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高电压设备的局部放电检测与分析引言：随着现代工业的发展，高电压设备在能源、交通、通信等各个领域中得到了广泛的应用。
然而，高电压设备在使用过程中存在着一些潜在的问题，其中之一就是局部放电。
局部放电是一种在高电压设备内部出现的放电现象，它可能导致设备的损坏和事故的发生。
因此，对于高电压设备的局部放电检测与分析显得尤为重要。
本文将对高电压设备的局部放电进行深入的探讨，旨在为相关研究和工程实践提供参考。
一、局部放电的基本原理局部放电是指在电气设备的绝缘系统中，由于绝缘的不完善或因其它原因，使电场强度突破绝缘破坏电场强度，形成放电通道，电场能引起气体分子的电离和激发而发生的放电现象。
它可分为表面放电和体内放电两种形式，分别指绝缘材料表面的局部放电和在绝缘材料内部的局部放电。
二、局部放电的检测方法1. 频域法频域法通过采集信号并对其进行频谱分析来检测局部放电。
其中一种常用的方法是傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，从而得到局部放电的频谱信息。
通过对频谱数据进行处理和分析，可以定位和判断局部放电的位置和程度。
2. 时域法时域法是通过采集信号并对其进行时域分析来检测局部放电。
这种方法通常包括测量和分析局部放电脉冲的幅值、上升时间、下降时间等参数。
通过对这些参数的分析，可以判断局部放电的强度和形式。
3. 超声波法超声波法是一种利用超声波技术来检测和分析局部放电的方法。
它通过将超声波传感器放置在设备上，利用超声波传感器接收到的信号来检测局部放电的存在。
这种方法具有高灵敏度、高分辨率和无损检测等优点，因此被广泛应用于局部放电检测领域。
三、局部放电的分析手段1. 统计学分析统计学分析是一种通过对大量数据进行统计和分析来研究局部放电的性质和规律的方法。
通过对局部放电的参数进行统计学分析，可以了解局部放电的数量、强度和频率等信息，从而判断设备的健康状态和预测设备的寿命。
2. 图像处理分析图像处理分析是一种通过对局部放电产生的图像进行处理和分析来研究局部放电的性质和特点的方法。
特高频法在高压开关柜局部放电带电检测中的应用摘要：在当前的现场工作中，测试人员通过对高压开关柜的现场检测，可以做到在设备保持运行状态的同时，可以发现设备内部各种类型的缺陷。
然后，通过分析不同类型和严重程度的缺陷，可以有效地采取各种措施，以保持设备的稳定运行。
目前，在实时检测领域，应用较多的方法有:瞬态接地电压法(TEV法)、超声波检测法等。
随着经验的积累和时间的推移，测试人员后来发现，有时这两种方法并不能有效地发现放电现象。
经过技术的不断发展，试验人员发现，超高频方法对于高压开关柜局部放电现象的发现和判断也是非常有效的。
关键词：局部放电；高压开关柜；带电检测；应用；高压开关柜作为一种非常常见的电气设备，目前在世界电力系统中得到了广泛的应用。
开关柜内的电气设备经过长时间的运行，如柱式绝缘子、接地开关、电力电缆等，由于磁场、电场等因素的影响，会导致其绝缘老化、强度降低，造成局部放电。
进入21世纪以来，现场检测技术在各个方面得到了广泛的应用，现场检测取代停电检测已成为必然趋势。
一、特高频局部放电检测的原理电力设备局部放电是指电力设备绝缘系统中部分被击穿的电气放电，这种放电可以发生在导体(电极)附近，也可发生在其他位置。
特高频局部放电检测技术是基于探测局部放电所发出的电磁波信号，局部放电过程中将产生很陡的脉冲电流，其快速上升时间小于1 ns，并向四周辐射出频率高达数GHz电磁波。
特高频检测是通过UHF传感器检测特高频电磁波(频率范围300~3 000 MHz)信号，从而获得局部放电信息，通过分析相关信息，给出判断结论。
根据现场设备情况不同，可以采用内置式特高频传感器或外置式传感器。
