特高频法局部放电检测的优缺点分析

  特高频法局部放电检测，特高频法(UltraHighFrequency， 简称UHF) 是近年发展GIS设备的腔体结构相当于一个良好的同轴波导， 非常有利于起来的一种新的GIS设备局部放电的检测技术。它是利用装设在GIS内部或外部的天线传感器接受局部放电辐射出的300~3000MHz频段的特高频电磁波信号进行局部放电的检测和分电磁波的传播。

  特高频传感器的安装方式目前应用较为广泛的主要有两种：外置式和介质窗口式。外置式传感器将传感器贴在GIS设备盆式或盘式绝缘子的外表面。运行中的GIS内部充有高气压SF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，气体击穿过程很快，将产生很陡的脉冲电流，并向四周辐射出特高频电磁波。依靠绝缘子表面电磁波的泄露进行UHF信号的检测，此方法可带电安装。介质窗口式传感器是将传感器安装在检修手孔或CT端子箱处，此方法需停电安装或在设备出厂时安装。

  UHF检测的特点使其在局部放电检测领域具有其他方法无法比拟的优点，因而在近年来得到了迅速的发展和广泛的应用。局部放电检测仪采用特高频法局部放电检测具有以下优点：

  1、灵敏度高：GIS的同轴结构非常适合特高频电磁信号传播，能够实现良好的检测灵敏度;

  2、抗干扰性好：现场普遍存在的电晕放电的频率范围通常在300MHz以下，并且在空气中传播时衰减很快， 特高频传感器接收UHF频段信号，避开了电网中主要电磁干扰的频率，具有良好的抗电磁干扰能力;

  3、可实现放电定位：根据电磁脉冲信号在GIS内部传播具有衰减的特点，利用传感器接收信号的时差，可以进行故障定位;

  4、检测效率高：UHF传感器检测局部放电的有效检测范围较大，因此需要安装传感器的检测点较少，检测效率高。

  局部放电检测仪采用特高频法虽然有以上诸多优点，但是也存在一定的不足：

  1、难以用特高频信号幅值表征局部放电严重程度：GIS设备局部放电脉冲电流信号辐射出的电磁波信号是宽频信号，越往低频能量越高。对于每种类型的放电，特高频段信号的能量在整个电磁波信号的能量中所占的比例难以确定，因此，特高频信号幅值与视在放电量或实际放电量之间的关系难以确定，难以依据特高频信号幅值来表征设备绝缘状况;

  2、无法实现视在放电量的标定：目前大多数电力工程人员已经习惯于通过视在放电量来反映局局部放电的严重程度，IEC规定的GIS产品出厂标准中， 其局部放电的指标也是通过视在局放量的阈值来规定的。由于UHF法的测量机理与脉冲电流法不同，因此无法进行视在放电量的标定，即使在局放源到传感器之间的传播路径不变的情况下，脉冲电流法的视在放电量与特高频方法所测得的脉冲信号幅值之间也没有确定的对应关系，这就更加大了应用该方法进行局部放电实际放电量预估的难度。

  3、难以检测正在运行的罐式断路器内的局部放电故障：一般对于正在运行的GIS设备， 可带电安装外置式传感器; 但对于户外装的罐式断路器，没有外露的绝缘子，只能将特高频传感器放置在套管底部进行测量，这就大大降低了检测的灵敏度与有效性。