 时差定位原理L优点：原理简单、运用方便、定位较为准确。缺点：信号的时差在ns量级，因此不仅需要测量设备具有很高的采样率和频宽，还要求被测信号的起始脉冲清晰，以读取信号的起始时间。4、信号危险性评估及检修策略、信号危险性评估及检修策略 当前无相关的标准依据，特高频无法简单通过信号大小来判断危害性。根据信号幅值、放电当前无相关的标准依据，特高频无法简单通过信号大小来判断危害性。根据信号幅值、放电源位置、放电类型初步评估危害性，观察信号变化趋势，并可采取其它手段辅助分析。从检源位
29、置、放电类型初步评估危害性，观察信号变化趋势，并可采取其它手段辅助分析。从检修结果到指导检修策略目前仍有较大鸿沟；修结果到指导检修策略目前仍有较大鸿沟；在局部放电带电检测中，如果检测到放电信号，同时定位结果位于重要设备如断路器、电压在局部放电带电检测中，如果检测到放电信号，同时定位结果位于重要设备如断路器、电压互感器、隔离开关、接地刀闸或盆式绝缘子处，则应尽快安排停电检修。如果放电源位于非互感器、隔离开关、接地刀闸或盆式绝缘子处，则应尽快安排停电检修。如果放电源位于非关键部位，则应缩短检测周期，关注放电信号的强度和放电模式的变化。关键部位，则应缩短检测周期，关注放电信号的强度和放电模式的变化。
30、检测到信号为绝缘内部放电或绝缘表面放电，检测到信号为绝缘内部放电或绝缘表面放电，则应尽快安排停电检修则应尽快安排停电检修，刀闸屏蔽罩悬浮放电，刀闸屏蔽罩悬浮放电可通过操作后观察信号趋势来决定是否检修；细小的尖刺放电可通过跟踪检测，关注信号强可通过操作后观察信号趋势来决定是否检修；细小的尖刺放电可通过跟踪检测，关注信号强度变化来决定是否检修度变化来决定是否检修5、异常局放信号诊断注意事项、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；
31、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；外部干扰；若不一样或变小，则需进一步检测判断；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，
32、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；，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；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，但不能完全依赖软件自，但不能完全依赖软件自动分析结果动分析结果；当检测出异常信号时，必要时可使用工具把传感器绑置于盆式绝缘子处进行长时间检测。时当检测出异常信号时，必要时可使用工具把传感器绑置于盆式绝缘子处进行长时间检测。时间至少长于间至少长于15分钟，可通过分析峰值监测图谱、放电重复率图谱等局放图谱来进行判断。分钟，可通过分析峰值监测图谱、放电重复率图谱等局放图谱来进
33、行判断。五、特高频局部放电检测典型案例分析五、特高频局部放电检测典型案例分析1.特高频检测特高频检测GIS盆式绝缘子内部气隙缺陷盆式绝缘子内部气隙缺陷2.特高频检测特高频检测GIS支柱绝缘子裂纹支柱绝缘子裂纹缺陷缺陷3.特高频局部放电检测特高频局部放电检测110kV断路器绝缘内部缺陷断路器绝缘内部缺陷 2010 2010年年3 3月月2222日，江苏省电力试验研究院使用特高频法、超声波法和日，江苏省电力试验研究院使用特高频法、超声波法和SF6SF6气体成分气体成分检测法在对某检测法在对某220kVGIS220kVGIS带电检测时，在某间隔带电检测时，在某间隔B B相出线的三个盆式绝缘子处均测量