二、传统高压开关柜带电检测技术的基本原理目前，高压开关柜实验中，应用较为普遍的带电检测试验主要有：暂态地电压局放检测、超声波局放检测。
将两种测试数据与其他背景监测数据相结合，对数据进行整理分析，完成设备评估，延长设备测试周期；如果提前发现了设备的潜在缺陷，就可以针对性的采取相关对策，预防事故，保持设备稳定运行。
高压开关的局部放电检测与分析方法高压开关是电力系统中重要的设备之一，用于控制和切换电流的流向。
然而，在长期使用过程中，高压开关可能会出现局部放电现象，这将对设备的安全运行和电力系统的稳定性造成严重影响。
因此，开发有效的局部放电检测与分析方法对于保障设备安全运行至关重要。
局部放电是指在绝缘系统中出现的局部放电现象，与绝缘材料的电学强度不足或存在缺陷有关。
这种放电现象会伴随着局部能量的释放，在高压开关中容易引发电弧灼损、绝缘击穿和绝缘老化等问题。
因此，及早检测和分析局部放电现象对于保护高压开关和电力设备的完好性至关重要。
一个常用的方法是利用超声波技术进行局部放电检测与分析。
超声波检测技术是通过对表面和内部缺陷的声波反射信号进行分析，来判断材料的缺陷情况。
在高压开关的局部放电检测中，超声波技术可以用来检测和定位局部放电缺陷的位置和大小。
通过分析超声波信号的幅值、相位、频率等参数，可以判断局部放电发生的严重程度，并及时采取相应的措施。
另外，在高压开关的局部放电检测中，还可以利用红外热像仪进行分析。
红外热像仪可以检测材料表面的温度分布，利用热图来发现局部放电引起的局部温升和热异常现象。
通过分析热图，可以准确地定位局部放电缺陷的位置，并判断其严重程度。
这种方法无需接触设备表面，非常方便快捷，可以在设备正常运行时进行检测，不影响设备的正常运行。
此外，高压开关的局部放电检测与分析还可以采用电磁波检测技术。
电磁波检测技术是通过检测电磁波在绝缘材料中的传播情况来判断局部放电现象。
这种方法可以利用高频电磁波的散射和吸收特性来分析绝缘材料中的缺陷情况，从而实现对局部放电的检测和分析。
电磁波检测技术具有高精度、高灵敏度和无损检测等优点，可以有效地检测高压开关中的局部放电缺陷。
总之，高压开关的局部放电检测与分析方法是保障高压开关和电力设备安全运行的重要手段。
超声波技术、红外热像仪和电磁波检测技术都可以作为有效的局部放电检测工具，可以实现对局部放电的定位和评估。
GIS特高频局部放电检测方法总结1.GIS局部放电检测方法概述国内专家研究结果显示1,2：光学检测法、化学检测法、声学检测法、电学检测法共四种方法可以实现GIS局部放电的检测。
但是光学检测法对未知监测点检测难度大，且其灵敏度容易受到环境影响；化学检测法检测时间较长，不能快速检测GIS中局放信号，以上原因严重限制了以上两种方法的应用和普及。
因此，下文将主要针对声学检测法和电学检测法进行对比描述，详见表1.1。
表1.1三种局放检测方法对比特高频(UHF)法检测TEV检测超声检测检测方法种类电学检测法电学检测法声学检测灵敏度0.5pC 5pC <2pC故障定位精确定位,±0.1m 不可以可以适用放电类型各种类型固定颗粒；悬浮物；气隙和裂纹自由移动微粒；悬浮物应用情况广泛早起应用较多广泛从表1.1可以看出，特高频法和超声检测法为当前主流的两种GIS局部放电检测方法。
两种方法不仅适合离线检测，也适用于在线监测系统。
2.特高频法在国内外的应用情况说明国内外有多家企业、研究机构使用特高频法检测GIS、变压器设备总局部放电信号，并完成放电信号类型聚类、分离，故障定位等内容。
其中国外比较有代表性的公司有英国DMS,PSD,omicron等，国内具有代表性的公司包括上海华乘，陕西公众智能等。
国内具有代表性的研究机构包括华北电力，西安交大，清华大学等。
3.特高频法实现方式说明特高频法使用的频段较高——300~1500MHz。
当前的采集系统(ADC)无法覆盖整个频段，从而完成对局放信号的有效采集。
即使采集系统可以对此频段进行有效的采样，但其产生的海量数据给信号处理单元带来巨大挑战。
