附录一高频局部放电检测标准
附录二高频局部放电检测典型图谱放电类型图谱类型图谱特征
电晕放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形
单个脉冲频域波形
内部放电相位图谱分类图谱单个脉冲时域波形
单个脉冲频
域波形
相位图谱沿面放电
分类图谱
附录三GIS超高频局部放电检测典型图谱
定义：
1、单周期检测数据：
检测一个50Hz周期局部放电的峰值与相位角。
2、峰值检测数据：
检测50Hz周期的相位角与局部放电信号的峰值和放电速率的关系。
3、PRPD检测数据
获取局部放电信号峰值时，数据显示不同大小峰值的局部放电信号个数与50Hz周期相位角的关系。
GIS超高频局部放电典型图谱：
电晕放电
单周期检测图谱
峰值检测图谱
PRPD检测图谱
自由金属颗粒放电单周期检测图谱
峰值检测图谱
PRPD检测图谱
对电缆局部放电定位方法的探讨与研究 发表时间：2016-10-08T13:17:06.183Z 来源：《电力设备》2016年第13期作者：文胜格 [导读] 总结各个方法的特点，并有针对性的提出建设性意见，以促进缆局部放电检测方法的正确选用。 （广州南方电力技术工程有限公司 510000） 摘要：近年来电缆局部放电的测量技术发展较快，方法较多，本文对当下局部放电检测的部分方法进行分析和对比，总结各个方法的特点，并有针对性的提出建设性意见，以促进缆局部放电检测方法的正确选用。 关键词：电缆；局部放电；定位 1 电力电缆局部放电的原因 局部放电指的是在电场发挥作用的情况下，电力设备中只有部分位置出现放电现象，但导体并没有被电压击穿形成放电通道，也就是击穿的情况还没有发生。局部放电出现的主要的原因是电介质的分布不均匀，绝缘体各个部位所处的电场强度不一，一些位置出现的电场强度达到了击穿场强的程度，就会导致放电的情况发生，但其他部分仍然具备绝缘性能。电气产品当中的固、液绝缘体在制作的过程中不可能处于非常致密的状态，其中就会有一些杂质，这些杂质就是一些碎粉、气泡等。制作的过程中造成绝缘老化的现象，而另一些则是在使用的过程就导致了老化的情况出现。这些杂物的电导和介电常数和一般的绝缘物之间存在差异，在外部电压的作用下，就会获得相对更高的场强。在外部电压持续升高到一定程度之后，这些杂物的场强就会比附近的场强高，这个部位就会出现局部放电的情况。 2 电力电缆局部放电定位方法分析 2.1 光学方法 迈克尔逊干涉法是一种使用光学手段处理局部放电的方法。这种检测方法当中主要由光源、光纤绕圈传感器和光纤耦合器等部分组成。整个系统的光源首先发射出两道光，其中一道在信号臂光纤之中运行，另外一道则在参考臂光纤之中运行，超声波对前者光纤的绕圈探头发挥作用，另外一个耦合器就会将两道光实施重复性的耦合，两道光开始互相干扰，随后顺着光纤原路回到光敏元件之中，进而得到电信号，在对信号进行调试之后，对检测得到的外部放电信息进行还原破解。光学传感器作为一种正在研究中的新型局放传感器，具有灵敏度高、传输距离远、无需供电、光性佳、损耗低等优点，是一种很有前途的传感器。问题就是其灵敏度不足、无法抵御来自多个方向的干扰，由于其安装复杂、传输所用的保偏光纤价格高等原因，离实际应用还有一定的距离。具体过程见图1。 图1 迈克尔逊干涉超声—光检测系统 2.2 差分法 差分法是日本最开始研究出的一种方式，其基本原理见下图，使用两块金属箔专用的粘合剂, 将其黏在电缆中部接头两边的金属屏蔽层之上，无需接触电缆或接头内部的任何部件，故不影响原有的绝缘性能，而且安装也很简单，适用于现场及在线监测。金属箔与屏蔽层之间就可以形成差不多2000pF 的等效电容。然后将其个电阻值为50Ω 的电阻放置在两块箔之间，在上述电容的支持下，就可以形成一个检测回路。如果电缆中的某个部分出现放电，电力产生的信号和绝缘层的等效电容就发生耦合效应，回路就会出现电流，电阻就能捕捉相应的信号。可能检测时受到环境因素影响，环境湿度和周围电器的使用都可能对金属箔稳定性产生影响，并且易受外界电磁噪声干扰，所以必须保证检测环境的良好。 图2 差分法检测构成和原理图 2.3 方向耦合 方向耦合传感器在使用和安装的过程中需要将其安装电缆的外半导体层和金属屏蔽层之间，并且在电缆接头两侧都安置方向耦合器。如果电缆中存在局部放电情况，其信号就会在其中存在传输的状况，于是在等效电容和线圈之中就可以检测到脉冲信号。如果只有A 点和C 点检测到脉冲，说明接头左侧有局部放电故障；B 点和C 点检测到脉冲就说明是接头处有局部放电故障；如果B 点和D 点检测到脉冲就说
