220kVGIS局部放电带电检测技术分析与现场应用

GIS局部放电在线监测技术及检测方法GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）是一种高压电力设备，用于输电和配电系统中。

在长期运行过程中，由于设备老化或故障，可能会导致局部放电（Partial Discharge，PD）现象的产生。

局部放电是指在绝缘材料中局部发生的放电现象，具有不连续性和周期性。

如果不及时发现和处理，局部放电可能会发展成大面积放电，导致设备的损坏甚至故障，对电力系统的可靠性和稳定性产生不利影响。

因此，开展GIS局部放电在线监测技术和检测方法的研究具有重要意义。

GIS局部放电在线监测技术可以实时监测和识别发生在设备中的局部放电现象，通过监测数据分析和处理，可以提前发现故障迹象，采取相应的措施进行预防和维修，从而保障设备的可靠运行。

目前，常用的GIS局部放电在线监测技术包括电测法、超声波法、电磁法和红外热像法等。

电测法是一种常用的GIS局部放电在线监测技术。

它通过安装在设备的绝缘支持物上的电感式传感器或电容式传感器获取电压或电流信号，实时监测和记录设备的运行状态。

通过对电压和电流信号的分析，可以检测到设备中的局部放电现象。

该方法具有简单、可靠、实时性强的优点，但不易精确定位局部放电点。

超声波法是另一种常用的GIS局部放电在线监测技术。

它通过超声波传感器接收设备中产生的超声波信号，利用超声波在封闭的金属容器中的传播规律来判断设备是否存在局部放电现象。

超声波法可以实现对设备的精确定位监测，但对传感器的位置布置和信号处理要求高。

电磁法是一种主要用于GIS局部放电在线监测的无损检测技术。

它通过电磁感应原理，在设备周围布置多个传感器，通过监测设备的电磁信号变化来判断是否存在局部放电现象。

电磁法具有不受高压电力设备介质影响、设备无需停电运行等优点，但对传感器布置和信号处理的要求较高。

红外热像法是一种通过红外热像仪来监测设备表面温度变化的技术。

由于局部放电现象会产生热量，使设备表面温度升高，通过红外热像仪可以实时获取设备表面的温度分布图像，检测设备是否存在局部放电现象。

GIS局部放电检测技术研究与案例分析摘要：本文阐述了GIS局部放电产生的原理，介绍了脉冲电流、UHF和超声波三种常见的检测方法，并以某110kV变电站GIS设备气隙放电为例，说明预防局部放电的重要性。

关键词：GIS；局部放电；检测法0 引言GIS在高压、超高压以及特高压领域均被广泛使用，GIS之所以备受关注，不仅仅是因为它结构紧凑，占地面积小，而且它的配置灵活，可靠性高，并且它的安全性强，环境适应能力也很强。

但是，GIS内部的电场强度很大，一旦设备内具有一些缺陷，就会产生局部放电现象。

而局部放电会造成GIS的绝缘劣化，影响GIS甚至变电站的安全稳定运行。

1 GIS设备概述六氟化硫气体绝缘金属封闭组合开关设备(GIS)，是为了减免维护，减少人力而产生的一种新型的组合电气设备，它是把包括部分母线、断路器、避雷器、隔离开关、快速接地开关、电压互感器、电流互感器、套管、电缆终端等在内的各种保护和控制功能的电气设备全部封闭组合在金属外壳中并接地，壳内充有规定范围压力并作为绝缘和灭弧介质的六氟化硫气体，并按一定接线方式组合构成的开关设备，GIS内部输电母线用环氧盆式绝缘子作为支撑绝缘，取代了传统敞开式变电站中使用裸导线连接各种电气设备、利用周围空气作为绝缘的方式，这样可以把一个变电站简化成一个开关站。

GIS与传统敞开式输变电站设备相比较，GIS设备具有全封闭、结构紧凑、占地面积较少、模块化、空间体积较小、运行安全可靠、噪声较低、无火灾隐患、受外界环境影响小、有利于环境保护、易于安装、配置灵活、检修周期较长、维护简单、抗震能力强等一系列显著优点，扩展了开关设备的功能，体现了组合化、复合化，可做到减少维护及增长使用寿命，减小了设备的占地面积，降低了变电站的综合造价，具有高电压少端口、通流能力强、开断容量大等技术特点。

