局部放電檢測則是發(fā)現(xiàn)電纜絕緣中缺陷,保障電纜安全正常運行的重要手段。當電纜絕緣內(nèi)部存在缺陷時,會導致電纜內(nèi)部局部放電的發(fā)生。通過檢測電纜絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電時所產(chǎn)生的聲、光、電信號及化學物質(zhì),可以實現(xiàn)對電纜局部放電的檢測和定位。 而測量局部放電最大的問題就是抗干擾問題,由電纜特性決定的局部放電頻率會被空間中許多的無線電干擾,導致不能夠最終確定是干擾信號還是局部放電信號,只有確保抗干擾能力,才能提高試驗水平。
UHF傳感器基于特高頻(UHF)法檢測內(nèi)部局部放電的原理,主要由平面等角螺旋天線、寬帶放大器、高頻電纜等組成,工作頻率在400~3000MHz,放大器增益為50dB。 平面等角螺旋天線用于接收電纜絕緣發(fā)生局部放電時輻射出的特高頻電磁波。局部放電時產(chǎn)生的電脈沖在會因較高的絕緣電氣強度具有10-9秒的脈沖寬度和很陡的上升沿。由于現(xiàn)場的干擾信號的頻率多在400MHz以下,而激勵器的特高頻電磁信號頻率在1GHz以上,因此能極大地提高局部放電檢測的靈敏度和可靠性,利于局部放電信號的檢測。
局部放電檢測特高頻(UHF)法檢測主要用于檢測局部放電產(chǎn)生的電磁波信號,并且廣泛應用于GIS。但因為GIS結構可對其產(chǎn)生影響,局放產(chǎn)生的電磁信號的波形與幅值等參數(shù)在其通過GIS傳播至UHF傳感器時發(fā)生變化,導致評估局部放電源信號的復雜性大大增加。因此,針對局放電磁波信號在GIS中傳輸特點的研究,對特高頻法十分有意義。GIS為同軸結構,信號傳輸特性與頻率密切相關。對工頻下的傳輸特性可利用電氣集總參數(shù)來等效,瞬態(tài)信號傳輸時應看作分布參數(shù)的傳輸線,對微波則應視為同軸波導。 據(jù)實驗分析,局放信號在GIS同軸結構中以橫向磁波(Transverse Magnetic-TM)和橫向電波(Transverse Electric-TE)進行傳輸。此外,GIS的特性阻抗與波阻抗因其存在絕緣子而不連續(xù),導致高頻波數(shù)次折反射其內(nèi)部結構中。因此,局放電的UHF信號異常復雜。