电缆线路局部放电缺陷检测典型案例 （第一版） 案例1：高频局放检测发现10kV电缆终端局部放电 （1）案例经过 2010年5月6日，利用大尺径钳形高频电流传感器配Techimp公司PDchenk 局放仪，在某分界小室内的10kV电缆终端进行了普测，发现1-1路电缆终端存在局部放电信号，随后对不同检测位置所得结果进行对比分析，初步判断不同位置所得信号属于同一处放电产生的局放信号，判断为电缆终端存在局放信号。 2010年6月1日通过与相关部门协调对其电缆终端进行更换，更换后复测异常局放信号消失。更换下来的电缆终端经解体分析发现其制作工艺不良，是造成局放的主要原因。 （2）检测分析方法 测试系统主机和软件采用局放在线检测系统，采用电磁耦合方法作为大尺径高频传感器的后台。 信号采集单元主要有高频检测通道、同步输入及通信接口。高频检测通道共有3个，同时接收三相接地线或交叉互联线上采集的局部放电信号，采样频率为100 MHz，带宽为16 kHz~30 MHz，满足局部放电测试要求。同步输入端口接收从电缆本体上采集的参考相位信号，通过光纤、光电转换器与电脑的RS232串口通信，将主机中的数据传送至电脑中，从而对信号进行分离、分类及放电模式识别。 利用局部放电测试系统，在实验电缆中心导体处注入图1-1的脉冲信号，此传感器可直接套在电缆屏蔽层外提取泄漏出来的电磁波信号，在电缆中心导体处注入脉冲信号，耦合到的信号如图1-2所示。 图1-1 输入5 ns脉冲信号图1-2输入5 ns脉冲信号响应信号 将传感器放置不同距离时耦合的脉冲信号如图1-3所示。距电缆终端不同距离耦合的脉冲信号随其距离的增长而减小（见图1-4），这样就可以判断放电是来
国家电网公司变电检测通用管理规定第2分册特高频局部放电检测细则 国家电网公司 二〇一六年十二月
目录 前言 .................................................................................................................................................................. II 1 检测条件.. (1) 1.1环境要求 (1) 1.2待测设备要求 (1) 1.3人员要求 (1) 1.4安全要求 (1) 1.5仪器要求 (2) 2 检测准备 (2) 3 检测方法 (2) 3.1检测原理图 (3) 3.2检测步骤 (3) 3.3检测验收 (3) 4 检测数据分析与处理 (4) 5 检测原始数据和报告 (4) 5.1原始数据 (4) 5.2检测记录 (4) 附录 A （规范性附录）特高频局部放电检测报告 (5) 附录 B （资料性附录）特高频局部放电传感器放置方法 (6) 附录 C （资料性附录）干扰信号的典型图谱 (7) 附录 D （资料性附录）GIS局部放电的典型图谱 (8) I
前言 为进一步提升公司变电运检管理水平，实现变电管理全公司、全过程、全方位标准化，国网运检部组织26家省公司及中国电科院全面总结公司系统多年来变电设备运维检修管理经验，对现行各项管理规定进行提炼、整合、优化和标准化，以各环节工作和专业分工为对象，编制了国家电网公司变电验收、运维、检测、评价、检修通用管理规定和反事故措施（以下简称“五通一措”）。经反复征求意见，于2017年1月正式发布，用于替代国网总部及省、市公司原有相关变电运检管理规定，适用于公司系统各级单位。 本规定是依据《国家电网公司变电检测通用管理规定》编制的第2分册《特高频局部放电检测细则》，适用于35kV及以上变电站的气体绝缘全封闭组合电器(以下简称GIS)。 本规定由国家电网公司运维检修部负责归口管理和解释。 本规定起草单位：国网北京电力。 本规定主要起草人：郑秀玉、陶诗洋、马锋、李伟、刘弘景、赵静、韩晓昆、张华。 II
局部放电波形分析及图谱 识别 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
局部放电波形分析及图谱识别 一、的波形分析 检测阻抗Zm上的电压（即检测信号）是相当小的，必须经过放大才能使仪器上有明显的指示。经放大器放大后的脉冲信号的峰值可由示波器测量，除此之外，示波器上还可以看出放电发生在工频的什么相位，测定脉冲波形和放电次数，观察整个局部放电的特征。以确定放电的大致部位和性质。示波器可用水平扫描和椭圆扫描。水平扫描时全屏偏转相当于一个周期，并与试验电压同步，以确定脉冲的相位。椭圆扫描也是每扫一周相当于试验电压一个周期。图3-11为两种扫描时屏上波形的示意图。 图3-11 示波器上的显示 在局部放电试验时，除绝缘内部可能产生局部放电外，引线的联接，电接触以及日光灯，高压电极的电晕等，也可能会影响局部放电的波形。为此，要区别绝缘内部的局部放电与其他干扰的波形，图3-12就是几种典型的波形。 （a）高压极产生的电晕（b）介质中的空穴放电 （c）靠近高压电极的空穴放电（d）电接触噪音 图3-12 典型放电的示波图 二、局部放电的图谱识别 图3-13为不同类型的局部放电示波图，示波图是在接近起始电压时得到的。 其中图（a）、（b）、（c）、（d）为局部放电的基本图谱，（e）、（f）、（g）为干扰波的基本图谱。