2 GIS局部放电GIS中的局部放电现象一般发生在六氟化硫气体中。

气体中的放电现象是由气体介质中带电质点的产生以及带电质点的消失决定的，GIS中的带电质点是气体分子通过碰撞电离，光电离和热电离产生的。

GIS局部放电检测技术实际故障的统计分析表明，绝缘故障是影响设备正常运行的主要原因。

而局部放电是造成绝缘劣化的主要原因，也是绝缘劣化的主要表现形式，与设备绝缘的劣化和击穿过程密切相关，能有效地反映设备内部绝缘的故障。

因此，对电力设备进行有效的局部放电检测对于电力设备的安全稳定运行具有重要意义。

GIS （Gas Insulater Switchgear）指气体绝缘金属封闭开关设备，是一种兴起于20世纪60年代的成套封闭式高压电器设备。

它是将除变压器之外的所有设备，如断路器、避雷器、电压互感器、电流互感器、隔离开关、接地开关、套管、母线等多种高压电器组合、封闭在接地的金属外壳内，壳内充以0.3MPa-0.4MPa的SF6气体作为绝缘和灭弧介质。

GIS的突出特点是体积小、占地面积少，GIS变电站占地面积仅为常规变电站的10%-15%，且不受环境和海拔的影响，运行维护工作量小、检修周期长、安全可靠性高，因此近些年来得到了越来越广泛的应用。

标签：GIS;局部放电;检测;技术;分析1导言GIS设备局放检测技术局部放电检测是以发生局部放电时产生的电、光、声等现象为依据，来判断局部放电的状态，包括定位和放电的程度。

GIS局放常用的检测方法主要为超声波和特高频检测联合检测法。

2超声波检测法GIS设备发生局部放电时，放电使通道气体压力骤增，在GIS内部（气室）气体中产生压力声波，以纵波的方式传播到GIS外壳。

超声波检测是通过设置在GIS设备金属外壳上的声传感器，来检测、识别和定位局部放电缺陷。

超声波法检测范围相对较小，需要与被测设备的表面实施完全接触，适合定位测量，主要用于检测套管、终端、绝缘子的表面放电，对于其他放电类型不敏感。

3特高频检测法运行中的GIS内部充有SF6气体，其绝缘强度和击穿场强都很高。

当局部放电在很小的范围内发生时，将产生很陡的脉冲电流，脉冲向四周辐射出的特高频电磁波。

GIS有许多法兰连接的盆式绝缘子、拐弯结构和T形接头、隔离开关及断路器等不连续点，特高频信号在GIS内传播过程中经过这些结构时，可以通过这些盆式绝缘子透射出来。

220 kV GIS隔离开关对地放电故障案例分析蒋光程张磊发布时间：2023-07-13T08:25:57.226Z 来源：《当代电力文化》2023年9期作者：蒋光程张磊[导读] 气体绝缘金属封闭开关设备（Gas Insulated Switchgear，GIS）具有金属全密封、结构紧凑的特点，若厂内装配或现场安装过程洁净度控制不严，则可能混入金属碎屑等异物，引起局部放电甚至击穿故障。

因此有必要对异物放电故障的发生机理及特征进行分析，从而制定针对性的防范措施。

以两起 GIS 内部异物放电故障的典型案例为例，通过现场检查及试验对故障过程及异物来源进行分析，并结合不同异物位置的电场仿真计算，分析异物放电故障的发生机理。

身份证号码：37028319950517xxxx 身份证号码：37072519941208xxxx 山东电工电气日立高压开关有限公司摘要：气体绝缘金属封闭开关设备（Gas Insulated Switchgear，GIS）具有金属全密封、结构紧凑的特点，若厂内装配或现场安装过程洁净度控制不严，则可能混入金属碎屑等异物，引起局部放电甚至击穿故障。

因此有必要对异物放电故障的发生机理及特征进行分析，从而制定针对性的防范措施。

以两起 GIS 内部异物放电故障的典型案例为例，通过现场检查及试验对故障过程及异物来源进行分析，并结合不同异物位置的电场仿真计算，分析异物放电故障的发生机理。

结果显示，相对于残留在壳体表面的异物，因电场力或振动作用跳跃至半空中或黏附在高压导体表面的异物更具有危险性，对电场强度的影响更大。

对异物放电故障的特点进行总结，并进一步提出针对异物产生的防范措施，有利于从源头上消除异物隐患。

关键词：220 kV GIS隔离开关；对地放电；故障案例引言近年来，随着国家经济的快速发展，对电力供应提出了更大的需求，因此电网的规模也愈发壮大，由于土地资源的紧张，新建的110kV 及以上电压等级的变电站主要以GIS站为主。

