上世紀(jì)八十年代，英國(guó)中央電力局兩位工程人員通過(guò)設(shè)備改進(jìn)將局部放電檢測(cè)裝置的檢測(cè)工作頻率頻率從MHz數(shù)量級(jí)成功提升到GHz水平，并成功的在電氣設(shè)備中檢測(cè)到由于局部放電激發(fā)出的高頻電磁波。特高頻局部放電檢測(cè)法逐步成為電氣設(shè)備特別是GIS設(shè)備檢測(cè)局部放電的重要方法。
(一)特高頻局部放電檢測(cè)法的原理
局部放電通常發(fā)生在絕緣水平相對(duì)較低且位于及不均勻電場(chǎng)的狹窄間隙之間，其放電呈間歇性且過(guò)程極短，放電時(shí)間在納秒級(jí)，這種脈沖型間歇放電會(huì)向外釋放相應(yīng)的電磁波，頻率在GHz數(shù)量級(jí)，特高頻局部放電檢測(cè)法(Ultra-High-Frequency，簡(jiǎn)稱UHF)即是通過(guò)特高頻接收裝置(傳感器)對(duì)由局部放電產(chǎn)生的特高頻電磁波進(jìn)行檢測(cè)來(lái)判斷局部放電的位置及放電程度等信息，通常情況下由局部放電激發(fā)出的特高頻電磁波頻率在300MHz到3GHz之間。在這個(gè)頻段中噪聲衰減非常大，因此通過(guò)一定的A/D轉(zhuǎn)換裝置可以完美再現(xiàn)局部放電的脈沖信號(hào)，這也是特高頻法抗干擾性強(qiáng)的主要原因。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中有內(nèi)置傳感器和外置傳感器兩種模式，下圖是以GIS設(shè)備為例示意UHF外置傳感器和UHF內(nèi)置傳感器。
GIS設(shè)備內(nèi)置、外置傳感器示意圖
1. 靈敏度高。
GIS設(shè)備空腔中充滿了SF6氣體，GHz數(shù)量級(jí)的電磁波在這種介質(zhì)中損耗很小，同時(shí)在空腔中傳播受到內(nèi)部設(shè)備的阻攔，會(huì)發(fā)生不同方向的反射，并會(huì)在GIS設(shè)備空腔內(nèi)形成諧振，延長(zhǎng)了局部放電特高頻信號(hào)的振蕩時(shí)間，有利于傳感器對(duì)這種高頻信號(hào)的捕捉，因此，其靈敏度相較超聲波法更高，安裝的傳感器數(shù)量更少。
2. 具備較強(qiáng)的抗干擾能力。
隨著GIS設(shè)備容量不斷增大及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置復(fù)雜等因素會(huì)產(chǎn)生很多電磁或機(jī)械噪聲干擾，會(huì)給局部放電的檢測(cè)工作帶來(lái)很大的誤差，其中電暈放電是引起電磁干擾的常見(jiàn)原因，但是由于電暈放電所產(chǎn)生的電磁波頻率在200MHz左右，常用特高頻局部放電檢測(cè)裝置的檢測(cè)頻率都在300MHz以上因此可以有效的避免了電暈放電的干擾。
3. 局部放電點(diǎn)定位準(zhǔn)確。
電磁波在GIS腔體內(nèi)傳播的速度可近似為光速，因此通過(guò)檢測(cè)局部放電特高頻信號(hào)傳播到相鄰兩個(gè)傳感器的時(shí)間差就可以通過(guò)計(jì)算確定局部放電點(diǎn)的精確位置，為下一步的缺陷處理提供準(zhǔn)確的位置參數(shù)。
4.可實(shí)現(xiàn)對(duì)局部放電類(lèi)型的識(shí)別。
每一種局部放電都有類(lèi)似“指紋”的特有的頻譜特征，通過(guò)建立放電類(lèi)型識(shí)別“專(zhuān)家?guī)?rdquo;(各種不同類(lèi)型頻譜的分類(lèi)匯集整理)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)結(jié)果局方類(lèi)型的快速、準(zhǔn)確判斷。
(二)特高頻局部放電檢測(cè)方法
1. 檢測(cè)儀器包括：
(1)傳感器：能夠接收300MHz-3 GHz特高頻電磁波信號(hào)的耦合器；
(2)信號(hào)放大器：對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大處理；
(3)信號(hào)處理設(shè)備：對(duì)耦合器接收到的特高頻信號(hào)進(jìn)行處理；
(4)數(shù)據(jù)處理終端(PC)：通過(guò)專(zhuān)用分析軟件對(duì)接受到的特高頻信號(hào)頻譜進(jìn)行分析和識(shí)別。
2. 檢測(cè)流程
(1)根據(jù)不同型號(hào)檢測(cè)設(shè)備的要求連接傳感器(耦合器)，信號(hào)處理設(shè)備以及數(shù)據(jù)處理終端(PC)，并檢查各部分連接是否可靠，必要時(shí)可加裝信號(hào)放大系統(tǒng)以滿足工作需要。然后將傳感器(耦合器)固定在GIS設(shè)備的盆式絕緣子上，如圖。
GIS設(shè)備特高頻局放試驗(yàn)連接示意圖
(3)根據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)填寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)，填寫(xiě)試驗(yàn)地點(diǎn)，被檢設(shè)備，試驗(yàn)時(shí)間等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整信號(hào)閡值。
(4)接通檢測(cè)信號(hào)，開(kāi)始檢測(cè)，對(duì)讀取到的頻譜信息進(jìn)行判斷，如無(wú)故障波形則繼續(xù)對(duì)下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)如有疑似異常信號(hào)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行記錄并做進(jìn)一步的研判。
3. 檢測(cè)注意事項(xiàng)
(1)保證接線正確，與裸露帶電設(shè)備保持足夠的安全距離，確保人身安全。
(2)合器應(yīng)與盆式絕緣子充分緊密接觸，并固定結(jié)實(shí)，同時(shí)耦合器應(yīng)位于用來(lái)固定絕緣子位置的螺栓中間，避免金屬構(gòu)件對(duì)腔體內(nèi)電磁波的屏蔽作用，并防止耦合器與金屬構(gòu)件產(chǎn)生的靜電對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的干擾。
(3)確保被檢測(cè)設(shè)備附近電磁信號(hào)環(huán)境的潔凈，避免手機(jī)、對(duì)講機(jī)及其他設(shè)備的電磁波污染。
(4)是否加裝信號(hào)放大器要視被檢設(shè)備異常信號(hào)的強(qiáng)弱而定。
(5)檢測(cè)前應(yīng)檢查同軸電纜保護(hù)層有無(wú)破損，如有需更換。
(三)特高頻局部放電檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍
優(yōu)點(diǎn)：1. 靈敏度高，抗干擾性強(qiáng)；
2. 原理及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用符合性好，是局部放電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。
缺點(diǎn)：
1. 內(nèi)置傳感器安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求高，GIS腔體內(nèi)部絕緣設(shè)計(jì)需重新考慮；
2. 目前僅在GIS設(shè)備上應(yīng)用較多，其他設(shè)備推廣有困難；
3. 偶爾誤報(bào)。監(jiān)測(cè)應(yīng)用過(guò)程中會(huì)發(fā)生誤報(bào)，給變電運(yùn)維人員帶來(lái)一定困擾。
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