局部放電測(cè)試儀：指絕緣結(jié)構(gòu)中由于電場(chǎng)分布不均勻、局部電場(chǎng)過(guò)高而導(dǎo)致的絕緣介質(zhì)中局部范圍內(nèi)的放電或擊穿現(xiàn)象。

存在的范圍：它可能產(chǎn)生在固體絕緣孔隙中、液體絕緣氣泡中或不同介質(zhì)特性的絕緣層間。如果電場(chǎng)強(qiáng)度高于介質(zhì)所具有的特定值，也可能發(fā)生在液體或固體絕緣中。

局部放電測(cè)試儀的檢測(cè)都是以局部放電測(cè)試儀所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象為依據(jù)，通過(guò)能表述該現(xiàn)象的物理量來(lái)表征局部放電測(cè)試儀的狀態(tài)及特性。

局部放電測(cè)試儀過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電脈沖、電磁輻射、超聲波、光以及一些新的生成物，并引起局部過(guò)熱。因此，相應(yīng)地出現(xiàn)了脈沖電流檢測(cè)法、UHF方法、超聲波檢測(cè)法、光測(cè)法、化學(xué)檢測(cè)法、紅外檢測(cè)法等多種檢測(cè)方法。

不同檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)如下：

脈沖電流檢測(cè)法：測(cè)量頻率低，不能避開(kāi)空氣電暈干擾，不適合在線監(jiān)測(cè)，是目前wei一具有標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方法；

超聲波檢測(cè)法：難以定量，且不易區(qū)分運(yùn)行中設(shè)備干擾信號(hào)；

光測(cè)法：尚未成熟；

紅外檢測(cè)法：適用檢測(cè)設(shè)備外部接線端等過(guò)熱現(xiàn)象，不易監(jiān)測(cè)運(yùn)行中設(shè)備內(nèi)部狀況；

化學(xué)檢測(cè)法：在線監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠性高，但對(duì)突發(fā)性故障反應(yīng)較慢；

UHF方法：檢測(cè)頻帶高，可避開(kāi)電暈干擾；能反映放電的強(qiáng)度，對(duì)突發(fā)性故障也能及時(shí)反應(yīng)，適合在線監(jiān)測(cè)。

總的來(lái)說(shuō)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，目前對(duì)于特高頻法和超聲波法比較認(rèn)可，也是現(xiàn)場(chǎng)常用的兩種檢測(cè)方法。

特高頻檢測(cè)方法

UHF信號(hào)的產(chǎn)生：在絕緣強(qiáng)度很高的介質(zhì)中（如SF6氣體、油紙絕緣等），如果發(fā)生了一個(gè)微小放電，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)前沿很陡的電流脈沖，從而輻射出高頻電磁波信號(hào)，信號(hào)頻率可達(dá)到上GHz。特高頻法的抗干擾性能好，特別是對(duì)變電站的電暈干擾具有良好的抑制能力。

對(duì)于特高頻法，目前尚未有專(zhuān)門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)，IEC42478（高電壓試驗(yàn)技術(shù)-局部放電測(cè)試儀的電磁波和超聲波檢測(cè)）是有IECTC42工作組制定的一個(gè)與特高頻檢測(cè)相關(guān)的草案，目前還在制定過(guò)程中，還未正式發(fā)布。

該草案對(duì)定義了電磁波和超聲波檢測(cè)的頻帶范圍（UHF：300MHz~3GHz），給出了相關(guān)物理定義，簡(jiǎn)單給出了靈敏度校驗(yàn)過(guò)程。但未給出但還重要的內(nèi)容，如檢測(cè)方法的選擇、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用等尚在制定當(dāng)中

對(duì)于檢測(cè)而言，窄帶和寬帶是應(yīng)用較多的兩種方法。

窄帶：

優(yōu)點(diǎn)：抗干擾性能好，可進(jìn)行檢測(cè)頻帶的人工（自動(dòng)）選擇

缺點(diǎn)：信息量少，硬件復(fù)雜

代表：西安交通大學(xué)