除此之外，我们主要关心局部放电信号的峰值，放电次数和相位数据，以便完成放电量计算，放电谱图绘制，故障定位等内容。
海量数据中的其他数据都是无用的，即使采集回来也是要被丢弃的。
基于以上原因，在工程实现中，国内外的公司和研究机构通常使用两种方式完成特高频局放信号到低频信号(0~30Mhz)的转换——调频、混频方式和检波方式。
特高频局部放电检测技术知识讲解电力设备的局部放电是一种常见的电气现象，它预示着设备的绝缘状况可能出现问题。
特高频局部放电检测技术是一种先进的检测技术，能够有效地检测和识别电力设备的局部放电。
本文将详细介绍特高频局部放电检测技术的原理、应用及优势。
一、特高频局部放电检测技术原理特高频局部放电检测技术主要利用局部放电产生的电磁波进行检测。
当电力设备发生局部放电时，放电产生的电流会激发出电磁波，这些电磁波的频率通常在数吉赫兹到数百吉赫兹之间。
特高频局部放电检测设备能够捕捉到这些特高频电磁波，并对其进行处理和分析。
二、特高频局部放电检测技术的应用特高频局部放电检测技术在电力设备检测中具有广泛的应用。
例如，它可以用于变压器、电缆、断路器等电力设备的检测。
通过对特高频电磁波的分析，可以判断出设备的绝缘状况，发现潜在的故障，从而预防设备故障的发生。
三、特高频局部放电检测技术的优势特高频局部放电检测技术相比传统的检测方法具有以下优势：1、高灵敏度：特高频局部放电检测技术对局部放电产生的电磁波非常敏感，可以检测到非常微弱的放电信号，从而能够发现潜在的设备故障。
2、宽频带：特高频局部放电检测设备具有宽频带的接收能力，可以接收到的电磁波频率范围很广，从而能够获得更全面的设备信息。
3、抗干扰能力强：特高频局部放电检测技术对噪声的抑制能力较强，可以有效地避免干扰信号对检测结果的影响。
4、非接触式检测：特高频局部放电检测技术可以采用非接触式的方式进行检测，无需接触设备，从而不会对设备的正常运行产生影响。
四、结论特高频局部放电检测技术是一种先进的电力设备检测技术，具有高灵敏度、宽频带、抗干扰能力强和非接触式检测等优势。
通过对电力设备的特高频电磁波进行检测和分析，可以有效地发现潜在的设备故障，预防设备故障的发生。
在未来的电力设备检测中，特高频局部放电检测技术将会发挥越来越重要的作用。
随着电力系统的不断发展，人们对电力设备的安全与稳定性要求越来越高。
0引言气体绝缘金属封闭开关设备（GIS ）具有占地面积小、运行可靠性高、检修维护成本低、受环境影响小等优点，在电力系统得到了广泛的应用。
由于在设计、制造、安装工艺方面的缺陷以及长期运行的原因，GIS 设备内部会存在一系列导致局部放电的因素，主要有高压导体上的突出物、金属外壳上的突出物、浮动电极、自由金属微粒、绝缘子上的微粒、绝缘子中的气泡等。
局部放电的发生会影响设备的绝缘性能和使用寿命，严重时会导致事故的发生[1]。
通过对GIS 运行过程中发生的局部放电进行检测，预先判断出缺陷的位置和故障类型，可有目的地切除故障，大大提高检修的效率和系统稳定性。
目前，应用于GIS 局部放电带电检测中较为成熟的技术有超声波局部放电检测和特高频局部放电检测。
相对超声信号在通过气体和绝缘子时衰减严重以及对绝缘子气泡引起的局部放电不敏感等缺点，特高频法因其抗干扰能力强，检测效率高，检测灵敏度高等优点被广泛用作主要检测手段[2-4]。
1特高频法检测GIS 缺陷1.1特高频法检测原理当GIS 设备内部存在局部放电时,击穿过程很快,会产生很陡的脉冲电流,其上升时间在ns 级，激发出频率高达300~3000MHz 的特高频电磁波信号。
GIS 的同轴结构相当于一个良好的波导，特高频电磁波信号在其内部传播时衰减很小，在经过盆式绝缘子等非金属连接部位时,特高频电磁波信号会向外传播。
特高频局部放电带电检测就是根据局部放电所激发的电磁波的这些特性,利用内置或外置的特高频传感器来接收电磁波信号并对其进行分析,从而判断缺陷类型和进行缺陷定位[5,6]。