电力系统2020.8 电力系统装备丨53Electric System2020年第8期2020 No.8电力系统装备Electric Power System Equipment1 局部放电重症云监护技术研究现状GIS 作为变电站重要的电力设备，其可靠运行是电力系统稳定运行的有力保障。

为了保证GIS 设备安全可靠运行，各地电力部门对GIS 进行持续带电检测。

对带电检测过程中发现的GIS 设备内部发生局部放电的问题，电力部门提出对GIS 进行重症监护的要求。

随着科技的飞速发展，移动通讯技术和云技术运用趋于成熟，建立基于云监护技术的GIS 重症监护系统成为可能。

2 GIS 局部放电重症云监护技术的应用安徽芜湖瑞丰变电站工作人员对110 kV 瑞奇线GIS 设备巡检时，发现该段GIS 设备有早期局部放电悬浮电位放电特征，为实时监测局放信号变化情况，避免GIS 突发故障，决定在该段GIS 设备安装一套GIS 局部放电重症监护装置。

2.1 GIS 局部放电重症云监护技术方案论证在重症监护段GIS 盆式绝缘子上安装特高频（UHF ）传感器，特高频传感器将所检测到的局部放电信号经高频同轴电缆传输至局部放电采集前端装置，进行模拟滤波、数字滤波、信号放大、局部放电图谱化、局部放电系统自诊断等处理，并将处理后的数字化局部放电信号通过4G 无线网络的方式，上传至阿里云端数据库。

监测系统软件获取阿里云端数据库中的局部放电数据，并将其可视化呈现局部放电监测结果。

GIS 局部放电重症云监护技术方案的系统组成如图1所示。

特高频传感器局部放电采集前端装置特高频传感器特高频传感器云端数据库PC/移动端图1　GIS 局部放电重症云监护技术方案的系统组成采用多个特高频传感器通过高频同轴电缆与局部放电采集前端装置相连的方式，将数据先传输至局部放电采集前端装置进行统一化数据处理，后在云端数据库进行局放数据图谱的最终显示，便于对特高频传感器采集局放数据统一管控，提高了资源利用率；避免采用每个特高频传感器分别相连一个数据处理装置，再将监测的局放数据送至云端数据库的方式增加云端数据库的使用负荷。

220 kV电缆GIS终端局部放电联合检测技术应用研究发布时间：2022-10-11T08:38:55.278Z 来源：《中国科技信息》2022年6月11期作者：姚达[导读] 本文主要探讨220kV电缆GIS终端局部放电联合检测技术应用，姚达国网湖南省电力有限公司超高压变电公司湖南长沙 430000摘要：本文主要探讨220kV电缆GIS终端局部放电联合检测技术应用，文章中讨论了电缆GIS终端局部放电的危害，并且结合理论和实践讨论了220kV电缆GIS终端局部放电超声波与探伤联合检测技术及其应用方法，并且从实践中验证了该方法的应用效果，证明本文提出的超声波检测技术具有良好的作用。

关键词：220kV；电缆GIS终端；局部放电220kV电缆GIS终端是缆线模块的重要组成部分，对于电力缆线而言具有安全保护作用。

通过实践调查发现，220kV电缆GIS终端在应用过程中，局部放电问题是比较常见的问题，直接影响终端运行，同时也会造成一定的安全影响。

因此，电力部门提出尽快研发应用220kV电缆GIS终端局部放电检测技术，利用检测技术精准检测放电问题，并且实施有效地预防和处理，从而减少局部放电故障。

1.GIS终端局部放电危害分析GIS终端局部放电具体是指终端绝缘部分由于外加电压因素而导致局部放电。

同时局部放电也未在放电区域形成特殊的放电通道。

因此，出现局部放电之后，会对GIS终端造成不良影响。

如，GIS终端在出现局部放电之后，会对GIS终端的绝缘部分造成严重的影响。

绝缘表面出现电压后者电流后，会对绝缘性质造成伤害，终端的绝缘强度开始缓慢下降，而长期放电问题，将会导致终端的绝缘性能逐渐消失，最终也会影响到设备工作运行。

因此，针对此种情况，首先需要建立220kV电缆GIS终端局部放电检测技术，利用合理的检测技术，确认是否出现放电问题，才可以保证后续地处理工作良好完成。

2.220kV电缆GIS终端局部放电检测技术应用分析220kV电缆GIS终端局部放电检测技术研究已经引起了电力企业重视。

GIS设备特高频局放检测及定位方法的现场应用摘要：GIS在目前的社会生活实践中有着非常广泛的利用，在电力系统中发挥着重要的价值，所以在实践中需要对GIS设备的具体应用做分析。