寬帶

優(yōu)點(diǎn)：信息量大，硬件簡(jiǎn)單

缺點(diǎn)：抗干擾性能差，特別是高頻干擾

代表：英國(guó)DMS

特高頻窄帶測(cè)量的中心頻率通常為幾百M(fèi)Hz、帶寬為幾十MHz，避開(kāi)了現(xiàn)場(chǎng)的許多干擾，因而能較有效地抑制外部干擾和提高信噪比。如圖1所示

窄帶檢測(cè)系統(tǒng)則選擇整個(gè)檢測(cè)頻帶之內(nèi)的某一段頻帶送入檢測(cè)系統(tǒng)，如圖所示，以選擇中心頻率為600MHz，帶寬為100MHz為例，則送入檢測(cè)系統(tǒng)的頻帶為550MHz~650MHz，這樣可以將此頻帶之外的干擾信號(hào)有效抑制，從而達(dá)到抗干擾的目的。

采用特高頻寬帶局部放電測(cè)試儀檢測(cè)技術(shù)可以在足夠?qū)挼念l率范圍內(nèi)對(duì)局部放電測(cè)試儀進(jìn)行檢測(cè)，避免遺漏放電特征峰。

如圖所示，寬帶檢測(cè)將檢測(cè)頻帶之內(nèi)的所有信號(hào)都送入檢測(cè)系統(tǒng)，這樣信息量大，但如果有檢測(cè)頻帶之內(nèi)的干擾信號(hào)，會(huì)造成信噪比低，影響后續(xù)的分析。

傳感器是局放檢測(cè)的一個(gè)關(guān)鍵部件，特高頻傳感器的基本要求：傳感300MHz~3GHz內(nèi)的電磁波信號(hào)。安裝要求：適合于現(xiàn)場(chǎng)使用。

對(duì)GIS而言有兩種方式：內(nèi)置和外置。。

內(nèi)置：靈敏，但須GIS制造廠設(shè)計(jì)，停電安裝。

外置：不如內(nèi)置靈敏，但可在線安裝。

對(duì)于傳感器的一個(gè)基本要求是不能畸變?cè)O(shè)備原有電場(chǎng)。

現(xiàn)場(chǎng)靈敏度校核方法

現(xiàn)場(chǎng)工作人員希望得到特高頻檢測(cè)月傳統(tǒng)檢測(cè)方法之間的lian系，即用特高頻檢測(cè)結(jié)果表征pC值。但目前的研究結(jié)果表明，國(guó)內(nèi)外學(xué)者都認(rèn)為其與脈沖電流法隸屬于兩個(gè)不同的物理方法，兩者之間不存在明確的等效關(guān)系。

GIS中特高頻信號(hào)的檢測(cè)依賴(lài)因素很多，如傳感器特性，缺陷與傳感器位置之間的路徑（傳感器布置及距離）等。此外，檢測(cè)結(jié)果還受檢測(cè)設(shè)備的影響，如傳輸電纜、放大器、頻譜分析儀及傳感器安裝位置等，而且缺陷處放電的放電量也很難準(zhǔn)確獲得。因此，目前認(rèn)為適合于IEC60270標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)定，對(duì)于特高頻測(cè)量系統(tǒng)而言幾乎是不可能的。

出于工程實(shí)際應(yīng)用的目的，IEC和CIGRE（WGD1.25）提出了確定特高頻檢測(cè)系統(tǒng)靈敏度的流程和方法。

該方法分兩個(gè)步驟：

步驟1：實(shí)驗(yàn)室測(cè)試

步驟2：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

校驗(yàn)流程為：

1、確定人工脈沖源及缺陷。人工脈沖源幅值可調(diào)，缺陷可采用金屬微粒。

2、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。確定與5pC放電相當(dāng)?shù)娜斯っ}沖源幅值。

3、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。確定現(xiàn)場(chǎng)是否可檢測(cè)到相當(dāng)于5pC放電的電磁波信號(hào)。

