當GIS內部出現絕緣（yuán）缺陷時，會引（yǐn）起絕緣電介質（zhì）局部區域電場畸（jī）變，當局部場強達到了臨界擊穿場強時，就會發生PD，產生大（dà）量電荷，在電場的作用下，電荷會發生遷移，複合、附著等效應，產生電流脈衝，同時伴（bàn）隨一係列的電、熱、光、聲效應，通過檢測這些信號，就能對GIS內部的PD過程進（jìn）行有效的監測（cè）。目前，根據PD產生過程中的物理現象而衍生出來的常用（yòng）於PD信號檢測方法有（yǒu）如下5類：
①脈衝（chōng）電流法
脈衝電流法(IEC60270)是由英國（guó）電氣協會提出的一（yī）種被廣泛應用於PD檢測的方法。原理圖如圖所示，圖中的Zr為保護（hù）阻抗，Cx為試品等效電容，Ck為耦合電容，Zm為檢測阻抗。當發生PD時，試品Cx兩端會產生一（yī）個瞬變電（diàn）壓ΔU，ΔU經（jīng）過Ck耦合到（dào）Zm上，並在回路中產生脈衝電（diàn）流I，脈（mò）衝（chōng）電流I在Zm產生的脈衝電（diàn）壓降ΔUout ，采集脈（mò）衝電壓（yā）ΔUout ，並進行放大（dà）和顯示等處理，就（jiù）可測量PD信號。
②特高頻法
非（fēi）周期變化的電（diàn）流（liú）會產生變化的磁場。當發生PD時，劇烈變（biàn）化的（de）電（diàn）流脈（mò）衝激發變化的磁場，並透過盆式絕緣子（zǐ）向外輻射電磁波。由於電流脈衝上升沿陡，持續時間短，其激發的電磁波頻率成分豐富，最高可達數GHz，而GIS是（shì）一個良好同軸波導結（jié）構（gòu），高頻電磁波（300-3000MHz）在其內部可有效地傳（chuán）播。因此，通（tōng）過在（zài）GIS內或外安（ān）裝（zhuāng）高頻傳感器，可（kě）以檢測由PD電流脈衝激發的電磁波信號，進（jìn）而實現PD的檢測。這種方法稱為（wéi）特高頻法。UHF法的優點是：靈敏度（dù）高，其檢測頻（pín）段為300-3000MHz，避免了現（xiàn）場環（huán）境中的大多數電磁幹擾，抗幹（gàn）擾能力強；通過在GIS的多個部位安裝UHF傳感器，提取各傳感器采集的信號的時間差（chà）特征，可（kě）實現PD源的定位，而且由於（yú）UHF信（xìn）號的上升沿陡，PD起始時刻區分度高，定位精度（dù）更高；其次通過提取UHF PD信（xìn）號特征還能對故障類型和故障嚴重程度進（jìn）行診（zhěn）斷。但是，雖然國內外針對采用（yòng）UHF法進行放電量的標定（dìng）開展（zhǎn）了一些研（yán）究，其沒有完全解決放電量的標定問題。UHF信號在GIS內會出現折（shé）反射，信號能量容易衰減，折反射（shè）還會是原始PD電磁波新號波形畸變，難以獲（huò）得PD準確原始（shǐ）波形特征。
③超聲波法
GIS內部發生PD時，局部的氣體絕緣介質擊穿，由於（yú）放電過程中氣體分子相互（hù）碰撞產生超聲波脈（mò）衝。研究表明：GIS設備內部PD超聲波信號的頻率為20-250kHz，且不同（tóng）的環境條件、絕緣狀況和缺陷（xiàn）類型下產（chǎn）生的PD超聲（shēng）波信號頻譜不同，因（yīn）此可以采用超聲傳感器采集PD信號並用於絕緣缺陷類型的識別，另外，與（yǔ）UHF傳感器相同（tóng），可以根據（jù）超聲信號的（de）幅值大小和傳播產生時間（jiān）差來實現PD源的定位。超聲波信號可以在（zài）固、液和氣體（tǐ）三相介質中傳播，因此其不需要在GIS內預裝，可以直接安裝在GIS外殼，在現場應用中（zhōng）可以采用手持方式沿GIS移動，來逐點找到PD源，因此在（zài）在定位方麵，其操作性比UHF法更加靈活，更方便於運行檢修人員對設備的維護，是（shì）GIS內PD檢測中應用最廣泛的一種檢（jiǎn）測方法。但（dàn）是，GIS內PD超（chāo）聲信號本身較弱，在GIS內傳播（bō）過程中（zhōng）由於氣體分子碰撞（zhuàng）產生能量交換和固（gù）體（tǐ）介質（zhì）中超（chāo）聲波能量轉變成熱能（néng）等影響，超聲信號衰減嚴重，導致其檢測靈敏度不高。同樣，超聲波檢測法也不能（néng）實現PD放電量的定（dìng）量。
