特高频局部放电检测技术

产品简介

局放过程十分迅速，通常为ns级。特高频(Ultra High Frequency，UHF)局部放电检测技术就是通过检测局部放电对外释放的ns级电磁波信号进而实现局部放电检测的目的。

UHF最初是由英国中央电力局(Central Electricity Generating Board，CEGB)提出来的，该方法由Scottish Power于1986年最先引进并应用于英国的Torness 420kV的GIS设备上。经过三十余年的发展，该方法逐渐成熟，相关的技术标准也相继形成。英国的Strathclyde大学等多所学校的研究工作最为突出。此外，英国的Rolls Royce工业电力集团、QualitrolDMS，德国的Siemens AG，Doble-Lemke，瑞士的ABB，荷兰的KEMA,法国的ALSTOM T&D，日本的Kyushu Institute of Technology、东京电力、三菱、东芝、日立、AEPower Systems，韩国的Power System Diagnosis Tech，HYOSUNGCorporation，澳大利亚的New South Wales大学、Powerlink Queensland Ltd作了大量的基础理论研究与技术开发工作。自20世纪90年代末以来，我国的清华大学等多所高校和公司也开展了大量的研究和推广工作，取得了一定的研究成果。从2006年以来，UHF局放检测技术在国家电网公司和南方电网公司得到了广泛应用，特别是在气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulation Switchgear, GIS)的绝缘缺陷检测中发挥了重要作用。

20世20世纪90年代，由Judd和Hampton等人对局放电磁波的激励特性及其传播特性做了研究，对电磁波的表达式进行了推导分析。此外，还提出采用有限时域差分(FDTD)方法对GIS局放的激励特性进行仿真分析。德国Stuttgart大学的Kurrer和Feser等研究人员采用脉冲电流法、超声波法和UHF法对GIS中局放进行检测研究，对电磁波在GIS腔体内传播衰减情况进行了研究。日本大阪大学的Kawada和东京电力公司的Okabe等人对GIS内电磁波的激励和传播特性以及采用UHF方法对其进行检测做了很多细致的仿真和研究工作。荷兰Delft理工大学的Gulski和Meijer等学者采用并对比了脉冲电流法、UHF窄带以及宽带法检测局放的结果，指出可以通过分析检测到的局放信号，对GIS设备进行风险评估。上世纪90年代以来，以英国DMS公司为代表的特高频局放检测仪器制造企业成功研制了便携式检测装置，并得到了广泛应用。国内的一些仪器制造企业于2007年以来将该技术引入国内，开始研制、开发特高频局放检测装置，并投入商业运行，但整体性能尚不及国外水平。

目前己在韩国、英国、香港、新加坡等30多个国家和地区广泛应用，积累了几十年的现场应用经验。在对UHF检测技术进行大量研究工作基础之上，国外一些研究机构和设备厂商陆续开展了基于UHF技术的局放检测设备的研制，应用于现场检测并取得了一些现场运行经验。如：①英国DMS公司开发出世界上首套UHF局放在线监测系统；②荷兰Delft理工大学的Smit和Meijer等学者开发了一套UHF便携式多目标GIS局放在线检测系统；③韩国HYOSUNG Corporation公司开发了一套基于UHF的智能局部放电监测系统(Intelligent Partial Discharge Monitoring，iPDM)，用于监测25.8kV GIS。该系统运用时频变换进行信号降噪，利用人工神经网络的诊断系统可以正确诊断局放原因，给出pC-dBm标定关系以及风险评估结果；⑤日本的AE Power System Corporation公司开发了基于UHF技术的GIS局放检测系统。该系统对比不同类型内置传感器的检测效果，采用神经网络对故障缺陷进行模式识别，并给出了系统现场运行经验；⑥日本的HitachiEngineering&Services公司开发出一套便携式GIS局放检测系统。该系统具有较高的检测灵敏度，采用神经网络理论用于缺陷类型识别以及可以对放电源进行定位；⑦德国Siemens AG公司的Huecke等人开发了一套基于UHF技术的GIS局放检测系统。每套系统带有3个检测单元，每个单元可接9路UHF传感器，单元之间采用以太网通信，后台专家系统带有诊断功能，可以给出缺陷类型。

2000年初，UHF局放检测技术开始引入国内。2006年起，通过与新加坡新能源电网公司进行同业对标，以北京、上海、天津为代表的一批国内电网公司率先引进UHF局放检测技术，开展一系列现场检测应用。2010年，在充分总结部分省市电力公司试点应用经验的基础上，结合状态检修工作的深入开展，国网电网公司颁布了《电力设备带电检测技术规范(试行)》和《电力设备带电检测仪器配置原则(试行)》，首次在国网电网公司范围内统一了UHF局放检测的判据、周期和仪器配置标准，UHF局放检测技术在国网电网公司范围全面推广。2013年8月至2014年2月国家电网公司组织开展了特高频局放检测装置等带电检测仪器的性能检测工作，首次对国内市场上25款特高频带电检测仪器进行了综合性能的检测工作，对规范和引导国内仪器开发和制造技术领域起到了积极推动作用。2014年，国网电网公司修订了《输变电设备状态检修试验规程》，正式将UHF局放检测技术列为开关柜设备的常规带电检测试验项目之一；同年年底，为进一步规范仪器选型，指导现场检测应用，国网电网公司颁布了《特高频局部放电检测仪技术规范》和《GIS特高频局部放电带电测试技术现场应用导则》，初步建立起完整的UHF局放检测技术标准体系。

经过近三十年的发展，一般说来，特高频法具有以下技术优点：(1)检测灵敏度高。(2)现场抗低频电晕干扰能力较强。(3)可实现局部放电源定位。(4)利于绝缘缺陷类型识别。

同时，特高频法具有一定的局限性，主要表现在以下几个方面：

(1)容易受到环境中特高频电磁干扰的影响。由于UHF局放检测技术的检测频率范围为300M-3000MHz，在如此宽的频带范围内可能存在手机信号、雷达信号、电机碳刷火花干扰等环境电磁干扰信号。这些干扰信号可能会造成对UHF检测的干扰，从而影响到检测的准确性。

(2)外置式传感器对全金属封闭的电力设备无法实施检测。对带金属法兰屏蔽环的GIS、全金属封闭的变压器等电力设备，内部局部放电激发的电磁波无法传播出来，也就无法应用外置式UHF检测技术实施检测，特别是对己经运行的该存量设备尤其如此。

(3)尚未实现缺陷劣化程度的量化描述。目前国内外尚没有该检测技术、检测装置的技术标准，同时受到电磁波信号传播路径、缺陷放电类型差异等因素的影响，虽然其检测信号幅值与缺陷劣化程度在趋势上基本具有一致性，但尚不能实现与脉冲电流法类似的
缺陷劣化程度的准确量化描述。

产品别称

产品特征