34、到较相出线的三个盆式绝缘子处均测量到较强的特高频局放信号，超声波法和强的特高频局放信号，超声波法和SF6SF6气体成分分析法均为测量到可疑信号。气体成分分析法均为测量到可疑信号。随着信号的逐步变大，对存在疑似信号的绝缘子进行了解体更换处理。由于处理随着信号的逐步变大，对存在疑似信号的绝缘子进行了解体更换处理。由于处理及时准确，避免了重大事故的发生。及时准确，避免了重大事故的发生。1、特高频检测特高频检测GIS盆式绝缘子内部气隙缺陷盆式绝缘子内部气隙缺陷案件经过案件经过特高频法测量到的信号如图1、特高频检测特高频检测GIS盆式绝缘子内部气隙缺陷盆式绝缘子内部气隙缺陷检测分析方法检测分析方法 通过
35、对局放信号传播衰减比较法进行初步判断，结果表明，位置通过对局放信号传播衰减比较法进行初步判断，结果表明，位置G处的异常信号幅值最处的异常信号幅值最大，大，如图：如图：然后在存在疑似信号的绝缘子处安装了局部放电特高频在线监测系统，进行然后在存在疑似信号的绝缘子处安装了局部放电特高频在线监测系统，进行24小时监小时监控。一直持续到控。一直持续到6月份，发现信号在逐步增大，随即决定解体更换存在疑似信号部位的月份，发现信号在逐步增大，随即决定解体更换存在疑似信号部位的F、G、H的盆式绝缘子。的盆式绝缘子。1、特高频检测特高频检测GIS盆式绝缘子内部气隙缺陷盆式绝缘子内部气隙缺陷检测分析方法检测分析方法
36、 对更换后的对更换后的F、G、H进行进行X光探伤、耐压、局部放电试验，结果表明光探伤、耐压、局部放电试验，结果表明F、H盆子通过盆子通过X光探伤、耐压、局部放电试验，而光探伤、耐压、局部放电试验，而G号盆子仅通过了耐压试验，在其号盆子仅通过了耐压试验，在其内部发现浇口下部发现一条长约内部发现浇口下部发现一条长约150mm、直径约为、直径约为2mm的气泡，其局部放电量的气泡，其局部放电量为为2.37nC，如图所示。，如图所示。1、特高频检测特高频检测GIS盆式绝缘子内部气隙缺陷盆式绝缘子内部气隙缺陷检测分析方法检测分析方法对其进行解体后可见明显的气泡，如图所示：(a)(b)1、特高频检测特高频检
37、测GIS盆式绝缘子内部气隙缺陷盆式绝缘子内部气隙缺陷检测分析方法检测分析方法 1)1)在对在对GIS进行带电检测时，应同时使用多种方法。这是因为不同的方法有不同的有效检进行带电检测时，应同时使用多种方法。这是因为不同的方法有不同的有效检测范围，如绝缘子内部气泡缺陷，仅有特高频法能检测到放电信号，超声波法、气体成分未检测测范围，如绝缘子内部气泡缺陷，仅有特高频法能检测到放电信号，超声波法、气体成分未检测到可疑信号。到可疑信号。2)2)应加强驻厂监造和出厂试验见证工作，避免存在重大缺陷的设备进入电网。应加强驻厂监造和出厂试验见证工作，避免存在重大缺陷的设备进入电网。3)3)应加强带电检测技术培训，
38、增加相关技术人员的现场经验，提高带电检测工作的有效性应加强带电检测技术培训，增加相关技术人员的现场经验，提高带电检测工作的有效性和效率等。和效率等。1、特高频检测特高频检测GIS盆式绝缘子内部气隙缺陷盆式绝缘子内部气隙缺陷经验体会经验体会 2010年6月2日，试验人员在对一110kV GIS进行局部放电检测时，发现110kV#1母线上备用六间隔-1刀闸A相下方有较强局放信号，经分析有较强的危害性。对GIS设备进行了解体检查，发现信号异常部位所对应的支撑绝缘子内部有一明显裂纹，若继续运行，很可能导致绝缘子断裂，造成母线接地、停电事故。本次GIS的隐患排查工作，不仅消除了该GIS设备的重大安全隐患
39、，避免了重大设备事故的发生。2、特高频检测特高频检测GIS支柱绝缘子裂纹支柱绝缘子裂纹缺陷缺陷案件经过案件经过使用仪器为PDM2000超声、超高频测试仪，特高频测得明显的放电信号，经仪器自动判断为尖端放电，但从波形来看，还具有一定的100Hz相关性，如图1所示：2、特高频检测特高频检测GIS支柱绝缘子裂纹支柱绝缘子裂纹缺陷缺陷检测分析方法检测分析方法04590135180225270315360Phase(deg)0.00.61.21.82.43.0Amplitude(mV)2%27%52%77%100%超声波信号图谱的双极性特征较明显，但也存在两撮不大一样的特征，如图2所示，根据经验判断，应