在实践中，为了对GIS设备的运行状态以及性能做分析与理解，需要通过局放检测进行确定。

在局放检测技术的具体利用中，不同技术的应用会有不同的效果，而且技术优势差异巨大，最终的应用效果表现也比较的突出，因此在实践中对具体的检测技术以及技术的现场应用进行分析有突出的现实意义。

文章分析研究GIS设备特高频局放检测以及定位方法的现场使用，旨在为实践工作开展提供帮助与指导。

关键词：GIS设备；局放检测；定位方法高压输电线路建设对电力高效率、高质量输送有显著的意义，所以在技术进步的大环境下，高压输电线路的建设越来越频繁。

就高压输电线路建设实践来看，其中利用到的一种重要设备便是GIS设备，这种设备在应用实践中有着比较小的占地面积，可靠性突出，维护工作量比较少，因此受到了高压输电领域青睐，被大量使用[1]。

就GIS设备的具体应用来看，因为在制造和装配的过程中存在着一些工艺方面的问题，所以设备有显著的内部缺陷，这种缺陷会导致电压升高的时候引发局部电场强度的急剧增大，从而造成局部放电情况，因此在实践中为了保证GIS设备的稳定、有效利用，需要对其进行局放检测。

特高频检测方法在实践中具有比较高的灵敏度、且有突出的现场抗干扰能力，因此在确定设备问题方面有突出效果，所以利用特高频局放检测方法进行问题定位有突出的现实价值。

一、GIS设备特高频检测原理以及定位技术分析就GIS设备的局放检测实践来看，利用特高频检测技术和定位方法进行设备的整体性检测，并就问题做定位，这对于GIS设备的科学、有效、质量化应用有突出的价值。

对GIS设备的特高频检测原理以及定位技术等做分析与讨论，这对于实践工作开展来讲有显著的价值。

1.特高频检测技术明确特高频检测技术的相关原理，这对于特高频检测技术的实际应用来讲有重要的意义。

GIS局部放电检测及故障处理气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS）是一种集联络、掌握、测量和爱护于一体的高度集成化开关电器。

GIS 具有设备占地面积小、防火性能良好，运行过程中平安性、牢靠性高、日常维护的工作量少等优势。

近几年来，随着社会的进展，对电能质量的要求也越来越高，同时对GIS 设备平安运行的要求也相应提高。

GIS 中绝缘老化的一个重要因素是由于局部放电，而通过对设备进行局部放电检测成为评定绝缘状态的重要手段。

下面就GIS 设备局部放电检测技术及故障进行分析。

1 GIS 局部放电检测的方法概述目前，有关局部放电检测的方法有：电测法、非电测法。

电测法又包括：超声波检测方法、脉冲电流检测方法（ERA）、高频检测方法（HF）、甚高频检测方法（VHF）、超高频检测方法（UHF）。

而非电测法有：光测法、声测法、化学法，在这些非电测法中，声测法由于检测时所用声学传感器不同被分为超声波法及震惊法。

在电测法中，超声波检测方法、脉冲电流检测方法及超高频检测方法是目前最常用的检测方法。

1.1 超声波检测方法超声波检测方法可以在GIS 外壳上直接安装传感器，不必在GIS 内提前装置，同时还可以沿着GIS 移动手持传感器，逐点查找消失故障的部位。

这种检测方法和超高频检测方法比较，对传感器要求明显降低，便利了工作人员进行设备管理维护。

另外，超声波检测法预防外部干扰的力量较强，直接通过触发方式、触发阈值、信号频带的设置进行性能提升。

1.2 脉冲电流检测方法脉冲电流检测方法作为IEC270 中推举的一种传统检测方法，虽然可以对局部的放电水平进行定量性检测，但却没有局部放电现场的抗干扰力量，所以这种检测方法通常适用于局部放电测量的试验室检测中。

1.3 超高频检测方法超高频检测方法中系统频率掌握在为0.3 ~ 3GHz 以内，而通常外部电晕频率小于200MHz,因此应用超高频检测方法对局部放电进行测量，不会受到电晕放电的影响。