《氣體絕緣金屬封閉輸電線路擊穿放電監(jiān)測(cè)與定位導(dǎo)則》

ICS29.180

K41

備案號(hào)：×××

中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

DL/TXXXX-202X

氣體絕緣金屬封閉輸電線路擊穿放電監(jiān)

測(cè)與定位技術(shù)導(dǎo)則

Guideformonitoringandlocationofbreakdowndischargeingas-insulated

mental-enclosedtransmissionline

202X-xx-xx發(fā)布202X-xx-xx實(shí)施

國(guó)家能源局發(fā)布

前言

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)

定起草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由電力行業(yè)氣體絕緣金屬封閉電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（DL/TC11）歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：

本文件在執(zhí)行過程中的意見或建議反饋至中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化管理中心（北京市白廣路二條

1號(hào)，100761）。本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布。

II

氣體絕緣金屬封閉輸電線路擊穿放電監(jiān)測(cè)與定位技術(shù)導(dǎo)則

1范圍

本文件規(guī)定了氣體絕緣金屬封閉輸電線路（Gas-insulatedTransmissionLines，以下簡(jiǎn)稱

“GIL”）擊穿放電監(jiān)測(cè)與定位的內(nèi)容、方法和一般技術(shù)要求。

本文件適用于額定電壓72.5kV~1100kV的交流GIL擊穿放電監(jiān)測(cè)與定位，其他電壓等

級(jí)的GIL參照?qǐng)?zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期

的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改單）適用于本文件。

GB/T4208-2017外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼）

GB/T6587-2012電子測(cè)量?jī)x器通用規(guī)范

GB/T18268.1-2010測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室用的電設(shè)備電磁兼容性要求第1部分：通用

要求

DL∕T978-2018氣體絕緣金屬封閉輸電線路技術(shù)條件

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

擊穿放電breakdowndischarge

在電壓作用下絕緣失效有關(guān)現(xiàn)象，即其中的絕緣材料完全被短接而遭到破壞。

3.2

監(jiān)測(cè)IEDMonitoringIntelligentElectronicDevice

從外部源接收和傳送GIL擊穿放電產(chǎn)生的超聲波或行波信號(hào)的智能電子設(shè)備。

4監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

4.1超聲波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

超聲波法GIL擊穿放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要由超聲波傳感器、監(jiān)測(cè)IED、監(jiān)測(cè)定位主機(jī)三

部分組成，監(jiān)測(cè)IED也可與超聲波傳感器整合成一體式。結(jié)構(gòu)組成如圖1所示；

監(jiān)測(cè)定位主機(jī)包括通訊授時(shí)模塊，主機(jī)（服務(wù)器）等設(shè)備，通訊授時(shí)模塊通過光纖或無

線通訊方式與監(jiān)測(cè)IED實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和同步數(shù)據(jù)交互，通訊授時(shí)模塊將匯聚的數(shù)據(jù)通過通

訊線纜傳遞給主機(jī)。

1

圖1超聲波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

4.2電壓行波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

電壓行波法GIL擊穿放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要分為三級(jí)，分別為：電壓傳感器、監(jiān)測(cè)IED、

存儲(chǔ)控制單元。結(jié)構(gòu)組成如圖2所示；

存儲(chǔ)控制單元包括交換機(jī)，控制主機(jī)（服務(wù)器）等設(shè)備，監(jiān)測(cè)IED通過光纖與交換機(jī)

相聯(lián)；存儲(chǔ)控制單元對(duì)各測(cè)點(diǎn)的暫態(tài)電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)分析，提取暫態(tài)電壓幅值以及到達(dá)每

個(gè)測(cè)點(diǎn)的精確到達(dá)時(shí)刻。

圖2電壓行波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

5技術(shù)要求

5.1超聲波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

5.1.1超聲波傳感器

超聲波傳感器主要技術(shù)要求如下：

a)傳感器有效帶寬不應(yīng)低于20kHz～200kHz；

b)傳感器峰值靈敏度不宜小于60dB(V/(m/s))，均值靈敏度不宜小于40dB(V/(m/s))；

c)所有傳感器之間的峰值靈敏度最大差值應(yīng)不大于3dB；

d)傳感器防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于IP65。

5.1.2監(jiān)測(cè)IED

監(jiān)測(cè)IED主要技術(shù)要求如下：

2

a)監(jiān)測(cè)IED的通道采樣速率不低于1MS/s；

b)監(jiān)測(cè)IED應(yīng)具備擊穿信號(hào)采集后同步報(bào)警、自動(dòng)定位功能，還應(yīng)具備報(bào)警觸發(fā)參數(shù)調(diào)

