对GIS监测方法研究现状

在国外，对电力系统设备的在线监测技术开展较早，尤其是以德国、瑞士、美国、日本发展较早，较成熟。在我国，对电力系统设备的在线监测技术也就是近十几年的事。

局部放电的检测都是以局部放电所产生的各种现象为依据，通过能表述该现象的物理量来表征局放的状态。电力设备在局放过程中会产生电脉冲、电磁辐射、超声波、光以及生成一些新的生成物，并引起局部过热。因此，相应的出现了电脉冲检测法、超声波检测法、光测法、化学检测法、红外检测法等多种检测法通常采用的超声传感器是压电传感器，选用的频率范围为70-150kHZ，目的是为了避开铁心的磁噪声和变压器的机械振动噪声。由于超声波法受电气干扰小以及它在局放定位上的广泛应用，人们对超声波法的研究较深入。但变压器内部绝缘结构复杂，各种声介质对声波的衰减及对声速的影响不一样;目前使用的局放检测超声波传感器抗电磁干扰能力较差，灵敏度不是很高，这就增加了超声检测的难度；虽然光测法在分析局放特征及绝缘劣化机理等方面取得了很大进展，但由于光测法设备复杂昂贵、灵敏度低，且需要被检测物质对光来说是透明的，因而不可能在实际中应用；化学法通过检测油分解出来的各种气体和浓度来确定故障状态的，但至今仍没有统一的判断标准。且不能反映突发的故障；红外热像法用
于定量研究还存在困难；脉冲电流法由于检测阻抗和放大器对测量的灵敏度、准确度、分辨率以及动态范围等都有影响，因此当试样的电容量比较大时，受耦合阻抗的限制，测试仪器的测量灵敏度也受到了一定的限制，而且测试到的频率低，一般小于1MHZ，因而包含的信息少，在在线状态下，易受外界干扰噪声影响，抗干扰能力差；射频检测法对某些信号不能进行分辨，且易受外界干扰。

针对传统检测方法的不足，近几年出现了一种新的检测方法一超高频(UHF)检测法。超高频局放检测通过耦合设备内部局部放电所产生的超高频(300MHz-3000MHz)电信号，实现局部放电的检测和定位，并实现抗干扰。

UHF法用于GIS绝缘在线监测具有明显的优点，因此这一测量技术发展很快，己在英国和法国的几个400KV变电站中取得经验；德国一些大学对此技术很感兴趣，并对接收的天线进行了理论分析和实验研究；瑞士ABB高电压技术公司在550KV的GIS实验装置中对UHF法的适用性与灵敏度进行了研究，各国的研究均表明，UHF法用于GIS绝缘的在线监测有很好的前景。

每一次局部放电都发生正负电荷中和，伴随有一个陡的电流脉冲，并向周围辐射电磁波。己有的研究结果表明：SF6气体中发生的局部放电，其放电电流脉冲具有极快的上升沿(<100ps)，能激励起1GHz以上的超高频电磁波。这就为GIS超高频检测奠定了理论基础。在进行超高频法检测GIS局部放电时，超高频法分为宽频法和窄频法，宽频法加前置高通滤波器；窄频法利用频谱分析仪对所要研究的频段进行筛选。他们分别适用于不同的干扰源，可以有效地抑制背景噪声及超高频通信、广播电视信号等。并且局部放电所辐射的电磁波的频谱特性与局放源的几何形状以及放电间隙的绝缘强度有关。所以要准确地了解和掌握GIS内缺陷类型性质和特征，有效的方法是对获得的局部放电信号进行模式识别。研究局部放电现象与绝缘缺陷之间的关系，是局部放电模式识别的主要目的。当放电间隙比较小时，放电过程的时间比较短，电流脉冲的陡度比较大，辐射高频电磁波的能力比较强。这些超高频成分可以用电容传感器或超高频天线加以接收。