图3-13 接近起始电压时，不同类型局部放电的示波图 （a）中，绝缘结构中仅有一个与电场方向垂直的气隙，放电脉冲叠加于正与负峰之间的位置，对称的两边脉冲幅值及频率基本相等。但有时上下幅值的不对称度3：1仍属正常。放电量与试验电压的关系是起始放电后，放电量增至某一水平时，随试验电压上升放电量保持不变。熄灭电压基本相等或略低于起始电压。 （b）中，绝缘结构内含有各种不同尺寸的气隙，多属浇注绝缘结构。放电脉冲叠加于正及负峰之前的位置，对称的两边脉冲幅值及频率基本相等，但有时上下幅值的不对称度3:1仍属正常。放电刚开始时，放电脉冲尚能分辨，随后电压上升，某些放电脉冲向试验电压的零位方向移动，同时会出现幅值较大的脉冲，脉冲分辨率逐渐下降，直至不能分辨。起始放电后，放电量随电压上升而稳定增长，熄灭电压基本相等或低于起始电压。 （c）中，绝缘结构中仅含有一个气隙位于电极的表面与介质内部气隙的放电响应不同。放电脉冲叠加于电压的正及负峰值之前，两边的幅值不尽对称，幅值大的频率低，幅值小
试 验 研 究 变压器绕组的局部放电定位研究 罗旖旎1，黄超2 （1．长沙电力职业技术学院，湖南长沙410000；2．长沙理工大学电气与信息工程学院， 湖南长沙410076） 摘要：通过ATP－Draw建立了变压器单绕组模型，模拟了局部放电脉冲在绕组中的传播过程，并介绍了基于分段绕组传递函数的局部放电定位方法。 关键词：变压器；绕组；局部放电；传递函数 中图分类号：TM406文献标识码：B文章编号：1001－8425（2009）03－0043－04 Research on Partial Discharge Location in Transformer Winding LUO Yi－ni1,HUANG Chao2 （1．Changsha Vocational＆Technical College of Electricity,Changsha410000,China; 2．Changsha University of Science＆Technology,Changsha410076,China）Abstract：The model of single phase transformer winding is established by ATP－Draw．The propagation process of partial discharge pulses along the windings is simulated．The method of partial discharge location based on the theory of sectional winding transfer functions is introduced． Key words：Transformer；Winding；Partial discharge；Transfer function 1引言 变压器的绝缘状况是影响电力系统安全稳定运行的重要因素，而变压器内部产生的局部放电又是导致绝缘劣化的重要原因，因此，局部放电监测对于变压器的安全运行来说是十分必要的。 笔者通过ATP－Draw建立单绕组模型，模拟了局部放电脉冲的传播，分析了局部放电脉冲的传播特性，如信号能量和幅值衰减、波形畸变和延时等。通过MATLAB程序计算了这些特性与变压器绕组和绝缘结构、脉冲传播的路径和距离存在的关系，并在此基础上进行了研究分析，介绍了基于分段传递函数这一电气定位方法，实现了对变压器单个点局部放电的精确定位。 2仿真分析 随着计算机技术的发展，仿真受到了更多学者们的青睐。由于许多试验是破坏性的、不可逆转的或者是根本无法模拟的，因此无法在现实中进行，而仿真则弥补了这些缺陷。它具有灵活、适应 性强、经济、省时而且能重复进行的特点。为了对变压器局部放电源进行电气定位，需要了解在不同位置发生的放电脉冲沿绕组传播至测量点的变化规律，探求放电位置不同时脉冲传播的差异，利用ATP－Draw仿真软件结合MATLAB能很好地对此进行研究。 2．1建立单绕组模型 变压器绕组实质上是由类似均匀传输线的导线绕制而成，传播局部放电信号的变压器绕组可认为是一个分布参数网络。在ATP－Draw中变压器单绕组模型如图1所示，其中R、L、C、K分别是绕组单位长度的电阻、主电感、对地电容和纵向电容。从图1中可见，该模型由N个相同结构的段落组成，并在 0123N－1 N－2N R L K C y1 y2 x x 图1变压器绕组模型 Fig．1Model of transformer winding 第46卷第3期 2009年3月TRANSFORMER Vol．46 March No．3 2009
精心整理 局部放电波形分析及图谱识别 一、局部放电的波形分析 检测阻抗Zm上的电压（即检测信号）是相当小的，必须经过放大才能使仪器上有明显的指示。经放大器放大后的脉冲信号的峰值可由示波器测量，除此之外，示波器上还可以看出放电发生在工频的什么相位，测定脉冲波形和放电次数，观察整个局部放电的特征。以确定放电的大致部位和性质。示波器可用水平扫描和椭圆扫描。水平扫描时全屏偏转相当于一个周期，并与试验电压同步，以确定脉冲的相位。椭圆扫描也是每扫一周相当于试验电压一个周期。图3-11为两种扫描时屏上波形的示意图。 图3-11示波器上的显示 在局部放电试验时，除绝缘内部可能产生局部放电外，引线的联接，电接触以及日光灯，高压电极的电晕等，也可能会影响局部放电的波形。为此，要区别绝缘内部的局部放电与其他干扰的波形，图3-12就是几种典型的波形。 （a）高压极产生的电晕（b）介质中的空穴放电 （c）靠近高压电极的空穴放电（d）电接触噪音 图3-12典型放电的示波图 二、局部放电的图谱识别 图3-13为不同类型的局部放电示波图，示波图是在接近起始电压时得到的。 其中图（a）、（b）、（c）、（d）为局部放电的基本图谱，（e）、（f）、（g）为干扰波的基本图谱。
