GIS局部放电检测方法

发生局部放电时，总会伴随着发生物理的和化学的光、热、电以及磁效应的变化，而这些变化特征能够很好地表征局部放电的发生。根据表征这些特征而发展的局部放电的检测方法主要有一下几种：

（1）电流法
又称耦合电容法，是IEC60270推荐使用的一种方法。其原理是：物体在两端加压情况下如果发生局部放电，瞬间会产生一个的电压变化，此时如果串联一个耦合电容耦合到一个检测阻抗上，回路中会产生一个脉冲电流，将该电流流经检测阻抗产生的脉冲电压进行采集、放大处理，就可测定局部放电基本量。该方法的原理和结构简单，但是信号容易受外界噪声的干扰，灵敏度偏低，不适用于大规模应用。

（2）超声波法
超声波检测法是指对频率介于20-200kHz区间是声信号进行采集、分析、判断的一种检测方法。GIS发生局部放电时，由于分子的激烈碰撞，气泡的形成和发展，颗粒的跳动以及固体材料的微小振动都会发出超声波。超声波可以穿透气体介质和金属结构到达GIS外部。通过超声检测仪就可以检测到放电信号。缺点是对绝缘内部放电灵敏度不够，仅对近距离的放电缺陷较敏感，且易受周围环境噪声的影响，特别是当被测电力设备自身存在机械振动或电磁振动时，将会对超声波检测法造成很大的影响，严重时甚至可造成误判。此外，由于固体绝缘材料对超声波信号的传播衰减很大，该方法不宜用于检测SF6备中的盆式绝缘子放电缺陷。

（3）特高频法(UHF)
GIS局部放电时产生的电流脉冲(达到ns级)，能够在内部激发出达到数GHz的电磁波。由于GIS具有同轴波导结构，电磁波在GIS内部传播时可以通过具有支撑作用的盆式绝缘子等非金属材料的结构泄露到GIS外部。UHF法采用内置的或者外置的特高频传感器检测GIS内部或者外部的频段在300MHz-3GHz的电磁波，从而检测局部放电。UHF法的优点就是抗干扰能力强，灵敏度高，信噪比高，可用于故障源的定位和故障类型的识别。缺点是要求被测电力设备本身有能够辐射出电磁波的绝缘缝隙，如盆式绝缘子、观察窗等，否则应在被测设备内部预先安装好超高频传感器。此外，由于电磁波的传播速度很快且衰减较小，精确定位通常需借助高速数字示波器来实现，故目前大多是通过比较在不同部位测得的超高频信号的强弱，找到最靠近放电源的检测部位。

（4）化学检测法
GIS发生局部放电时，会触发内部SF6气体和其他杂质发生化学反应产生气体分解物，化学检测法就是通过检测到这些分解物的含量来判断是否发生局部放电。化学方法抗电磁干扰能力强，所需实验设备体积小、重量轻，携带方便。但是由于不同类型、不同位置和不同时间的局部放电产生的化学分解物类型和数量不同，对放电类型的识别造成很大的困难。

（5）光学检测法
在所有的诊断技术中，对放电过程中产生的光的检测可能是最灵敏的检测方法，因为光电倍增器可以检测到几个甚至一个光子。光辐射主要在紫外频带，由于玻璃和SF6气体对光都有很强的吸收能力，检测时需要石英透镜，并且要选择适当短的路径。对于检测己知点的放电，光学法很有效。但对于GIS中未知放电源，光学法的灵敏度就非常低。因为光学检测法只能把传感器放到GIS里面，而且只能离线检测，所以不适用于在线监测。

对于GIS中局放的各种检测方法，CIGRE得出的普遍结论是：
(1)常规电测法、声学检测法和特高频法都有比较好的灵敏度。
(2)声学检测和特高频法可对局部放电源进行定位，而常规电测法则不能。
(3)常规电测法需要串联外部耦合电容，不能用于运行中的GIS。
(4)目前声学检测法适用于现场检测，而特高频法用于局部放电的连续在线监测，光学和化学检测法的灵敏度都较低，一般不用于在线监测[12]0。