特高频法在GIS 局部放电检测与定位上的应用李鲁博1,王荣亮1,宋晓博2（1.国网天津市电力公司检修公司,天津300000；2.国网天津市电力公司电力科学研究院,天津300000）摘要:特高频法因其抗干扰能力强，检测效率高，检测灵敏度高等优点，成为被广泛用作GIS 带电检测的主要手段。
阐述了在GIS 设备中运用特高频法检测的原理和定位方法，结合某内部绝缘缺陷的案例对检测分析和定位过程进行详细介绍，提出了判别缺陷类型的方法和策略，可为相关工作提供参考。
特高频局部放电测试定位方法及应用分析
发表时间：2018-03-15T10:52:34.433Z 来源：《电力设备》2017年第29期作者：高振府周晓辰高起山贾冬明柴天龙[导读] 摘要：特高频局部放电定位的基本方法为幅值法和时差法。
（国网河北省电力公司沧州供电分公司沧州 061000）摘要：特高频局部放电定位的基本方法为幅值法和时差法。
但在实际工作中，普通的幅值法和时差法往往难以有效定位。
针对这一问题，本文提出了以幅值法和时差法为基础衍生出的多种定位方法，并对其相应的特点和实际应用进行了分析，以适应不同的设备结构和运行环境。
关键词：定位；特高频；带电测试；局部放电特高频局部放电测试定位方法主要依据放电信号的强度变化规律和时延规律，分别对应幅值定位法和时差定位法。
在实际现场测试中，由于受设备结构、运行环境等方面因素的限制，传统的幅值法和时差法往往难以有效定位。
针对这一现状，本文在幅值法与时差法的基础上，提出了多种衍生定位方法，并对其相应的现场使用情况进行了分析说明，以克服幅值法和时差法本身存在的缺陷，满足不同测试现场的实际定位需要。
1 基础定位方法 1.1 幅值定位法 1.1.1 方法原理
记录各个测点的信号幅值，测点信号幅值越大，说明测点位置与信号源位置越接近。
1.1.2 实际应用分析 1）检测仪器最好具有多个检测通道，否则受信号稳定性影响较大； 2）若信号源为2个及以上且位于不同位置时，仪器检测到的幅值为多个信号叠加的结果，幅值法的有效性将大大降低； 3）特高频信号幅值随着测点与信号源距离增大，衰减速度较慢，且受测点限制，只能将信号源定位在某一特定区域； 4）当信号源过于强大时，会在很大区域内检测到幅值相当的信号，出现该情况时，可采用调高检测频带或关闭信号增益的办法； 5）幅值法虽然精度较低，易受干扰，但是简单快捷，使用方便，对仪器技术水平要求较低。
1.2 时差定位法 1.
2.1 方法原理
利用信号到达两个传感器的时间差和信号在设备中的传输速度，来计算信号源在两个传感器之间的具体位置。
1.2.2 实际应用分析 1）要求仪器具有很高的数据采集和处理速度，能够显示特高频时域波形； 2）对某些上升沿不是很明显的放电信号不适用，上升沿判断不准确，会造成时间差不准确； 3）时差法精度明显优于幅值法，但对仪器性能要求较高，一般用幅值法定位精度不能满足要求时，才会使用时差法。
4）单纯的使用时差法，难以确定三相共箱设备中信号源的精确位置。
2 衍生定位方法 2.1 平分面定位法 2.1.1 方法原理
该方法为时差法的变种，通过三个平分面的交点，确定放电点的空间位置。
2.1.2 实际应用分析 1）需要利用两个传感器，要求仪器具有很高的数据采集和处理速度，能够显示特高频时域波形； 2）测试中需要反复调整两个传感器的位置，对传感器的安放位置要求较灵活，对全封闭设备会受很大限制； 3）会受到设备结构以及信号源空间位置的影响，在GIS设备特高频定位工作中应用较少。
2.2 直角三角形定位法 2.2.1 方法原理
利用信号源和两个传感器之间，构成一个三角形，然后利用勾股定理求解信号源的具体位置。
2.2.2 实际应用分析 1）该方法可以对实际情况中任意高度的信号源进行精准定位； 2）该方法需要利用两个传感器，要求仪器具有很高的数据采集和处理速度，能够显示特高频时域波形； 3）测试中需要反复调整两个传感器的位置，对传感器的安放位置要求较灵活，对全封闭设备会受较大限制。
2.3 声电联合定位法 2.