節(jié)功能；

c)監(jiān)測(cè)IED應(yīng)具備時(shí)間同步功能，相鄰監(jiān)測(cè)IED之間時(shí)間同步差誤應(yīng)不超過1ms；

d)監(jiān)測(cè)IED應(yīng)具備自檢功能，具備檢測(cè)數(shù)據(jù)異常、功能故障、通信中斷等異常報(bào)警功能；

e)監(jiān)測(cè)IED應(yīng)具備現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)測(cè)試接口，方便開展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和檢測(cè)；

f)監(jiān)測(cè)IED相對(duì)于GIL外殼的絕緣電阻應(yīng)不小于50MΩ；

g)監(jiān)測(cè)IED的電源輸入端對(duì)地工頻絕緣耐壓不低于2kV，暫態(tài)地電位升承受能力不低于

5kV；

h)監(jiān)測(cè)IED外殼防護(hù)性能應(yīng)符合GB4208-2017中IP65的要求,環(huán)境適應(yīng)性能應(yīng)滿足GB/T

6587-2012中5.9.1.4、5.9.2.4、5.9.3.4、5.9.4.4、5.10.3、5.12.3的要求；

i)監(jiān)測(cè)IED電磁兼容性能應(yīng)滿足GB/T18268.1-2010的要求。

5.1.3監(jiān)測(cè)定位主機(jī)

監(jiān)測(cè)定位主機(jī)主要技術(shù)要求如下：

a)監(jiān)測(cè)定位主機(jī)應(yīng)接入GIL所在線路斷路器跳閘信號(hào)的遠(yuǎn)動(dòng)開關(guān)量，輔助判別，避免系

統(tǒng)誤報(bào)；

b)監(jiān)測(cè)定位主機(jī)對(duì)各測(cè)點(diǎn)的超聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)分析，提取超聲波電壓幅值以及到達(dá)

每個(gè)測(cè)點(diǎn)的精確到達(dá)時(shí)刻；

c)監(jiān)測(cè)定位主機(jī)自動(dòng)計(jì)算超聲波到達(dá)相鄰兩側(cè)測(cè)點(diǎn)的時(shí)差，快速確定擊穿放電位置。

5.2電壓行波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

5.2.1電壓傳感器

電壓傳感器主要技術(shù)要求如下：

a)有效頻帶不應(yīng)低于5Hz～100MHz，電壓傳感器距離出線套管不宜超過15m；

b)電壓傳感器應(yīng)采用電容分壓原理，在GIL手孔內(nèi)設(shè)置感應(yīng)電極，應(yīng)以絕緣方式可靠固

定在手孔蓋板上，感應(yīng)電極及其固定部件應(yīng)滿足GIL中電場(chǎng)分布的要求，電容分壓信號(hào)引出

應(yīng)滿足GIL氣體密封要求，感應(yīng)電極相對(duì)于手孔蓋板的絕緣電阻應(yīng)滿足電容分壓的性能要求，

見表1；

表1電壓傳感器絕緣性能要求

序號(hào)試驗(yàn)條件試驗(yàn)項(xiàng)目性能要求

1正常試驗(yàn)絕緣電阻≥100MΩ（使用500V兆歐表測(cè)量）

2大氣條件工頻耐壓50Hz、1min工頻耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓有效值500V

5.2.2監(jiān)測(cè)IED

監(jiān)測(cè)IED主要技術(shù)要求如下：

a)監(jiān)測(cè)IED宜與GIL傳感器一體化安裝，與GIL外殼共地；

b)監(jiān)測(cè)IED采樣率不低于250MS/s，模擬帶寬不低于100MHz，宜具有陡度觸發(fā)模式，單

次記錄長(zhǎng)度不宜低于100ms；

c)監(jiān)測(cè)IED的電源輸入端對(duì)地工頻絕緣耐壓不低于20kV，暫態(tài)地電位升承受能力不低于

50kV；

d)授時(shí)模塊的時(shí)間分辨率不宜低于10ns；

e)監(jiān)測(cè)IED外殼防護(hù)性能應(yīng)符合GB4208-2017中IP65的要求，環(huán)境適應(yīng)性能應(yīng)滿足GB/T

