上世紀(jì)八十年代，英國中央電力局兩位工程人員通過設(shè)備改進(jìn)將局部放電檢測裝置的檢測工作頻率頻率從MHz數(shù)量級成功提升到GHz水平，并成功的在電氣設(shè)備中檢測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法逐步成為電氣設(shè)備特別是GIS設(shè)備檢測局部放電的重要方法。
(一)特高頻局部放電檢測法的原理
局部放電通常發(fā)生在絕緣水平相對較低且位于及不均勻電場的狹窄間隙之間，其放電呈間歇性且過程極短，放電時間在納秒級，這種脈沖型間歇放電會向外釋放相應(yīng)的電磁波，頻率在GHz數(shù)量級，特高頻局部放電檢測法(Ultra-High-Frequency，簡稱UHF)即是通過特高頻接收裝置(傳感器)對由局部放電產(chǎn)生的特高頻電磁波進(jìn)行檢測來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。在這個頻段中噪聲衰減非常大，因此通過一定的A/D轉(zhuǎn)換裝置可以完美再現(xiàn)局部放電的脈沖信號，這也是特高頻法抗干擾性強的主要原因。在實際應(yīng)用過程中有內(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)量級的電磁波在這種介質(zhì)中損耗很小，同時在空腔中傳播受到內(nèi)部設(shè)備的阻攔，會發(fā)生不同方向的反射，并會在GIS設(shè)備空腔內(nèi)形成諧振，延長了局部放電特高頻信號的振蕩時間，有利于傳感器對這種高頻信號的捕捉，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. 具備較強的抗干擾能力。
隨著GIS設(shè)備容量不斷增大及現(xiàn)場設(shè)備布置復(fù)雜等因素會產(chǎn)生很多電磁或機械噪聲干擾，會給局部放電的檢測工作帶來很大的誤差，其中電暈放電是引起電磁干擾的常見原因，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裝置的檢測頻率都在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，因此通過檢測局部放電特高頻信號傳播到相鄰兩個傳感器的時間差就可以通過計算確定局部放電點的精確位置，為下一步的缺陷處理提供準(zhǔn)確的位置參數(shù)。
4.可實現(xiàn)對局部放電類型的識別。
每一種局部放電都有類似“指紋”的特有的頻譜特征，通過建立放電類型識別“專家?guī)?rdquo;(各種不同類型頻譜的分類匯集整理)，來實現(xiàn)對檢測結(jié)果局方類型的快速、準(zhǔn)確判斷。
(二)特高頻局部放電檢測方法
1. 檢測儀器包括：
(1)傳感器：能夠接收300MHz-3 GHz特高頻電磁波信號的耦合器；
(2)信號放大器：對接收到的信號進(jìn)行放大處理；
(3)信號處理設(shè)備：對耦合器接收到的特高頻信號進(jìn)行處理；
(4)數(shù)據(jù)處理終端(PC)：通過專用分析軟件對接受到的特高頻信號頻譜進(jìn)行分析和識別。
2. 檢測流程
(1)根據(jù)不同型號檢測設(shè)備的要求連接傳感器(耦合器)，信號處理設(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，必要時可加裝信號放大系統(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)備特高頻局放試驗連接示意圖
(3)根據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書填寫標(biāo)準(zhǔn)，填寫試驗地點，被檢設(shè)備，試驗時間等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并根據(jù)試驗現(xiàn)場情況調(diào)整信號閡值。
(4)接通檢測信號，開始檢測，對讀取到的頻譜信息進(jìn)行判斷，如無故障波形則繼續(xù)對下一個測量點進(jìn)行檢測如有疑似異常信號應(yīng)對其進(jìn)行記錄并做進(jìn)一步的研判。
3. 檢測注意事項
(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，同時耦合器應(yīng)位于用來固定絕緣子位置的螺栓中間，避免金屬構(gòu)件對腔體內(nèi)電磁波的屏蔽作用，并防止耦合器與金屬構(gòu)件產(chǎn)生的靜電對檢測數(shù)據(jù)的干擾。
(3)確保被檢測設(shè)備附近電磁信號環(huán)境的潔凈，避免手機、對講機及其他設(shè)備的電磁波污染。
(4)是否加裝信號放大器要視被檢設(shè)備異常信號的強弱而定。
(5)檢測前應(yīng)檢查同軸電纜保護(hù)層有無破損，如有需更換。
(三)特高頻局部放電檢測方法的優(yōu)缺點及應(yīng)用范圍
優(yōu)點：1. 靈敏度高，抗干擾性強；
2. 原理及現(xiàn)場應(yīng)用符合性好，是局部放電檢測技術(shù)的發(fā)展方向。
缺點：
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。監(jiān)測應(yīng)用過程中會發(fā)生誤報，給變電運維人員帶來一定困擾。
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