图3-13接近起始电压时，不同类型局部放电的示波图 （a）中，绝缘结构中仅有一个与电场方向垂直的气隙，放电脉冲叠加于正与负峰之间的位置，对称的两边脉冲幅值及频率基本相等。但有时上下幅值的不对称度3：1仍属正常。放电量与试验电压的关系是起始放电后，放电量增至某一水平时，随试验电压上升放电量保持不变。熄灭电压基本相等或略低于起始电压。 （b）中，绝缘结构内含有各种不同尺寸的气隙，多属浇注绝缘结构。放电脉冲叠加于正及负峰之前的位置，对称的两边脉冲幅值及频率基本相等，但有时上下幅值的不对称度3:1仍属正常。放电刚开始时，放电脉冲尚能分辨，随后电压上升，某些放电脉冲向试验电压的零位方向移动，同时会出现幅值较大的脉冲，脉冲分辨率逐渐下降，直至不能分辨。起始放电后，放电量随电压上升而稳定增长，熄灭电压基本相等或低于起始电压。 （c）中，绝缘结构中仅含有一个气隙位于电极的表面与介质内部气隙的放电响应不同。放电脉冲叠加于电压的正及负峰值之前，两边的幅值不尽对称，幅值大的频率低，幅值小的频率高。两幅值之比通常大于3：1，有时达10：1。总的放电响应能分辨出。放电一旦起始，放电量基本不变，与电压上升无关。熄灭电压等于或略低于起始电压。 （d）中，(1)一簇不同尺寸的气隙位于电极的表面，但属封闭型；(2)电极与绝缘介质的表面放电气隙不是封闭的。放电脉冲叠加于电压的止及负峰值之前两边幅值比通常为3:1，有时达10：1。随电压上升，部份脉冲向零位方向移动.放电起始后，脉冲分辨率尚可;继续升压，分辨率下降直至不能分辨。放电起始后放电皇随电压的上升逐渐增大，熄灭电压等于或略低于起始电压。如电压持续时间在10min以后，放电响应会有些变化。
局部放电的波形和识别图谱( 补充件) A1前言 局部放电电气检测的基本原理是在一定的电压下测定试品绝缘结构中局部放电所产生的高频电流脉冲。在实际试验时，应区分并剔除由外界干扰引起的高频脉冲信号，否则，这种假信号将导致检测灵敏度下降和最小可测水平的增加，甚至造成误判断的重后果。 在某一既定的试验环境下，如区别干扰信号，采取若干必要的措施，以保证测试的正确性，就成为一个较重要的问题。目前行之有效的办法是提高试验人员识别干扰波形的能力，正确掌握试品放电的特征、与施加电压及时间的规律。经验表明：判断正确与否在很大程度上取决于测试者的经验。掌握的波形图谱越多，则识别和解决的法也越快越正确。目前，有用计算机进行频谱分析帮助识别，但应用计算机的先决条件同样需要预知各种干扰波和试品放电波形的特征。现根据我国多年来的实际经验和国外曾经发表过的一些图谱，汇编成文，供参考。应该指出，所介绍的放电波形，多属处理成典型化的图形，不可能包含全部可能发生的容。 A2局部放电的干扰、抑制及识别的法
图A1 干扰及其进入试验回路的途径 Tr —试验变压器；C x —被试品；C k —耦合电容器；Z m —测量阻抗； DD —检测仪；M —邻近试验回路的金属物件；U A —电源干扰； U B —接地干扰；U C —经试验回路杂散电容C 耦合产生的干扰； U D —悬浮电位放电产生的干扰；U E —高压各端部电晕放电的干扰； I A —试验变压器的放电干扰；I B —经试验回路杂散电感M 耦合产生的辐 射干扰；I C —耦合电容器放电的干扰 A2.1干扰类型和途径 干扰将会降低局部放电试验的检测灵敏度，试验时，应使干扰水平抑制到最低水平。干扰类型通常有：电源干扰、接地系统干扰、电磁辐射干扰、试验设备各元件的放电干扰及各类接触干扰。这些干扰及其进入试验回路的途径见图A1 。 a. 电源干扰。检测仪及试验变压器所用的电源是与低压配电网相连的，配电网的各种高频信号均能直接产生干扰。因此，通常采用屏蔽式电源隔离变压器及低通滤波器抑制，效果甚好。 b. 接地干扰。试验回路接地式不当，例如两点及以上接地的接地网系统中，各种高频信号会经接地线耦合到试验回路产生干扰。这种干扰一般与试验电压高低无关。试验回路采用一点接地，可降低这种干扰。
