22　　　 Dec.2003　　　　　　　HIGH　VOLTAGE　ENGINEERING　　　　　Vol.29No.12

GIS局部放电的超高频检测

AnalysisofUHFMethodUsedinPartialDischargeDetectioninGIS

唐　炬,朱　伟,孙才新,侍海军,魏　钢

(重庆大学高电压与电工理论新技术重点实验室,重庆400044)

摘　要　通过研制的内置传感器检测系统用超高频法检测

了实验室GIS模拟装置内局部放电。实验结果表明该检测系统可有效地避开常规电气测量方法中难以抑制的空间电晕及周期性脉冲干扰信号,同时选频段检测也是一种有效的避开超高频微波干扰信号的局部放电检测方法。

Abstract　InthispaperthepossibilityofUHF(ultrahighfrequency)methodusedinpartialdischargedetectioninGISisissued.Ithastheabilityofavoidinginterferencewhichisdifficulttocontrolinconventionalelectricalmeasurement.TheauthordevelopsaninnerloopsensorinGISmodelandinvestigatesUHFmethodtodetectingpartialdischargeinGIS.Theresearchresultsindicatethatthe

U

HFsystemofPDdetectioncaneffectivelydetectpartialdischargeandavoidoutercoronainterferenceandperiodicpulseinterfer-ence.Atthesametime,frequency-selectionPDdetectionis

aneffectivedetectionmethodtorestrainUHFinterference.关键词　GIS　局部放电　超高频　干扰

Keywords　GIS　partialdischarge　UHF　interference中图分类号　TM853　　　文献标识码　A

对比李信文章67页

截止频率fc=c/( (r+R)c=0.3Gm/s)。因波导中TEM能在任意频段传播,而图1　GIS模拟装置示意图

1.2　超高频法GIS局部放电检测原理

常规局部放电检测方法中难以避免电力系统载波通讯干扰(其f<100MHz);与SF6中放电特性不同,电力系统中架空线等的空气中电晕放电脉冲持续时间和波头上升时间都较长,因在空气中传播,电晕随频率(其f<150MHz[1])的增长衰减很快。UHF法是根据GIS局放信号的特点,提取信号的UHF成分能量,尽量排除常规电气法中难以避开的空间电磁干扰而被引入局放检测的,并显示了巨大优越性。UHF信号(0.3～3GHz)既会在GIS同轴波导中传播,又会从GIS的盆式绝缘子连接处泄露出来,且衰减很小,故可采用内置传感器和外置天线检测GIS内部的局部放电(见图2)。

0　引　言

GIS内可能因生产制造或长期运行中出现的潜伏性绝缘缺陷而导致不同程度的局部放电,长期放电会引起绝缘劣化,甚至击穿或闪络。GIS内局放在线检测是发现这类缺陷的有效手段,对实时掌握绝缘状况,提高GIS运行可靠性具有重要意义。

用超高频(UHF)法检测GIS内局部放电的技术近几年才发展起来[1～3],其最大优点是抗干扰能力强,可有效去除常规的局放电气测量法中难以避开的干扰信号,特别适用于现场监测。其关键部分传感器有内置传感器和外置天线两种[3,4],后者的灵敏度和抗干扰能力比前者较差。1　超高频法的原理及测试系统1.1　GIS局部放电激发的电磁波

GIS内局放陡脉冲持续时间仅几ns,波头上升时间仅约1ns,包含f=1GHz的信号。局放脉冲激发的电磁波不仅以横向电磁波(TEM)传播,且会建立横向电场波(TE)和横向磁场波(TM)

[6]

[5]

图2　超高频法原理图　图3　内置圆环传感器结构

1.3　超高频法内置检测系统

1)传感器

传感器是检测系统的关键,本文采用的内置圆环传感器(见图3)从电容耦合角度分析,它频率响应特性优良(可检测ns级信号),实测表明其检测灵

。

本文模拟装置(见图1)内导体半径r=1.5cm,外壳半径R=6.75cm,内充空气时TE、TM波传播

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