一、GIS 局部放電的特殊性與檢測重要性

（一）核心特點

1. 封閉性：設備完全密封，無法直接接觸內部部件，必須采用非侵入式檢測方式。
2. 絕緣介質特性：內部填充高氣壓 SF6 氣體，絕緣性能優異，但一旦存在缺陷，放電發展速度極快，易迅速演變為設備故障。
3. 典型缺陷類型：GIS 內部放電缺陷具有明顯典型性，主要包括：

• 自由金屬顆粒：在殼體底部跳動或吸附于高壓導體表面；
• 導體尖刺：高壓導體或殼體上的毛刺引發電暈放電；
• 絕緣子表面污染：絕緣子表面附著金屬顆粒或殘留水分；
• 絕緣子內部氣隙：盆式絕緣子制造過程中產生的內部缺陷。

4. 故障后果嚴重：GIS 作為變電站核心設備，其故障會導致大面積停電，且維修周期長，造成巨大經濟損失。

（二）檢測重要性

二、GIS 局部放電檢測儀的主要方法與原理

1. 特高頻法（UHF - Ultra-High Frequency）

• 原理：GIS 內部發生局部放電時，會產生上升沿為納秒級的電流脈沖，進而激發出頻率介于 300MHz ~ 3GHz 的電磁波，該電磁波可在 GIS 腔體內以波導形式遠距離傳播。
• 傳感器：通過安裝在 GIS 盆式絕緣子上的內置或外置 UHF 傳感器（耦合器）接收電磁波信號。
• 優點：靈敏度極高，可檢測幾個皮庫的微弱放電；抗干擾能力強，能避開常規電力系統電暈等低頻（<300MHz）干擾；支持定位功能（利用多個傳感器信號的時間差）；可實現在線監測，不影響設備正常運行。
• 缺點：難以對絕對放電量進行標定，通常采用 dBm 等相對值表示信號強度；傳感器安裝位置對檢測效果影響較大。

2. 超聲波法（AE - Acoustic Emission）

• 原理：局部放電發生時，會伴隨產生聲波和超聲波信號（頻率通常為 20kHz ~ 300kHz），這些信號通過 SF6 氣體和 GIS 殼體進行傳播。
• 傳感器：將超聲波傳感器吸附在 GIS 金屬外殼外部，接收聲信號。
• 優點：定位精度極高，是物理定位的最佳方法，通過對比信號到達不同傳感器的時間，可實現米級甚至分米級精確定位；完全非侵入式，傳感器安裝靈活；對體外電磁干擾不敏感。
• 缺點：信號在金屬和氣體中衰減明顯，檢測范圍有限；易受環境噪聲（如風雨、振動等）干擾；靈敏度通常低于特高頻法。

3. 暫態地電壓法（TEV - Transient Earth Voltage）

• 原理：內部放電產生的電磁波部分會通過盆式絕緣子縫隙泄漏，在 GIS 金屬外殼上形成暫態地電壓脈沖。
• 傳感器：使用 TEV 傳感器在殼體接縫處檢測暫態地電壓信號。
• 優點：設備便攜，操作流程簡單。
• 缺點：主要適用于開關柜，對全封閉 GIS 的檢測靈敏度較低，實際應用場景較少。

三、GIS 局部放電檢測儀的作用與檢測范圍

（一）核心作用

1. 絕緣缺陷早期診斷：在耐壓試驗和設備運行過程中，及時發現自由金屬顆粒、導體尖刺等各類典型絕緣缺陷。
2. 故障定位：結合特高頻法和超聲波法的優勢，可精確鎖定放電缺陷所在的氣室或具體位置，大幅縮短檢修時間、縮小檢修范圍。
3. 質量控制：

• 出廠試驗：作為 GIS 制造完成后的必檢項目，保障產品出廠質量；
• 現場交接試驗：安裝完成后，與交流耐壓試驗同步進行（符合 IEC 62271-203 標準要求），可在高電壓條件下發現運輸和安裝過程中產生的新缺陷，這是國際通用慣例。

4. 狀態監測與預警：對運行中的 GIS 開展定期巡檢或在線監測，評估絕緣狀態變化趨勢，為設備預知性維護提供數據支撐。

（二）檢測范圍（應用場景）

1. 制造廠：100% 產品出廠試驗；
2. 新站建設 / 擴建：設備安裝后的交接驗收試驗；
3. 運行中變電站：設備定期巡檢、故障排查、大修后的性能驗證。