局部放电测试方法 随着电力设备电压等级的提高，人们对电力设备运行可靠性提出了更加苛刻的要求。我国近年来110kV以上的大型变压器事故中50％是属正常运行下发生匝间或段间短路造成突发事故，原因也是局部放电所致。局部放电检测作为一种非破坏性试验，越来越得到人们的重视。 虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此，高压绝缘设备都把局部放电的测量列为检查产品质量的重要指标，产品不但在出厂时要做局部放电试验，而且在投入运行之后还要经常进行测量。对电力设备进行局部放电测试是一项重要预防性试验。 根据局部放电产生的各种物理、化学现象，如电荷的交换，发射电磁波、声波、发热、光、产生分解物等，可以有很多测量局部放电的方法。总的来说可分为电测法和非电测法两大类，电测法包括脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等，非电测法包括声测法、光测法、化学检测法和红外热测法等。 一、电测法 局部放电最直接的现象即引起电极间的电荷移动。每一次局部放电都伴有一定数量的电荷通过电介质，引起试样外部电极上的电压变化。另外，每次放电过程持续时间很短，在气隙中一次放电过程在10 ns量级；在油隙中一次放电时间也只有1μs。根据Maxwell电磁理论，如此短持续时间的放电脉冲会产生高频的电磁信号向外辐射。局部放电电检测法即是基于这两个原理。常见的检测方法有脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等。 1．脉冲电流法 脉冲电流法是一种应用最为广泛的局部放电测试方法。脉冲电流法的基本测量回路见图 3-5 。图中C x 代表试品电容，Z m （Z' m ）代表测量阻抗，C k代表耦合电容，它的作用是为 C x与Z m之间提供一个低阻抗的通道。Z代表接在电源与测量回路间的低通滤波器，Z可以让工频电压作用到试品上，但阻止被测的高频脉冲或电源中的高频分量通过。 图3-5（a）为并联测量回路，试验电压U经Z施加于试品C x，测量回路由C k与Z m串联而成，并与C x并联，因此称为并联测量回路。试品上的局部放电脉冲经C k耦合到Z m上，经放大器A送到测量仪器M。这种测量回路适合于试品一端接地的情况，在实际工作中应用较多。 图3-5（b）为串联测量回路，测量阻抗Z m串联接在试品C x低压端与地之间，并经由C k形成放电回路。因此，试品的低压端必须与地绝缘。 图3-5（c）为桥式测量回路，又称平衡测量回路。试品C x与耦合电容C k均与地绝缘，测量阻抗Z m与Z m分别接在C x与C k的低压端与地之间。测量仪器M测量Z m与Z m’上的电压差。
局部放电是指绝缘结构中由于电场分布不均匀、局部场强过高而导致的绝缘介质中局部范围内的放电或击穿现象,是造成绝缘劣化的主要原因,也是劣化的重要征兆和表现形式,与绝缘材料的劣化和击穿密切相关。因此,对局部放电的有效检测对电力设备的安全稳定运行具有重要意义。局部放电的检测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部放电的状态及特性。由于局部放电的过程中会产生电脉冲、电磁辐射、超声波、光以及一些化学生成物,并引起局部过热,相应地出现了脉冲电流法、超高频(UHF)法、超声波法、光测法、化学检测法、红外检测法等多种检测方法。传统的局部放电检测方法,其测量信号的响应频率一般不超过 1 MHz,易受外界干扰的影响,很难用于电力设备的现场检测。同传统的检测方法相比,超高频检测技术具有检测频率高、抗干扰性强和灵敏度高等优点,更适合局部放电在线监测,它通过接收电力变压器局部放电产生的超高频电磁波,实现局部放电的检测。 局部放电测量还有助于发现以SF6气体作为绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS，包括HGIS和罐式断路器等）内部的多种绝缘缺陷，是诊断GIS健康状态的重要手段。在GIS制造、安装、运行和检修的各个环节，凡是具备条件的，都应该进行局部放电检测。 检测原理 电气设备在使用过程中，由于某些原因逐步产生缺陷，在局部出现的微小放电的物理状况。检测局部放电是诊断电力设备绝缘状态的重要办法。 电力变压器内的油纸绝缘，由于自身老化或生产工艺，会导致绝缘缺陷。绝缘缺陷的存在会造成电场不均匀而产生局部放电，使绝缘介质逐步受到侵蚀和损伤，最终导致变压器出现绝缘性故障,造成巨大的经济损失以及人身伤害。所以局部放电的检测对电力变压器有着十分重要的意义。变压器内部的典型局部放电形式有四种，他们分别是油中气隙放电、油纸隔板结构放电、悬浮电极放电和针板电极放电这四种。我们利用超高频法检测变压器内部的局部放电。
浅谈变压器局部放电的定位方法 电力变压器在电力系统整体的运行中扮演着重要的角色，其绝缘强度的高低会直接影响电力系统运行时的安全状态。而引起变压器绝缘劣化的主要原因之一就是局部放电（简称局放）。因此，局部放电定位是变压器状态维修的基础和质量监控的重点项目。 标签：变压器；放电；定位方法 1 电气定位法 局部放电最明显的特征就是产生电脉冲，电脉冲中包含很多可以研究分析的信息，如信号能量幅值的衰减，波形的畸变和延时等。电气定位法的原理是根据放电脉冲在绝缘介质中传播时的参数特性，建立相关的传递函数来确定放电源的空间位置。 （1）行波法。 行波法的主要原理是利用波的时延特性来计算放点源与被测点的距离。局部放电在放电时会产生波形，波形传播开始的瞬间会出现容性分量，需要经过一段时间的时延后，行波分量才到达测量端。根据行波传播的速度，通过测量行波延迟的时间，就可以计算出所求距离，估计出放电源所在位置。 （2）极性法。 极性法的原理是通过比较变压器绕组的不同端子上局部放电信号的极性，如对单相变压器，理论上希望在高、低压绕组的四个端子测到不同极性的局部放电信号，根据不同的极性信号来确定放电位置。但是极性法仅能识别到局部放电源可能存在于变压器绝缘的某个区域。要精确地测出放电的位置，必须利用其他方法。 （3）起始电压法。 假设变压器绕组上的电压分布均匀，令绕组长度为L，绕组两端电位各为UH，UL。 若放电点N离高压端H的距离为x，放电点电压为UN，则有： （UH-UN）/（UN-UL）=x/（1-x）（1.1） 当UN达到起始放电电压UI时，则有： （UH-UI）/（UI-UL）=x/（1-x）（1.2）