6587-2012中5.9.1.4、5.9.2.4、5.9.3.4、5.9.4.4、5.10.3、5.12.3的要求；

f)監(jiān)測(cè)IED電磁兼容性能應(yīng)滿足GB/T18268.1-2010的要求。

5.2.3存儲(chǔ)控制單元

3

存儲(chǔ)控制單元主要技術(shù)要求如下：

a)存儲(chǔ)控制單元自動(dòng)計(jì)算暫態(tài)電壓到達(dá)GIL兩側(cè)測(cè)點(diǎn)的時(shí)差，快速確定擊穿故障位置；

b)存儲(chǔ)控制單元至少可接入6個(gè)監(jiān)測(cè)IED。

6監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布置

6.1超聲波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布置

超聲波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布置要求如下：

a)超聲波傳感器應(yīng)采用外置式，傳感器的安裝不應(yīng)改變被監(jiān)測(cè)GIL設(shè)備的結(jié)構(gòu)與連接，

不應(yīng)影響GIL設(shè)備的密封性能、絕緣性能、機(jī)械強(qiáng)度等。傳感器安裝應(yīng)穩(wěn)固可靠，傳感器信

號(hào)線纜應(yīng)合理安排走線，避免因傳感器自身振動(dòng)和信號(hào)線纜晃動(dòng)造成干擾,戶外安裝的傳感

器還應(yīng)加裝必要的防護(hù)措施，見附錄B；

b)在超聲波傳感器與GIL外殼間應(yīng)均勻涂抹專用耦合劑并適當(dāng)施加壓力，以盡可能減小

檢測(cè)信號(hào)的衰減；

c)GIL的每個(gè)氣室至少布置一個(gè)超聲波傳感器，對(duì)于長(zhǎng)度大于30m的GIL氣室，宜每30m

增加一個(gè)超聲波傳感器；

d)超聲波傳感器應(yīng)布置在GIL設(shè)備筒體中下部，且在同一角度上；

e)超聲波傳感器的布置位置應(yīng)距離盆式絕緣子、伸縮節(jié)、GIL拐角處50cm以上；

f)傳感器距離監(jiān)測(cè)IED電纜不宜超過20m；

g)監(jiān)測(cè)IED的裝設(shè)應(yīng)滿足：與附近高壓帶電部件和區(qū)域具有足夠的安全距離；有效防護(hù)

雷電、開關(guān)操作產(chǎn)生的過電壓和地電位升高；不產(chǎn)生涉及電源、電磁兼容和網(wǎng)絡(luò)通訊等安全

隱患，不影響變電站其他系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

6.2電壓行波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布置

電壓行波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布置要求如下：

a)宜在GIL兩端出線側(cè)布置測(cè)點(diǎn)，用基于雙端行波定位和單端行波定位方法共同實(shí)現(xiàn)

GIL內(nèi)擊穿放電的監(jiān)測(cè)和定位；

b)適用于長(zhǎng)度不小于50m的GIL，長(zhǎng)度較長(zhǎng)GIL（超過10km），宜在GIL中部每間隔10km

增加一個(gè)測(cè)點(diǎn)；

c)電壓傳感器布置位置距離GIL出線套管不宜超過15m；

d)新建GIL工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)留傳感器安裝手孔，位置避開T型或L型拐彎結(jié)構(gòu)以及盆式絕