40、为连接松动引起的悬浮放电，同时伴随有尖端放电现象，信号较明显，具有一定的危害性。2、特高频检测特高频检测GIS支柱绝缘子裂纹支柱绝缘子裂纹缺陷缺陷检测分析方法检测分析方法04590135180225270315360Phase(deg)0.00.61.21.82.43.0Amplitude(mV)2%27%52%77%100%为进一步确保该GIS设备局部放电测试结果的正确性，并对放电点进行精确定位，2010年6月18日，使用德国DOBLE公司的超高频局放测试仪和AIA超声局放设备，对GIS设备信号异常部位进行了第二次复测。2、特高频检测特高频检测GIS支柱绝缘子裂纹支柱绝缘子裂纹缺陷缺陷检测分
41、析方法检测分析方法2、特高频检测特高频检测GIS支柱绝缘子裂纹支柱绝缘子裂纹缺陷缺陷检测分析方法检测分析方法通过对备用六间隔附近两条母线上的6个盆式绝缘子进行超高频信号测量，结果显示备用六间隔两侧#1母线上的两个盆式绝缘子上超高频放电信号最强，其他盆子上的信号稍弱，因此确定了放电气室为这两个盆式绝缘子之间的#1母线上备用六间隔所在气室用AIA超声局放检测仪对放电气室进行逐点测试，测试结果显示放电信号最强点出现在#1母线上备用六间隔-1刀闸A相下方，其信号较其他部位有明显增长，具体位置如图所示。所测最大超声信号峰值达38mv，且具有较强的100Hz相关性，对信号进行相位模式分析，信号图谱与标准的
42、悬浮放电图谱较为相似，初步诊断为悬浮放电类型2、特高频检测特高频检测GIS支柱绝缘子裂纹支柱绝缘子裂纹缺陷缺陷检测分析方法检测分析方法2、特高频检测特高频检测GIS支柱绝缘子裂纹支柱绝缘子裂纹缺陷缺陷检测分析方法检测分析方法为了进一步确定缺陷原因，2010年7月22日，将更换的绝缘部件进行了返厂检测、试验，试验情况如下：A相支柱绝缘子在进行X光探伤时，发现绝缘子内部有明显裂纹（见图6），裂纹由嵌件与绝缘子结合处开始，自内而外，但还未发展到绝缘子表面，因此，由外部无法观察到裂纹。B相支柱绝缘子正常。2、特高频检测特高频检测GIS支柱绝缘子裂纹支柱绝缘子裂纹缺陷缺陷检测分析方法检测分析方法2、特高
43、频检测特高频检测GIS支柱绝缘子裂纹支柱绝缘子裂纹缺陷缺陷检测分析方法检测分析方法经查阅相关原始资料，该产品在出厂前已经过X光探伤、局放检测等试验，未发现绝缘子有缺陷，分析绝缘子裂纹产生的原因应为安装工艺不良，导致此处A相支柱绝缘子在对接过程中受力产生损伤，且长期处于径向不平衡力的作用，不断发展并导致产生裂纹，引起局部放电。2、特高频检测特高频检测GIS支柱绝缘子裂纹支柱绝缘子裂纹缺陷缺陷检测分析方法检测分析方法1 1）超高频局放检测设备灵敏度高，能够在距离放电点较远的间隔检测到异常信号，适用于整个GIS设备的快速巡检；但所测信号强度与测试点和放电源的距离变化关系不明显，精确定位放电源位置较困
44、难；可采用两个传感器和示波器配合定位缺陷位置，但有一定误差。2)超声局放检测设备所测信号在放电源位置较强，偏离放电位置后信号明显减弱，适用于局放异常位置的精确定位。2、特高频检测特高频检测GIS支柱绝缘子裂纹支柱绝缘子裂纹缺陷缺陷经验体会经验体会 2011年年5月月27日，上海市电力公司检修人员发现日，上海市电力公司检修人员发现220kV华山站华山站3号主变号主变110kV C相的断相的断路器室附近存在异常的特高频信号。经过特高频时间差定位及气体成份分析确定放电源位于路器室附近存在异常的特高频信号。经过特高频时间差定位及气体成份分析确定放电源位于C相的断路器内部。相的断路器内部。2011年年6