局部放电试验 第一节局部放电特性及原理 一、局部放电测试目的及意义 局部放电：是指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，也可发生在其它位置。 局部放电的种类： ①绝缘材料内部放电（固体-空穴；液体-气泡）； ②表面放电； ③高压电极尖端放电。 局部放电的产生：设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷，在高压电场作用下发生重复击穿和熄灭现象-局部放电。 局部放电的特点： ①放电能量很小，短时间内存在不影响电气设备的绝缘强度； ②对绝缘的危害是逐渐加大的，它的发展需要一定时间-累计效应-缺陷扩大-绝缘击穿。 ③对绝缘系统寿命的评估分散性很大。发展时间、局放种类、产生位置、绝缘种类等有关。 ④局部放电试验属非破坏试验。不会造成绝缘损伤。 局部放电测试的目的和意义： 确定试品是否存在放电及放电是否超标,确定局部放电起始和熄灭电压。发现其它绝缘试验不能检查出来的绝缘局部隐形缺陷及故障。 局部放电主要参量： ①局部放电的视在电荷q： 电荷瞬时注入试品两端时,试品两端电压的瞬时变化量与试品局部放电本身所引起的电压瞬变量相等的电荷量,一般用pC(皮库)表示。 ②局部放电试验电压： 按相关规定施加的局部放电试验电压，在此电压下局部放电量不应超过规定的局部放电量值。 ③规定的局部放电量值： 在规定的电压下，对给定的试品，在规程或规范中规定的局部放电参量的数值。 ④局部放电起始电压Ui： 试品两端出现局部放电时，施加在试品两端的电压值。 ⑤局部放电熄灭电压Ui: 试品两端局部放电消失时 的电压值。（理论上比起始电 压低一半，但实际上要低很多 5%-20%甚至更低） 二、局部放电机理： 内部放电：绝缘材料中含有气隙、油隙、杂质等，在电场的作用下会出现介质内部或介质与电极之间的放电。等效原理图：
基于SVM算法的局部放电模式识别 气体绝缘组合电器（Gas Insulated Switchgear）局部放电检测对于保证其安全可靠运行具有重要的意义。为了对变压器故障进行有效诊断，试验设计了4种典型缺陷模型。用超声波法提取局部放电信号，得到局放分布图谱，获得了局放特征参数。根据所提取的特征参数的特点，通过支持向量机（SVM）分类算法对典型缺陷信号进行了模式识别。 标签：超声波法；特征参数；SVM算法；模式识别 引言 变压器作为电力系统中重要的电力设备，是输电网中重要的组成部分，及时的发现其内部故障，对于电网的安全供电，减少经济损失是至关重要的。以前，主要是通过检测绝缘电阻、局部放电等来进行变压器内部的故障诊断情况，这种方法具有局限性，会受到周围环境的影响。超声波法是一种较好的故障检测方法，能够及时准确的对变压器内部的故障进行监测。 用超声波法对变压器缺陷故障引起的局部放电进行检测，得到的信号图谱中含有丰富的局放信息，可以从中提取能充分反映局放信号特征的偏斜度Sk、陡峭度Ku、局部峰点数Pe、互相关系数Cc和放电量Q等特征参数。对统计特征参数进行分析，能够较好的进行典型绝缘缺陷故障的诊断。 基于此，本文通过对变压器内部设置典型绝缘缺陷模型，对其故障进行局放试验，提取出能反映典型缺陷局放信号的特征参数。用SVM算法对典型绝缘缺陷局放信号进行分类，结果表明：SVM分类算法对于GIS内典型缺陷类型具有较高的识别率。 1 SVM算法的原理 1.1 分类器设计 SVM是Vapnik提出的一种建立在统计学习基础上的非线性数据处理方法，其基于“结构风险最小化原理”的独特决策规则能较好的克服传统分类算法“维数灾”和“过拟合”等问题，并且具有很强的泛化能力，在处理二分类和多分类模式识别问题上有着优异表现，因而备受研究人员青睐，目前已开发出LIBSVM、LS-SVMLAB、OSU SVM等诸多软件包。然而，SVM模型参数的选取没有既定的标准，需要很强的经验与技巧。 1.2 SVM算法原理 SVM算法是一种基于数据挖掘技巧的机器学习技术。将SVM应用到分类中去的核心思想陈述如下：
