外部传感器超高频GIS局部放电检测技术

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1、万方数据第37卷第12期西安交通大学报901．37N0122003年12月JOURNAI．OFXI7ANJIAOTONGUNIVERSITYD。。·2003外部传感器超高频GIS局部放电检测技术李忠，张晓枫，陈杰华，胡迪军，冯允平(西安交通大学电气工程学院，710049，西安)摘要：针对GIS同轴结构中局部放电脉冲所激发电磁波的宽频带特征，设计出一种新型局部放电超高频检测非频变超宽带天线，用无限巴伦实现天线和传输线之间的阻抗匹配．由超宽带天线、宽带放大器、数字存储示波器和计算机组成外部传感器超高频局部放电检测系统，利用该系统对所建立的GIS固定微粒局部放电模型

2、进行检测，并对局部放电源进行定位．实验结果表明，设计的天线满足GIS局部放电超高频检测要求，建立的系统可以方便地实现GIS局部放电检测和局部放电源的定位．关键词：局部放电；超高频；检测；气体绝缘的金属封闭式组合电器中图分类号：TM835文献标识码：A文章编号：0253—987X(2003)12—128004ExternalSensorsUltraHighFrequencyPartialDischargeDetectionofGISLiZhong，ZhangXiaofeng，ChenJiehua，HuDijun，FengYunping(SchoolofElect

3、ricalEngineering，Xi‘anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：Aimingatthebroadbandfeatureofelectromagneticwaveofpartialdischarge(PD)pulseexcitedingas—insulatedmetal—enclosedswitchgear(GIS)，anewtypeultrahighfrequency(UHF)PDdetectionfre—quencyindependentultrawidebandantennawasde

4、signed，whichrealizedimpedance—matchbetweenantennaandsignaltransmissionlinebyinfinitebalun．Anexternalsensors(antenna)UHFdetectionsystemofPDconsistedofantenna，widebandamplifier，digitalstoredoscillographandcomputerisusedtodetecteandlocatethepartialdischargeoffixedprotrusionofGIS．Theexp

5、erimentalresultsshowthatthistypeantennacanmeettheneedofPDUHFmeasure．andthesystemcandetectand10cateconvenientlyPDinGIS．Keywords：partialdischarge；ultrahighfrequency；detection；gay-insulatedmetal—enclosedswitchgear随着GIS的广泛应用，尽管GIS的可靠性非常高，但在制造和装配过程中，GIS内部不可避免会留下小的缺陷，如固定突起、自由金属微粒、绝缘气隙等．这些

6、微小的缺陷在常规实验过程中很难被发现，一旦投运，就会发展成危险的放电通道，并最终引起事故．局部放电检测是对GIS绝缘状况评估的一种很好方法，它能发现设备绝缘缺陷，对于预防事故发生，发现早期潜在危险有着重要的意义．目前，测量局部放电的方法有光电法、化学气体分析法、声测法和耦合电容法等，由于受灵敏度和设备运行情况的限制，这几种方法在实际中难以推广口]．超高频法可以有效地避开电力系统的电晕和广播电视无线电干扰，灵敏度高，可实现定位，适合于现场在线检测．本文根据GIS局部放电脉冲所激发的电磁波特征，设计出超宽带传感器，建立了外部传感器超高频GIs局部放电检测系统，并利

7、用该系统对所建立的固定微粒局部放电模型进行局部放电源的精确定位．研究结果对于研制GIS局部放电检测系统具有一定的意义．1超高频局部放电检测原理在GIs内发生局部放电时，伴随有一个很陡的电流脉冲(约几个纳秒)，并向周围辐射电磁波，电磁波的频率高达3GHz．GIS就相当于不同特性阻抗收稿日期：2003—03—19．作者简介：李忠(1971～)，男，博士生；冯允平(联系人)．男，教授，博士生导师万方数据第12期李忠．等：外部传感器超高频GIS局部放电检测技术1281的低损同轴传输线的串联，并具有许多不连续点，局部放电所产生的电磁波在其中传播时，不仅以横向电磁波(TE

8、M)形式传波，而且还会建立高次模波即横