④光學檢測法
在PD過程中，由於粒子電離和複合作用，以及原子能級躍遷，會向外輻射光（guāng）信號，根據（jù）輻射的光信號的波段，發展出了紅外（wài）、紫外和可見光PD檢測法，其中GIS中SF6氣體中PD產生光信號的光譜範圍大致（zhì）在460-550nm之間（jiān），即主要為可（kě）見光。光學檢測（cè）法基本（běn）原理是采（cǎi）用光學傳感器接收PD產生的光信號，通過（guò）光電轉換器把光信號轉換為容易進行分析處理的電信號，然後將電（diàn）信號進行放大、輸（shū）出、存儲和處理。光測法檢測的是光信號，不受現場強電磁幹擾的影（yǐng）響，其抗（kàng）幹擾能力是（shì）以上（shàng）方（fāng）法難以比（bǐ）擬的，並且可以實時（shí）對GIS PD進（jìn）行檢測。但是，由於光信號的透射性差，對於GIS這種封閉式結構設備，不能用於GIS體外檢測，而必須安裝在GIS內部；SF6氣體對光信號一定的吸收作用，其檢測靈（líng）敏（mǐn）度（dù）受傳（chuán）感器和PD源的相對位置影（yǐng）響，而且光測法存在檢測死角，對於（yú）沒有暴露在檢測（cè）視角內的絕緣缺陷，無法進行有效的PD檢測。目前，光纖傳感技術檢（jiǎn）測GIS設備內（nèi）部PD尚處於（yú）實驗室研究階段。
⑤氣體檢（jiǎn）測法
純淨的SF6氣（qì）體化學性質（zhì）非常穩（wěn）定，但是在PD作用下，SF6分子（zǐ）會分解成低硫化物，當GIS氣室內存在水分和氧（yǎng）氣時，這些低硫化物除了一部分會（huì）複合成SF6外，另一部分會進一（yī）步與水（shuǐ）分子和氧氣分子反應，生成一係列的分解產物。大量研究表明：在PD作用下，SF6會分解生成SO2F2，SOF2，CF4，H2S，SO2，SOF4，CH4和CO2等特征組分氣體，通過采用（yòng）氣相色譜儀和（hé）氣相質譜儀等氣體（tǐ）分析儀對SF6在PD下的分（fèn）解組分進行分析，就可以對GIS內部PD進行監測。由於不（bú）同缺（quē）陷下PD產生特（tè）征氣體的含（hán）量、產氣速率等特征不同，通過分析（xī）特征組分的產（chǎn）氣規律（lǜ），可以識別絕緣缺陷類型。目前氣體（tǐ）分析儀的分析精度較高，達到了ppm級（jí），而且不受電磁幹擾影響，通過定期檢測可以掌握GIS的絕緣（yuán）狀況。完整的GIS是有許多個（gè）結構單元組合（hé）而成，各單（dān）元之間通過盆式絕緣子隔離（lí），通（tōng）過分析（xī）各氣室樣氣可定位故障氣室。但是由於氣（qì）體檢測法（fǎ）是一種離線檢測法，而且樣氣經常要拿到實（shí）驗室進行分析，因此，從發生PD到分析出具（jù）體氣體成分（fèn），時間周期長，實時性差，不適應於在線監測（cè）。另（lìng）外（wài），在分（fèn）析儀器標定時（shí），由於（yú）SF6分解組分多為不常見氣體，缺乏相應（yīng）的行業一級和和二級氣體標準物質，各行業部門還（hái）都是（shì）采用各自配置的氣體標準物質進行標定（dìng），氣體分析法分析結果的準確性存在一定的不可靠性，有時可能出現矛盾的結（jié）果。總（zǒng）之，氣體分（fèn）析法現在還處於起步階（jiē）段，現場（chǎng）廣泛應用還有一定的難度。
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