3.1 方法原理
以特高频信号和超声波信号之间的时间差，乘以传播时间，得到故障点到达超声波传感器的距离，以此来判断局部放电的位置。
2.3.2 实际应用分析 1）该方法需要同时测量超声波和特高频信号，并且要显示实时波形，要求仪器具有较高的技术水平； 2）该方法主要适用于GIS设备，检测其他设备空间信号来源时，需要计算三个球面，对操作人员要求较高； 3）该方法仅适用于超声波和特高频信号都比较明显的情况； 4）该方法大大弱化了超声信号的上升沿不明显所带来的影响，因此具有很高的定位精度； 5）操作使用过程比较复杂，现场应用不多。
2.4 波形定相法 2.4.1 方法原理
当三相设备同时检测到幅值相近的信号后，观察三相设备的具体信号波形，若其中某相信号的波峰波谷与另外两相正好相反，则该相即为信号源所在相别。
2.4.2 实际应用分析
该方法主要是针对三相共箱的电缆终端，这是由于三相共箱的电缆终端距离很近，信号幅值一般衰减不明显。
该方法应用范围较小，主要是针对GIS设备中三相共箱的电缆终端。
2.5 相位特征定位法
2.5.1 方法原理
该方法仅适用于设备内部尖端电晕放电的情况。
仪器同步后，当电晕放电信号出现在第一象限时，说明信号源位于壳体上。
当电晕放电信号出现在第三象限时，说明信号源在设备导电部分。
2.5.2 实际应用分析
该方法可快速确认电晕放电源位于壳体还是导体，目前大多数仪器同步电源直接或间接取自检修电源，而主变和站变都会差生角差，给准确同步带来误差。
因此必须在同步后进行相应程度的移相或者从设备母线PT上取同步电压信号。
2.6 圆周时差定位法
2.6.1 方法原理
将传感器分别放置在发现异常信号设备壳体的圆周方向多个不同位置，观察信号到达不同传感器之间的时间。
若时间相同，信号源应位于中心导体上；若时间不同，则说明信号源在壳体上。
2.6.2 实际应用分析
该方法是在定位缺陷在某一段罐体内部之后，用于区分缺陷位置是在壳体还是在导体的情况。
该方法不仅仅适用于尖端放电缺陷，对于悬浮放电等其他缺陷也有一定的适用性，而且，该方法不要求仪器准确同步，避免了变压器角差带来的影响。
但要求仪器具备高速数据采样和处理能力。
3 案例分析
2016年06月，工作人员在对某变电站特高频局部放电测试时，发现162间隔附近存在特征明显的异常信号。
由于配备的测试仪技术水平较低，工作人员首先选用幅值法进行异常信号定位，发现162间隔出线电缆终端的异常信号幅值明显大于其他测点。
考虑到该异常信号属于绝缘件内部放电信号类型，且电缆终端附近并无其他绝缘件，初步判定该信号来自162电缆终端。
工作人员采用同步定相法，将仪器进行电压同步后，发现三相电缆终端测试信号相位相同，且B相电缆终端的幅值明显比其他相别要大。
可以判定，该异常信号来自于162间隔B相电缆终端。
经查阅资料发现，该厂家、型号的电缆终端属于充油绝缘型，在生产制作时，厂家抽真空工艺水平未达要求，部分电缆终端充油后内部存在气泡，导致在带电运行后发生内部局部放电现象。
4 结论
本文提出了以幅值法和时差法为基础衍生出的多种定位方法，对其相应的特点和实际应用进行了分析，以满足不同情况下的实际定位需要，并用实际案例详细介绍了定位方法的使用过程。
参考文献：
[1] 彭江,程序,刘明,等.电网设备带电检测技术[M].北京:中国电力出版社,2014：6-28.
[2] 左亚芳,任伟华,左向苗,等. GIS 设备运行维护及故障处理[M].北京:中国电力出版社,2013:1－16.
[3] Q/GDW 11059.2-2013,气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则第二部分特高频法[S].。