45、月月10日，上海市电力公司对华山站日，上海市电力公司对华山站3号主变号主变110KV断路器断路器C相进行解体维护。相进行解体维护。更换新的部件之后，站内之前的特高频信号消失。更换新的部件之后，站内之前的特高频信号消失。由于处理及时正确，避免了重大事故的发生。由于处理及时正确，避免了重大事故的发生。3、特高频局部放电检测特高频局部放电检测110kV断路器绝缘内部缺陷断路器绝缘内部缺陷 案件经过案件经过3、特高频局部放电检测特高频局部放电检测110kV断路器绝缘内部缺陷断路器绝缘内部缺陷 检测分析方法检测分析方法 2011年年5月月27日，上海市电力公司检修人员使用特高频局放检测仪对日，上海市电力
46、公司检修人员使用特高频局放检测仪对220kV华山华山站进行局放例行检测，发现在该变电站站进行局放例行检测，发现在该变电站110kVGIS室内存在明显的特高频信号。室内存在明显的特高频信号。经特高频时间差定位分析，发现在经特高频时间差定位分析，发现在3号主变号主变110kV C相的断路器室内部存在一个相的断路器室内部存在一个局放源，位置参见图局放源，位置参见图(a)。相比传感器。相比传感器1，传感器，传感器2检测的信号在时间上超前，而且幅值检测的信号在时间上超前，而且幅值大于前者大于前者,其信号参见图其信号参见图(b).主变110kVC相断路器特高频检测传感器2测得的特高频信号 为了对前面局放检
47、测仪检测的结果进行确认，上海市电力公司对为了对前面局放检测仪检测的结果进行确认，上海市电力公司对110kV断路器气室进行断路器气室进行了气体成分取样分析。了气体成分取样分析。由于由于3号主变号主变110KV断路器室的三相是相互连通的，所以先分析三相气室的成分，然后断路器室的三相是相互连通的，所以先分析三相气室的成分，然后逐一分析各相气室。气体成分分析的最终结果，如表所示。逐一分析各相气室。气体成分分析的最终结果，如表所示。硫化氢硫化氢H2S一氧化碳一氧化碳CO二氧化硫二氧化硫SO2三相三相3.43.435350 0A A相相0.70.745450 0B B相相1.61.654540 0C C相
48、相3.83.868680 0气体成分分析结果 由气体成分分析结果可以得到，华山站由气体成分分析结果可以得到，华山站3号主变号主变110KV断路器断路器C相间隔内存在放电源。相间隔内存在放电源。这与前面局放检测分析的结果是一致的。这与前面局放检测分析的结果是一致的。3、特高频局部放电检测特高频局部放电检测110kV断路器绝缘内部缺陷断路器绝缘内部缺陷 检测分析方法检测分析方法 对上部和下部盆式绝缘子及绝缘套筒进行局放实验，试验电压升至对上部和下部盆式绝缘子及绝缘套筒进行局放实验，试验电压升至250KV，均未发现明显的局放；最后，对绝缘拉杆进行局放实验，为了与断，均未发现明显的局放；最后，对绝缘拉
49、杆进行局放实验，为了与断路器现场运行的情况吻合，将绝缘拉杆与屏蔽罩等组装起来，边缘进行光滑路器现场运行的情况吻合，将绝缘拉杆与屏蔽罩等组装起来，边缘进行光滑处理之后一并放入实验腔体进行实验，处理之后一并放入实验腔体进行实验，为了验证检测结果和检修的准确性，上海市电力公司将拆卸下来的断为了验证检测结果和检修的准确性，上海市电力公司将拆卸下来的断路器部件进行路器部件进行X光探伤和常规局放试验，研究其缺陷特征和放电特性，并与光探伤和常规局放试验，研究其缺陷特征和放电特性，并与现场检测结果进行比较现场检测结果进行比较.综合故障断路器的综合故障断路器的X光探伤和局放实验，可以得到，该断路器的绝缘光探伤和
50、局放实验，可以得到，该断路器的绝缘拉杆存在绝缘缺陷。拉杆存在绝缘缺陷。X X光探伤结果显示，断路器中拆卸下来的各绝缘部件均未发现明显的光探伤结果显示，断路器中拆卸下来的各绝缘部件均未发现明显的缺陷痕迹。缺陷痕迹。3、特高频局部放电检测特高频局部放电检测110kV断路器绝缘内部缺陷断路器绝缘内部缺陷 检测分析方法检测分析方法 将绝缘拉杆沿轴向剖开将绝缘拉杆沿轴向剖开,如如(a)所示。对照断路器组装之后的结构组成，可以看到，绝缘所示。对照断路器组装之后的结构组成，可以看到，绝缘拉杆上放电通道的起始点与高压端屏蔽罩边缘的位置是对应的，如图拉杆上放电通道的起始点与高压端屏蔽罩边缘的位置是对应的，如图(
