GIS局放檢測(cè)
UHF最初是由英國(guó)中央電力局(Central Electricity Generating Board，CEGB)提出來(lái)的，該方法由Scottish Power于1986年最先引進(jìn)并應(yīng)用于英國(guó)的Torness 420kV的GIS設(shè)備上。經(jīng)過(guò)三十余年的發(fā)展，該方法逐漸成熟，相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也相繼形成。英國(guó)的Strathclyde大學(xué)等多所學(xué)校的研究工作最為突出。此外，英國(guó)的Rolls Royce工業(yè)電力集團(tuán)、QualitrolDMS，德國(guó)的Siemens AG，Doble-Lemke，瑞士的ABB，荷蘭的KEMA,法國(guó)的ALSTOM T&D，日本的Kyushu Institute of Technology、東京電力、三菱、東芝、日立、AEPower Systems，韓國(guó)的Power System Diagnosis Tech，HYOSUNGCorporation，澳大利亞的New South Wales大學(xué)、Powerlink Queensland Ltd作了大量的基礎(chǔ)理論研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。自20世紀(jì)90年代末以來(lái)，我國(guó)的清華大學(xué)等多所高校和公司也開(kāi)展了大量的研究和推廣工作，取得了一定的研究成果。從2006年以來(lái)，UHF局放檢測(cè)技術(shù)在國(guó)家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司得到了廣泛應(yīng)用，特別是在氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備(Gas Insulation Switchgear, GIS)的絕緣缺陷檢測(cè)中發(fā)揮了重要作用。
20世20世紀(jì)90年代，由Judd和Hampton等人對(duì)局放電磁波的激勵(lì)特性及其傳播特性做了研究，對(duì)電磁波的表達(dá)式進(jìn)行了推導(dǎo)分析。此外，還提出采用有限時(shí)域差分(FDTD)方法對(duì)GIS局放的激勵(lì)特性進(jìn)行仿真分析。德國(guó)Stuttgart大學(xué)的Kurrer和Feser等研究人員采用脈沖電流法、超聲波法和UHF法對(duì)GIS中局放進(jìn)行檢測(cè)研究，對(duì)電磁波在GIS腔體內(nèi)傳播衰減情況進(jìn)行了研究。日本大阪大學(xué)的Kawada和東京電力公司的Okabe等人對(duì)GIS內(nèi)電磁波的激勵(lì)和傳播特性以及采用UHF方法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)做了很多細(xì)致的仿真和研究工作。荷蘭Delft理工大學(xué)的Gulski和Meijer等學(xué)者采用并對(duì)比了脈沖電流法、UHF窄帶以及寬帶法檢測(cè)局放的結(jié)果，指出可以通過(guò)分析檢測(cè)到的局放信號(hào)，對(duì)GIS設(shè)備進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。上世紀(jì)90年代以來(lái)，以英國(guó)DMS公司為代表的特高頻局放檢測(cè)儀器制造企業(yè)成功研制了便攜式檢測(cè)裝置，并得到了廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)的一些儀器制造企業(yè)于2007年以來(lái)將該技術(shù)引入國(guó)內(nèi)，開(kāi)始研制、開(kāi)發(fā)特高頻局放檢測(cè)裝置，并投入商業(yè)運(yùn)行，但整體性能尚不及國(guó)外水平。
目前己在韓國(guó)、英國(guó)、香港、新加坡等30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)廣泛應(yīng)用，積累了幾十年的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。在對(duì)UHF檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行大量研究工作基礎(chǔ)之上，國(guó)外一些研究機(jī)構(gòu)和設(shè)備廠(chǎng)商陸續(xù)開(kāi)展了基于UHF技術(shù)的局放檢測(cè)設(shè)備的研制，應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)并取得了一些現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。如：①英國(guó)DMS公司開(kāi)發(fā)出世界上首套UHF局放在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；②荷蘭Delft理工大學(xué)的Smit和Meijer等學(xué)者開(kāi)發(fā)了一套UHF便攜式多目標(biāo)GIS局放在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)；③韓國(guó)HYOSUNG Corporation公司開(kāi)發(fā)了一套基于UHF的智能局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(Intelligent Partial Discharge Monitoring，iPDM)，用于監(jiān)測(cè)25.8kV GIS。