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UHF法在GIS局部放电检测中应用 　　【摘要】传统局部放电检测方法由于其检测信号频率低、易受外界干扰、且需停电，难以应用于现场带电检测。超高频局部放电检测技术优越性已得到国际上的公认，结合广东供电公司现场情况，开发了一套局部放电测试系统，为带电设备运行状况提供了一种准确、有效的检测手段。经超高频法的GIS局部放电检测实验表明系统的实用性，大大提高GIS测试和管理的自动化水平。 　　【关键词】超高频；GIS；局部放电；测试系统；开发 　　1.引言 　　气体绝缘组合电器（gas insulated switchgear，GIS）在电力系统中占有重要地位，因其具有体积小、占地面积少、不受外界环境影响、检修周期长等优点，已经广泛用于高压输变电系统中[1-4]。但是从运行情况来看，事故和障碍仍然不可避免。诊断出GIS设备的隐藏性问题和发展性问题，尽早判断GIS设备的状态，将隐患消除在故障之前，是目前研究的热点[5-8]。根据部分GIS设备运行情况调研和诊断测试手段调研，开展了GIS超高频检测局放项目的研究，研究表明，通过超高频检测法能有效地判断设备的运行状态，对系统的安全运行提供了保证，节省了大量故障后检修费用，提高了系统的用电可靠性。本文在基于超高频法的电气设备局部放电监测系统的基础上，对广东供电公司下属220kV变电站的GIS进行了现场带电监测。 　　2.超高频法基本原理 　　GIS中发生局部放电的时候会激发出具有纳秒级的脉冲陡度，脉冲持续时间也介于1ns～100ns之间，可产生大量的频率在300MHz以上的超高频电磁波信号。而UHF检测技术，则是在300MHz～1500MHz宽频带内接收局部放电所产生的超高频（UHF）电磁脉冲信号。由于这个检测频段很高，可以有效的避免现场的干扰[9-10]。 　　3.UHF局部放电测试系统构成 　　3.1 测试设备及硬件系统构成 　　UHF局部放电监测仪由传感器探头，信号传输线、宽带放大器、电源线圈、带通滤波器、数字示波器和计算机等组成，如图1所示。 　　图1中宽带数字示波器可以用来采集记录和分析采集到的UHF信号。数字示波器以数据文件格式存储数据，并可以进行图谱简单分析和图像存储，并可以通过GPIB通信接口与计算机相连。 　　3.2 软件系统功能和构成 　　计算机与示波器GPIB接口相连，按照通信协议可以接收采集到的数据，进一步进行综合分析和管理。软件系统功能框图如图2所示。 　　整个系统功能上可分为两部分： 　　（1）数据综合分析功能：包括采集到数据预处理、放电位置确定、放电特征提取和放电结果分析等。 　　（2）数据管理功能：包括分析结果存储、修改、查询和删除等，并可以将数据（包括图像）以报表和Excel的形式输出，输出文件的路径由用户自己设置。 　　4.局部放电测试及分析处理 　　4.1 现场测试 　　针对深圳某220kV GIS设备，利用超高频局部放电监测仪对GIS进行了连续监测。 　　测试现场：在变电站现场，对超高频局放传感器布点方案进行实地查勘讨论，最终明确方案如下： 　　本次共明确监测点15处，其中#1主变及I母PT间隔2处；1150间隔4处；母分间隔3处；#2主变及II母PT间隔2处；1224间隔4处； 　　监测装置放置于母分间隔LCP柜与1224间隔LCP柜间；传感器布线长度20米。 　　具体测试布置点如图3如所示。 　　发现异常信号如下：首先对测点1和测点2进行了同步检测，结果如图4所示，对比可见测点1和测点2的信号具有很好的对应性，应当是同源信号。测点1信号强度约为测点2信号强度的3倍，可简单判定放电源在测点1附近，而距测点2相对较远。进一步利用示波器根据3个测点的宽频监测信号，对放电源进行定位，定位结果如图5所示。 　　从图5（a）时差定位结果可看出，测点1信号超前于测点2信号的时差约10ns（3m），可判断放电源位于测点1侧，但由于两个测点的几何距离也约为3m，所以需要确定放电源是在测点1和测点2之间，还是在测点1至出线侧。进一步利用测点1和测点3进行定位，从图5（b）可见，测点3信号超前于测点1信号约2～3ns（约40～60cm），由此可判断放电源在接地刀闸附近。 　　4.2 放电类型分析 　　所得到的放电的相位幅值图谱如图6、7所示。 　　超高频测试多处发现测点1处存在明显放电信号，幅值最大0.79mV，放电明显分布在1、3象限，3象限数据明显较大。经软件分析认为是悬浮放电，如图8。 　　测试员通过现场分析认为：诊断结果为在测点1附近存在较强烈的悬浮放电。 　　4.3 分析结果及建议 　　综合上述，所测到的信号具备了所有GIS内部局部放电的特征，可确定在“母联间隔”的“Ⅱ母线”内A相附近存在内部局部放电，因此计算机给出建议： 　　调整运行方式，将“Ⅱ母线”转入不带