GIS局部放電檢測
(1) 常規(guī)的測量方法
1) IEC60270標(biāo)準(zhǔn)推薦的方法眾所周知的IEC60270標(biāo)準(zhǔn)推薦的方法，也稱耦合電容法，是測量局部放電的最常用方法。該方法要獲得最大的靈敏度，測試系統(tǒng)必須良好屏蔽，且需要合適的電容相匹配，這在進行單元測試時還可行，但對一個完整的GIS來說很不方便，另外，它不能進行局部放電定位且抗干擾能力差，不適宜現(xiàn)場使用。
2) 外被電極法
就是用貼于GIS外殼上的電容電極來耦合由于內(nèi)部放電而在導(dǎo)電芯上所引起的電壓變化。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、易實現(xiàn)，但最小檢測量受地線影響。
3) 測量通過地線的電流
當(dāng)GIS內(nèi)部發(fā)生PD時，在接地線上有高頻微電流流過，因而可以在接地線上安裝高頻微電流傳感器對信號進行檢測。該方法的優(yōu)點是精心制作的傳感器可以在很寬的頻率范圍內(nèi)保持很好的傳輸特性。由于GIS通常是多處接地，流過接地點的電流信號很小，加之接地處有時又不便安裝電流傳感器，給現(xiàn)場使用帶來不便；地線也會引入干擾。因此，實際中不宜采用在GIS外殼接地線上安裝高頻微電流傳感器感應(yīng)脈沖電流的方法來檢測PD信號。
4)在絕緣子內(nèi)預(yù)埋電極
可利用事先已經(jīng)埋在絕緣子里的電極作為探頭進行內(nèi)部局部放電的測量。因為預(yù)先埋入的電極處于金屬容器內(nèi)，所以抗干擾性能好、靈敏度高。但必須在制造時設(shè)計預(yù)埋電極，而且必須考慮預(yù)埋電極對絕緣子絕緣性能的影響。
(2)超高頻法
常規(guī)的電氣測試方法用于GIS局部放電檢測時，或是干擾信號缺乏識別依據(jù)，或是影響GIS的正常運行，或者兼而有之。于是，超高頻法應(yīng)運而生，由于其突出優(yōu)點，目前已經(jīng)成為研究者關(guān)注的熱點，許多國家就此開展了廣泛的研究，并取得了較滿意的結(jié)果。超高頻(ultra-high frequency，簡稱UHF)法是近年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)。UHF法測量的頻率范圍300MHz-3GHz。隨著PD診斷技術(shù)的不斷發(fā)展，UHF法在英國、法國和德國進行了部分理論分析和實驗研究，尤其是瑞士ABB高電壓技術(shù)公司在550kV的GIS試驗裝置中對UHF法的適用性與靈敏度進行了深入的研究，并與常規(guī)的脈沖電流法作了對比。結(jié)果表明UHF法具有靈敏度高、抗干擾能力強、能進行局放源定位和識別絕緣缺陷類型等諸多優(yōu)點。我國在近幾年才開展對GIS局部放電UHF法檢測研究，并已取得了初步成果，但還未見較為滿意的裝置投入現(xiàn)場使用。
UHF法的原理是利用裝設(shè)的天線傳感器接收由PD陡脈沖所激發(fā)并傳播的UHF電磁波來檢測PD信號。在GIS高氣壓的SF6氣體中，PD總是在很小的范圍內(nèi)發(fā)生，具有極快的放電時間特性，快速上升時沿的PD陡脈沖含有從低頻到到微波頻段的頻率成分；電力系統(tǒng)中的電暈放電脈沖持續(xù)時間較長、陡度較緩，其等值頻率一般在150MHz以下，同時在空氣中傳播時衰減很快。因此，當(dāng)GIS中發(fā)生PD時，可通過檢測其發(fā)出的電磁波中300-3000MHz信號來評價PD情況，從而避開常規(guī)電氣測試方法中難以避開的電暈放電等最大的干擾，以提高檢測系統(tǒng)的信噪比。
GIS的同軸結(jié)構(gòu)對于電磁波的傳播可等同于一個良好的波導(dǎo)，信號在其內(nèi)部傳播時衰減很小。采用UHF法檢測GIS中PD信號的基礎(chǔ)是PD陡脈沖所激發(fā)的UHF電磁波在等效同軸波導(dǎo)中傳播時，不僅以橫向電磁波(TEM)形式傳播，而且還會建立橫電波(TE)和橫磁波(TM)。由于UHF電磁波可以從支撐GIS內(nèi)導(dǎo)體的盆式絕緣子處泄漏出來，因此，在此處用外置UHF天線可接收到泄漏出的電磁信號。
在GIS裝置上用多個UHF傳感器檢測接收到同一放電源產(chǎn)生的UHF信號時間差，然后根據(jù)這些時差和電磁波的傳播速度可進行定位。基于這一原理進行GIS的PD定位法，所要測量的信號時差通常在納秒數(shù)量級，這不僅要求測量記錄設(shè)備具有很高的頻帶和采樣率，還要求被測信號本身具有很陡的起始沿，方能讀取納秒量級的信號起始時刻，UHF及以上頻段的信號正好滿足這一要求。因此，采用UHF法對PD源進行定位的準(zhǔn)確度是其它方法所不及的。
UHF法的關(guān)鍵技術(shù)是研制高靈敏度的傳感器，其傳感方式有GIS內(nèi)置傳感和外置傳感兩類。內(nèi)置傳感器主要有圓盤傳感器、錐形傳感器等，具有比較高的傳感效率，同時，也有利于抗GIS體外的干擾。外置傳感器主要有屏蔽諧振環(huán)傳感器、雙螺旋傳感器、環(huán)型傳感器、縫隙傳感器、振子傳感器等，它們在性能上各有優(yōu)劣，使用上各有方便，國外研究的比較多的是內(nèi)置傳感方法，傳感器在GIS制造時就已經(jīng)安裝好。
針對GIS體內(nèi)傳感方法的局限，國內(nèi)外研究了GIS外置傳感的方法。GIS上通常有很多盆式絕緣子，置于連接法蘭之間，使連接法蘭之間存在絕緣縫隙，寬度在幾個厘米左右。GIS內(nèi)部的超高頻信號在經(jīng)過法蘭傳播時，可以通過該縫隙輻射到GIS體外。因此在GIS體外可以接收到這一信號，實現(xiàn)局部放電信號傳感化。GIS體外傳感方式，其檢測系統(tǒng)獨立于GIS，檢測時不需打開GIS的任何部件，因此特別適合于已經(jīng)制造好的GIS。體外傳感方法的缺陷是泄漏輻射出來的電磁波信號較弱，而且會遇到相對大一些的空間電磁干擾。因此外置傳感比內(nèi)置傳感更復(fù)雜、更困難，目前，在工程應(yīng)用上較為滿意的還不多見，尤其是對外置傳感器的理論分析和計算報道較少。
UHF法的主要優(yōu)點有：抗低頻干擾能力強，能對PD源進行定位，根據(jù)所測信號的頻譜及統(tǒng)計特征，可以區(qū)分不同的缺陷類型，同時，可進行長期現(xiàn)場監(jiān)測，靈敏度能滿足工程要求。特別適宜連續(xù)遠距離在線監(jiān)測，因此，被認為是GIS中PD在線監(jiān)測技術(shù)中具有很好應(yīng)用前景的方法。
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