4、根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果，確定靈敏度。

步驟1：實(shí)驗(yàn)室測(cè)試

實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的目的是確定與真實(shí)缺陷相關(guān)的人工脈沖的幅值，人工脈沖會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)使用。步驟1的試驗(yàn)裝置如圖4所示。

一個(gè)人工缺陷設(shè)置在GIS間隔中靠近特高頻傳感器C1的位置。當(dāng)電壓升高到足夠高時(shí)，缺陷就會(huì)發(fā)生放電。缺陷放電產(chǎn)生的放電量可以通過(guò)IEC60270方法進(jìn)行檢測(cè)得到。缺陷放電產(chǎn)生的特高頻信號(hào)通過(guò)特高頻傳感器C2檢測(cè)到，當(dāng)IEC60270方法檢測(cè)到放電量為5pC的時(shí)候，記錄此時(shí)C2檢測(cè)到的特高頻信號(hào)A，這個(gè)特高頻信號(hào)幅值A(chǔ)將會(huì)在下面的步驟中與人工脈沖信號(hào)進(jìn)行比較。

將人工脈沖注入傳感器C1，如圖5所示。

人工脈沖產(chǎn)生的特高頻信號(hào)可以被傳感器C2進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)到的幅值B同人工缺陷產(chǎn)生時(shí)檢測(cè)到的幅值A(chǔ)進(jìn)行比較。不斷調(diào)節(jié)人工脈沖的幅值，直到A和B的值基本相等，即A=B±20%。

例如對(duì)于一個(gè)420kV的封閉直立GIS間隔，當(dāng)外加電壓為385kV時(shí)，一個(gè)長(zhǎng)度為3mm的金屬微粒會(huì)產(chǎn)生約5pC的放電量。其缺陷所產(chǎn)生的信號(hào)和人工脈沖源所產(chǎn)生信號(hào)的頻譜比較如圖6所示。

可以看出，在低于1.5GHz以下的頻段，這兩個(gè)信號(hào)的頻譜分布是很類(lèi)似的，包括幅值信息。在300MHz~1.5GHz范圍內(nèi)，其幅值誤差在4%以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足要求。因此可以認(rèn)為該人工脈沖可以模擬一個(gè)放電量為5pC的缺陷輻射出的電磁波信號(hào)。

步驟2：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

如果人工脈沖激發(fā)的特高頻信號(hào)能夠在被校核設(shè)備傳感器耦合得到，那么認(rèn)為這個(gè)設(shè)備在這個(gè)安裝位置是具有5pC的檢測(cè)靈敏度。

可以看出，對(duì)于這種靈敏度校核方法而言，主要是校驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)安裝在GIS現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，其是否具有可檢測(cè)到5pC放電量的能力，或者是在那些范圍內(nèi)可以檢測(cè)到5pC放電水平的能力。由于在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)均采用相同的傳感器，其本質(zhì)上是對(duì)其安裝位置的校驗(yàn)，而無(wú)法對(duì)測(cè)量系統(tǒng)本身的靈敏性進(jìn)行校驗(yàn)。但如果采用一個(gè)得到認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)傳感器及檢測(cè)裝置時(shí)，則可對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)本身進(jìn)行校核。

盡管可以通過(guò)校驗(yàn)來(lái)確定檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)靈敏度，但對(duì)于不同的檢測(cè)方法，還是使用其自身的單位為好，不要糾結(jié)于和pC的對(duì)應(yīng)，畢竟不同的檢測(cè)方法所產(chǎn)生的物理機(jī)制不一樣。

超聲波檢測(cè)法

大電網(wǎng)CIGRE認(rèn)為聲發(fā)射檢測(cè)方法(又稱(chēng)超聲方法)與特高頻檢測(cè)方法均適用于GIS局部放電測(cè)試儀測(cè)量，二者均具有很好的靈敏度。但對(duì)于超聲波檢測(cè)而言，對(duì)于盆式絕緣子表面類(lèi)型的放電目前認(rèn)為檢測(cè)靈敏度很低，甚至檢測(cè)不到。