超高频探头检测gis局部放电的原理

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1、华北电力大学北京沛森电气有限公司目录一、系统组成1二、特点及功能用途1三、检测原理2四、软件功能：2１．统计谱图计算2２.历史趋势谱图计算与查看33．放电类型分析4五、技术指标6六、部分应用（固定式）66华北电力大学北京沛森电气有限公司PDM－G01型便携式GIS局部放电特高频检测仪GIS是电力系统的重要设备，是保证供电可靠性的基础，一旦发生故障必将引起局部以致全部地区停电。大型电力GIS的故障可能造成的经济损失巨大。甚至由于故障的突发性会因爆炸造成人员的伤亡。随着经济的发展，社会对供电可靠性的要求越来越高。而导致设备故障的主要原因是其绝缘性能的劣化

2、。局部放电是发生绝缘故障的重要征兆和表现形式[1]，同时也是检测和评价绝缘状况的重要手段。对运行中的电力GIS的绝缘状况进行检测是解决绝缘性能劣化问题最有效的手段。由华北电力大学（北京）与北京沛森电气有限公司联合研制的局部放电特高频检测仪，整体水平达到国际领先，灵敏度高，抗干扰强，定位准确，使用方便。突破性地解决了在现场无法检测运行中GIS设备内部局部放电的难题。适用于各电压等级GIS设备的在线监测、检查、故障点定位，可有效预防电力系统的突发性事故，并可为状态检修提供科学的数据依据；也可用于GIS的出厂局部放电试验检测和现场验收检测。一、系统组成由传

3、感器、宽带放大器、高频电缆、机械附件、工控机（数字示波器）组成二、特点及功能用途l及时发现设备内部的局部放电隐患，保证系统安全，为设备状态检修提供依据。l实现局部放电故障点定位l实现对被检测设备局部放电历史趋势的观察（见软件功能部分）6华北电力大学北京沛森电气有限公司l放电模式识别及故障类型诊断l基于特高频（UHF）法体外监测，抗干扰能力强，灵敏度极高（不低于20pC）l装置小巧，适于在线安装和带电检测，携带方便，维护简单。三、检测原理本产品是基于特高频（UHF）法体外检测GIS内部局部放电的原理：特高频探头主要接收GIS内部由局部放电辐射出的特高频

4、波段的电磁波。当GIS内部局部放电发生时，由于SF6气体绝缘强度高，因此局部放电脉冲的上升沿很陡，脉冲宽度多为纳秒级，能激励起1GHz以上的特高频电磁信号。研究表明GIS内外结构相当于同轴传输导线，GIS母线腔体在特高频波段可视为同轴谐振腔。因此，电磁波在其中以波导的方式传播，在通过盆式绝缘子法兰连接处时辐射出特高频信号，此时可以应用外部的特高频探头接收。特高频电磁波信号在GIS内部传播衰减较小，有利于局部放电信号的检测，另外在特高频范围内（400~3000MHz）提取局部放电产生的电磁波信号，大大减少了外界干扰信号（干扰信号的频率多在400Mhz以

5、下），可以极大地提高GIS局部放电检测（特别是在线检测）的可靠性和灵敏度。特高频局部放电检测技术近几年来得到了较快的发展，在一些大型电力设备的检测中已经得到了广泛应用。四、软件功能：１．统计谱图计算局部放电具有明显的随机性，对多个（本系统为100）工频周期的放电信号进行统计，可得到局部放电的各种分布谱图，以利于局部放电的故障诊断与模式识别。本系统生成的谱图包括：最大放电幅值相位分布谱图Vmax－Φ，放电次数相位分布谱图N－Φ。如有需要，还可提供T－V－Φ三维谱图6华北电力大学北京沛森电气有限公司２.历史趋势谱图计算与查看统计谱图界面放电历史趋势能反映

6、出GIS内部局部放电的发展情况，对GIS的故障诊断有很重要的意义。本系统生成的放电历史趋势谱图包括最大放电幅值发展趋势谱图和放电次数发展谱图两种。分析软件的主界面就是历史趋势谱图界面，在起始日期和终止日期内按yy/mm/dd（如2004年3月2日即为040302）格式填入日期，点击查看按钮即可获得这段时间内放电的趋势谱图。历史趋势谱图界面6华北电力大学北京沛森电气有限公司3．放电类型分析放电类型的判断应对历史趋势，统计谱图，单个周期信号等进行综合考虑。以实验室条件下获得的典型放电谱图作为参照：空气中电晕放电曲线1为超高频探头检波输出波形曲线2为工频相

7、位曲线3为局放仪采集的信号很明显检波输出曲线没有受到空气电晕干扰的影响，局放仪测到的局放信号正负半周极不对称，负半周明显强于正半周。GIS内部高压导体上的金属尖刺放电上曲线为超高频探头检波输出波形中曲线为工频相位下曲线为局放仪采集的信号检波输出曲线由多个连续的波峰组成，呈无规则状，放电脉冲的相互重叠，状若山峰。正负半周的峰值前后，几乎对称于峰值。正负半周极不对称，正半周明显强于负半周。放电量不高，随作用电压的升高放电量有所增加，即示波器上所显示的信号电压幅值不高。GIS内高压导体一点接触不良放电曲线1为超高频探头检波输出波形曲线2为工频相位曲线3为局

8、放仪采集的信号检波输出曲线为规则的脉冲波形，幅值和间隔均匀（一点接触不良）；脉冲出现在工频相位正、负半周的上