变压器局部放电在线监测装置检验规范 1 范围 本规范规定了变压器局部放电在线监测装置的专项检测项目、检验条件、检验内容及要求和检验结果处理。 本规范适用于变压器局部放电在线监测装置的型式试验、出厂试验、交接试验和运行中试验。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 16927 高电压试验技术 GB 7354-2003 局部放电测量 DL/T 356-2010 局部放电测量仪校准规范 3 检验项目 变压器局部放电在线监测装置专项试验项目包括一致性测试、通用技术条件试验、传感器频响特性检验、系统灵敏度检验、系统有效性检验和抗干扰性能试验。 4 检验条件 除环境影响试验和抗谐波干扰试验之外，其它试验项目应在如下试验环境中进行： a)环境温度：+15?C～+35?C； b)相对湿度：45%～75%； c)大气压力：80kPa～110kPa； d)电源电压：单相220×（1±10%）V； e)电源频率：50Hz±0.1Hz； f)电源波形：正弦波，波形失真度不大于5%； g)标准信号源：标准波形脉冲上升沿(10%~90%上升时间)约为1ns，半波时间为50ns， 幅值稳定度±5%，脉冲重复频率为50-200Hz可调。 对于高压检验试验，还应该满足以下试验条件： 1
a)试品的温度与环境温度应无显著差异； b)试验场所不得有显著的交流或直流外来磁场影响； c)试验场地必须具有单独工作接地和保护接地，设置保护栅栏； d)试品与接地体或邻近物体的距离，应大于试品高压部分与接地部分的最小空气距离 的1.5倍； e)构建吉赫兹横电磁波测量小室（GTEM测量小室）。 5 检验内容及要求 5.1一致性测试 5.1.1通信模型检测 a)检验模型配置文件与IEC 61850标准的变电站配置语言SCL的符合性； b)检验逻辑设备、逻辑节点、数据、数据属性的命名规则及描述与《变压器局部放电 在线监测装置技术规范》中附录A在线监测装置数据通信要求的符合性； c)检验数据集、报告控制块、日志控制块、定值组控制块等的命名规则、描述、定义 位置及数量与《变压器局部放电在线监测装置技术规范》中附录A在线监测装置数据通信要求的符合性。 5.1.2数据传送功能检测 a)通过报告服务，装置应实现遥信、遥测数据的告警、召唤、周期上传； b)通过日志服务，装置应响应综合处理单元查询遥信、遥测数据； c)通过文件服务，装置应实现谱图文件的上传； d)所有遥信、遥测数据应具备品质、时标等信息； e)装置内部的通信网络连接出现中断，应正确报出通信中断。 5.1.3谱图文件格式检测 装置生成的谱图文件应符合《变压器局部放电在线监测装置技术规范》的谱图文件格式要求。 5.1.4时间同步检测 a)装置应采用SNTP协议实现网络对时； b)用于事件时标的时钟同步准确度应为±1ms。 5.1.5通信自恢复能力检测 装置具备通信恢复能力，当物理故障消除后，网络通信应能自动恢复正常，信息传送正
变压器局部放电定位方法综述 发表时间：2019-06-21T10:39:56.610Z 来源：《电力设备》2019年第1期作者：罗秋华 [导读] 摘要：变压器是电力系统中最重要的电气设备之一，变压器的运行状况关系到电力系统是否可以正常、安全的运行本文通过对变压器局部放电的概念，产生的原因，特点等的分析，以及对超声波的特点，传播途径及优缺点的分析。 (桂林君泰福电气有限公司广西桂林 541004) 摘要：变压器是电力系统中最重要的电气设备之一，变压器的运行状况关系到电力系统是否可以正常、安全的运行本文通过对变压器局部放电的概念，产生的原因，特点等的分析，以及对超声波的特点，传播途径及优缺点的分析。本文简单的叙述了用超声波法对局部放电的定位，并且对变压器局部放电定位的其他方面进行简单的分析。。 关键词：变压器，局部放电，定位，超声波法 统计资料表明，变压器故障以绝缘故障为主。绝缘劣化程度不仅取决于放电量的大小，而且还与放电位置密切相关，因此十分必要对变压器内部的放电源给予定位，以便分析判断其内部放电的严重性。此外，在变压器发生放电性故障检修时，也需要局部放电进行定位，以便缩短检修周期，提高检修效率。 一、局部放电的概念 当外加电压在电气设备中产生的场强，足以使绝缘部分区域发生放电，但在放电区域内未形成固定放电通道的这种放电现象，称为局部放电。 二、变压器局部放电检测方法 局部放电是局部过热，电器元件和机械元件老化的预兆。局部放电趋势是随着时间以指数的形式上升。在绝缘结构中产生局部放电时，会伴随产生电脉冲、超声波、电磁辐射、光、化学等反应，并引起局部发热等现象。由于局部放电存在以上特点，故电气设备如何避免局部放电、如何去除局部放电，从而使设备正常安全运行就成为电力设备维护人员最多考虑的事情。为了去除这种潜伏性故障现象，目前针对伴随局部放电而产生的一些电脉冲、超声波、电磁辐射等信号而衍生出很多在线检测局部放电现象的方法。局部放电测量方法总体上可以分为电测法和非电测法两类。 三、电测法 3.1脉冲电流法 脉冲电流法是通过检测阻抗、检测变压器套管末屏接地线、外壳接地线、铁心接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流，获得视在放电量。它是研究最早、应用最广泛的一种检测方法。检测变压器局部放电脉冲的电流传感器通常用罗格夫斯基线圈制成。电流传感器有频率分辨率高、噪音低等特点。