緣子1米以上；

e)傳感器的安裝應(yīng)不影響GIL的絕緣和密封性能。

6擊穿放電信號(hào)監(jiān)測(cè)與定位

6.1超聲波法放電定位

基于超聲波法的GIL擊穿放電定位主要根據(jù)超聲波傳播至傳感器處的時(shí)差，以及在GIL

中的傳播速度等數(shù)據(jù)計(jì)算獲得擊穿點(diǎn)位置。詳細(xì)定位方法如下：

a)當(dāng)監(jiān)測(cè)到GIL所在線路斷路器跳閘信號(hào)時(shí)，啟動(dòng)故障自動(dòng)定位，將GIL跳閘相（A、B

或C相）該時(shí)間段內(nèi)傳感器信號(hào)根據(jù)幅值比較法進(jìn)行故障點(diǎn)初步定位，判斷原則為信號(hào)幅值

最大原則；

b)結(jié)合時(shí)差分析法進(jìn)行精確定位，判斷原則為發(fā)生時(shí)刻最早原則，如圖3所示，X1和X2

分別為擊穿點(diǎn)與左右側(cè)傳感器之間的距離。通過分別確定超聲波首次到達(dá)左右側(cè)傳感器的時(shí)

刻t1和t2，再根據(jù)超聲波在GIL中的傳播速度V（建議參考值3200m/s）、左右側(cè)傳感器之間

的距離X，可根據(jù)公式（1）、公式（2）計(jì)算得到X1，從而定位擊穿點(diǎn)；

4

（）

（）

??2+??1=X1

?2??1=?t2

圖3基于電壓行波的GIL中擊穿放電監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（）

c)時(shí)延關(guān)系一致的超聲波信X號(hào)?是?t判?V定設(shè)備可能存在擊穿放電的重要依據(jù)；

?1=3

d)GIL可能存在多于一個(gè)放電點(diǎn)2的情況，不同放電點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)可通過各傳感器

信號(hào)時(shí)延特征進(jìn)行分辨，應(yīng)將不同放電點(diǎn)產(chǎn)生的不同的超聲波信號(hào)時(shí)延分別進(jìn)行定位計(jì)算；

e)GIL設(shè)備A、B、C相的同一位置安裝的3個(gè)超聲波傳感器，當(dāng)其中一個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)到超