該系統(tǒng)運(yùn)用時(shí)頻變換進(jìn)行信號(hào)降噪，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷系統(tǒng)可以正確診斷局放原因，給出pC-dBm標(biāo)定關(guān)系以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果；⑤日本的AE Power System Corporation公司開(kāi)發(fā)了基于UHF技術(shù)的GIS局放檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)比不同類(lèi)型內(nèi)置傳感器的檢測(cè)效果，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)故障缺陷進(jìn)行模式識(shí)別，并給出了系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)；⑥日本的HitachiEngineering&Services公司開(kāi)發(fā)出一套便攜式GIS局放檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有較高的檢測(cè)靈敏度，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論用于缺陷類(lèi)型識(shí)別以及可以對(duì)放電源進(jìn)行定位；⑦德國(guó)Siemens AG公司的Huecke等人開(kāi)發(fā)了一套基于UHF技術(shù)的GIS局放檢測(cè)系統(tǒng)。每套系統(tǒng)帶有3個(gè)檢測(cè)單元，每個(gè)單元可接9路UHF傳感器，單元之間采用以太網(wǎng)通信，后臺(tái)專(zhuān)家系統(tǒng)帶有診斷功能，可以給出缺陷類(lèi)型。
2000年初，UHF局放檢測(cè)技術(shù)開(kāi)始引入國(guó)內(nèi)。2006年起，通過(guò)與新加坡新能源電網(wǎng)公司進(jìn)行同業(yè)對(duì)標(biāo)，以北京、上海、天津?yàn)榇淼囊慌鷩?guó)內(nèi)電網(wǎng)公司率先引進(jìn)UHF局放檢測(cè)技術(shù)，開(kāi)展一系列現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)應(yīng)用。2010年，在充分總結(jié)部分省市電力公司試點(diǎn)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合狀態(tài)檢修工作的深入開(kāi)展，國(guó)網(wǎng)電網(wǎng)公司頒布了《電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)規(guī)范(試行)》和《電力設(shè)備帶電檢測(cè)儀器配置原則(試行)》，首次在國(guó)網(wǎng)電網(wǎng)公司范圍內(nèi)統(tǒng)一了UHF局放檢測(cè)的判據(jù)、周期和儀器配置標(biāo)準(zhǔn)，UHF局放檢測(cè)技術(shù)在國(guó)網(wǎng)電網(wǎng)公司范圍全面推廣。2013年8月至2014年2月國(guó)家電網(wǎng)公司組織開(kāi)展了特高頻局放檢測(cè)裝置等帶電檢測(cè)儀器的性能檢測(cè)工作，首次對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上25款特高頻帶電檢測(cè)儀器進(jìn)行了綜合性能的檢測(cè)工作，對(duì)規(guī)范和引導(dǎo)國(guó)內(nèi)儀器開(kāi)發(fā)和制造技術(shù)領(lǐng)域起到了積極推動(dòng)作用。2014年，國(guó)網(wǎng)電網(wǎng)公司修訂了《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》，正式將UHF局放檢測(cè)技術(shù)列為開(kāi)關(guān)柜設(shè)備的常規(guī)帶電檢測(cè)試驗(yàn)項(xiàng)目之一；同年年底，為進(jìn)一步規(guī)范儀器選型，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)應(yīng)用，國(guó)網(wǎng)電網(wǎng)公司頒布了《特高頻局部放電檢測(cè)儀技術(shù)規(guī)范》和《GIS特高頻局部放電帶電測(cè)試技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用導(dǎo)則》，初步建立起完整的UHF局放檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。
經(jīng)過(guò)近三十年的發(fā)展，一般說(shuō)來(lái)，特高頻法具有以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：(1)檢測(cè)靈敏度高。(2)現(xiàn)場(chǎng)抗低頻電暈干擾能力較強(qiáng)。(3)可實(shí)現(xiàn)局部放電源定位。(4)利于絕緣缺陷類(lèi)型識(shí)別。
同時(shí)，特高頻法具有一定的局限性，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1)容易受到環(huán)境中特高頻電磁干擾的影響。由于UHF局放檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)頻率范圍為300M-3000MHz，在如此寬的頻帶范圍內(nèi)可能存在手機(jī)信號(hào)、雷達(dá)信號(hào)、電機(jī)碳刷火花干擾等環(huán)境電磁干擾信號(hào)。這些干擾信號(hào)可能會(huì)造成對(duì)UHF檢測(cè)的干擾，從而影響到檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
(2)外置式傳感器對(duì)全金屬封閉的電力設(shè)備無(wú)法實(shí)施檢測(cè)。對(duì)帶金屬法蘭屏蔽環(huán)的GIS、全金屬封閉的變壓器等電力設(shè)備，內(nèi)部局部放電激發(fā)的電磁波無(wú)法傳播出來(lái)，也就無(wú)法應(yīng)用外置式UHF檢測(cè)技術(shù)實(shí)施檢測(cè)，特別是對(duì)己經(jīng)運(yùn)行的該存量設(shè)備尤其如此。
(3)尚未實(shí)現(xiàn)缺陷劣化程度的量化描述。目前國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有該檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)裝置的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)受到電磁波信號(hào)傳播路徑、缺陷放電類(lèi)型差異等因素的影響，雖然其檢測(cè)信號(hào)幅值與缺陷劣化程度在趨勢(shì)上基本具有一致性，但尚不能實(shí)現(xiàn)與脈沖電流法類(lèi)似的
缺陷劣化程度的準(zhǔn)確量化描述。
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