脉冲电流法的缺点在于：（1）由于运行现场干扰严重，导致脉冲电流法无法有效应用于在线检测；（2）对于变压器这类具有绕组干扰结构的设备，由于局部放电在绕组内的传播导致脉冲电流法在标定时产生很大的误差；（3）当试样的电容量较大时，受耦合电容的影响，测试仪器的测量灵敏度随着试品的增加而下降；（4）测量频率低，频带窄，包含的信息量少。 3.2无线电干扰法 无线电干扰法在基本测试原理上和脉冲电流法没有本质上的差异，它是采用无线电干扰仪进行局部放电测量，操作比较简单。无线电干扰仪，本质上是一种窄频带调谐选频式仪器（频带从1.25~9.35kHz，中心频带通常取1MHz）。对于气体中放电具有较高的灵敏度，而对于持续时间长的油中放电，检测灵敏度显著下降。 3.3介质损耗法 早期曾利用高压西林电桥或电感比例臂电桥测量介质损耗角正切增量(tan)的办法来检查局部放电，但此法灵敏度太低。后来发展了一种专门用于测量每个周波中的放电电荷及消耗功率的电容电桥，其显示器上扫描得到的平行四边形面积对应于一个周波中的放电能量；其垂直偏移则对应二周波放电量总和。虽灵敏度不高，但因其可直接测量局部放电能量，再则对于脉冲电流法难以响应的辉光放电(非脉冲型放电)或亚辉光放电(上升沿极长)，电桥法则不受其限制，故它在放电量很大的电机的局部放电试验研究中得到应用。 四、非电测法 4.1超声波检测法 超声波检测法检测的是放电时产生的超声波信号。用固定在变压器油箱壁上的超声传感器可以接收到变压器内部局部放电产生的超声波，由此来检测局部放电的大小及位置。由于超声波检测法受到电气的干扰小以及它在局部放电定位上的广泛应用，因此人们对超声法的研究较为深入，近年来，由于声－电换能器效率的提高和电子放大技术的发展，超声波检测法的灵敏度有了较大的提高，尤其是在大容量电容器的局部放电检测方面，其灵敏度甚至高于电脉冲法。该方法具有可以避免电磁干扰的影响；可以方便地定位；在线检测与离线检测的结果相同等优点。 4.2气象色谱检测法 气象色谱检测法是根据局部放电所产生的分解气体来判断局部放电的程度和局部放电的模式。该方法已广泛应用于变压器的油气分析，在指导变压器的安全运行方面取得了一定的成绩，该方法的优点是不受外界电磁干扰的影响，准确度较高。缺点在于油气分离是一个长期的过程，存在很大的时延，对发现早期潜伏性故障较灵敏，不能反映突发性故障；且只能作定性的分析，无法进行定量判断；气体传感器对所检测的气体均敏感，在线提取气体成分存在一定的困难。 4.3超高频检测法 超高频法是通过超高频信号传感器接收局部放电过程辐射的超高频电磁波，实现对局部放电的检测。研究认为：变压器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。试验结果表明：局部放电所辐射的电磁波的频谱特性与局部放电源的几何形状以及放电间隙的绝缘强度有关。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;而放电间隙的绝缘强度比较高时，击穿过程比较快，此时电流脉冲的陡度比较大，辐射高频电磁波的能力比较强。由于超高频法实施中，传感器安置在变压器箱体内，变压器壳体的屏蔽作用，使这一方法的抗干扰能力大大优于目前传统局部放电监测方法，这对于实现变压器局部放电的在线监测是非常有利的。并且超高频频段丰富，信息量大，灵敏度高。
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
高压电气设备的局部放电 测量和定位技术 高生 1．局部放电测量方法 2．局部放电测试系统的校正方法 3．局部放电测试系统的干扰与抑制 3.1 与试验电压无关的干扰（空间干扰） 这种与试验电压无关的干扰通常称为空间干扰，其干扰脉冲的幅值与施加到试品上的电压的幅值无关，即它不随试验电压的升高或降低发生变化。这种干扰源主要来自电气开关的开关操作、电焊起弧、吊车开动、调频电机的调频脉冲、整流电机的电刷、磨床加工零件时产生的火花、晶闸管整流设备、无线电台发射的电磁波以及各种工业控制设备的干扰等。除部分干扰沿导线由电源侧侵入测试系统外，绝大部分以电磁波的形式由空间侵入局部放电测量系统。 抑制方法： ①试验线路采用滤波器、隔离变、阻波器等抗干扰措施； ②选择合适的滤波通带； ③平衡输入方法； ④天线噪声门控。 3.2 由发电机产生的干扰和由试验电压引发的干扰（电源干扰） 这种干扰的特点是随试验电压的升高而增大，主要是由电源系统和试品周围部分金属部件和绝缘部件产生。如发电机、试验变压器、高压引线、试品端部、高压线路接触不良、试品周围金属件接地不良或根本没有接地、以及较长的电力传输线等。这种干扰的波形特征也不尽相同，但都有一定的相位关系，多数在电压的正半周和负半周的波形不对称。 抑制方法： ①尽量增加高压导线的直径（或采用蛇皮管或薄铜、铝圆筒）； ②对试品端部增加防晕罩； ③试品周围各地线和金属物良好接地； ④试品周围的绝缘物体严禁与金属接地线接触； ⑤在高压线下部的地面上不得有螺钉、螺母、地线头等金属物； ⑥利用局部放电仪的“天线噪声门控”功能消除通过空间传播的干扰； ⑦利用局部放电仪的“极性判别”功能消除通过电源线侵入的干扰。