聲信號(hào)時(shí)，可將另外兩個(gè)傳感器作為環(huán)境背景信號(hào)傳感器，通過信號(hào)時(shí)域和頻域特征排除外

部干擾。

6.2電壓行波法放電定位

基于電壓行波的GIL擊穿放電定位主要根據(jù)行波傳播至傳感器處的時(shí)差、行波在GIL

中的傳播速度等數(shù)據(jù)計(jì)算獲得擊穿點(diǎn)位置。包括雙端行波定位和單端行波定位兩種方法：

1)雙端行波定位計(jì)算方法

當(dāng)t時(shí)刻在電壓為u時(shí)發(fā)生絕緣擊穿，將產(chǎn)生幅值與擊穿電壓相同，極性相反的暫態(tài)電壓

行波迅速向GIL兩端傳播。如圖4所示,Lss和Lsn分別為擊穿點(diǎn)與兩側(cè)傳感器之間的距離，暫

態(tài)電壓波形首次到達(dá)兩側(cè)傳感器的時(shí)刻為ts和tn，結(jié)合暫態(tài)電壓行波在GIL中的傳播速度v（建

議參考值292m/μs），兩側(cè)傳感器之間的距離L，從而計(jì)算得到擊穿點(diǎn)。

（）

(?????)?v+L

???=4

2

圖4雙端行波定位示意圖

2)單端行波定位計(jì)算方法

GIL擊穿放電時(shí)產(chǎn)生的暫態(tài)電壓行波傳播過程如圖5所示，Ps和Pn分別為左右側(cè)套管端部，

Lts和Ltn分別為擊穿點(diǎn)與兩側(cè)套管端部距離,Lis和Lin分別為兩測(cè)點(diǎn)至套管端部的距離。由于暫

態(tài)電壓波形在兩側(cè)傳播規(guī)律基本一致，可僅對(duì)一側(cè)暫態(tài)電壓的傳播過程進(jìn)行分析，且忽略傳

播過程介質(zhì)損耗引起的波形衰減。當(dāng)tn時(shí)刻暫態(tài)電壓從擊穿點(diǎn)第一次傳播至右側(cè)傳感器，繼

續(xù)向Pn傳播時(shí)，由于Pn與架空線聯(lián)接，波阻抗發(fā)生突變，暫態(tài)電壓行波會(huì)在Pn處將發(fā)生折反

射，等效電路如圖6所示。

5

圖5擊穿放電時(shí)暫態(tài)電壓行波傳播過程

圖6套管端部和擊穿點(diǎn)處的等效電路圖

折反射系數(shù)α1和β1根據(jù)公式（5）、公式（6）計(jì)算。其中ZG表示GIL波阻抗，通常為數(shù)十

歐姆，ZL表示架空線波阻抗，通常為數(shù)百歐姆，ZC表示GIL套管端部外殼對(duì)地波阻抗，通常為

數(shù)千歐姆。幅值為-β1u的反射暫態(tài)電壓又從Ps處往回傳播，tr1時(shí)刻第二次到達(dá)右側(cè)傳感器，

然后傳播至擊穿點(diǎn)時(shí)再次發(fā)生折反射，由于此時(shí)擊穿點(diǎn)對(duì)地短路，折反射系數(shù)可根據(jù)公式（7）

計(jì)算，折射系數(shù)α2為0，反射系數(shù)β2為-1，波形為全負(fù)反射。故幅值為β1u的反射暫態(tài)電壓行

波再次向Pn處傳播，在td1時(shí)刻第三次到達(dá)右側(cè)傳感器，繼續(xù)傳播至Pn處再次發(fā)生折反射，幅

2

值為β1u的反射暫態(tài)電壓行波在tr2時(shí)刻第四次到達(dá)右側(cè)傳感器。如此不斷重復(fù)，直至?xí)簯B(tài)電

壓行波衰減至零，形成典型的行波過程。

（）

2?????

?1=（5）

?????+?????+?????

??????

1???????????

?=（6）

?????+?????+?????

2×00???

根據(jù)圖5中的暫?態(tài)2電=壓傳播過=程0，;可?2得=到右側(cè)傳=感?器1處的暫態(tài)電壓理7論波形，如圖7所示，

0+??0+??

tn時(shí)刻至td1時(shí)刻暫態(tài)電壓傳播的距離為擊穿點(diǎn)至右側(cè)套管端部距離Ltn的兩倍。定義方形半波

周期Th=td1-tn。因此可根據(jù)公式（8）計(jì)算得到擊穿點(diǎn)到右側(cè)套管端部的距離Ltn，從而定位

擊穿點(diǎn)。

（）

T?×v

???=8

2

6

圖7右側(cè)傳感器處的暫態(tài)電壓理論波形

7定期檢測(cè)與維護(hù)

7.1超聲波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)定期檢測(cè)與維護(hù)

超聲波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)定期檢測(cè)與維護(hù)要求如下：

a)使用中的系統(tǒng)應(yīng)每3年檢驗(yàn)一次，以保障測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確可靠；

b)通過超聲波校準(zhǔn)儀從GIL外殼的不同位置注入校驗(yàn)信號(hào)，用于模擬GIL設(shè)備不同部位

發(fā)生擊穿放電，通過檢驗(yàn)系統(tǒng)能否準(zhǔn)確檢測(cè)校驗(yàn)信號(hào)，驗(yàn)證系統(tǒng)測(cè)量性能是否滿足要求；

c)同一校驗(yàn)位置，傳感器波形幅值與出廠檢驗(yàn)的線性誤差應(yīng)不超過±20%。

7.2電壓行波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)定期檢測(cè)與維護(hù)

電壓行波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)定期檢測(cè)與維護(hù)要求如下：

a)使用中的系統(tǒng)應(yīng)每3年定期檢驗(yàn)一次，以保障測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確可靠；

b)通過標(biāo)準(zhǔn)陡波源從GIL套管處注入，對(duì)監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)中的定位功能進(jìn)行檢測(cè)。也可利

用GIL熱備用轉(zhuǎn)檢修狀態(tài)時(shí)，接地開關(guān)合閘時(shí)激發(fā)的暫態(tài)電壓進(jìn)行檢測(cè)，驗(yàn)證系統(tǒng)測(cè)量性能

是否滿足要求；

c)電壓傳感器的分壓比校驗(yàn)應(yīng)按照出廠檢驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)、定期校驗(yàn)分別進(jìn)行；通過GIL

交接耐壓試驗(yàn)時(shí)的試驗(yàn)電壓，對(duì)電壓傳感器的分壓比進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)，校驗(yàn)電壓為設(shè)備額定運(yùn)

行電壓；分壓比定期校驗(yàn)相比現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)變化不宜超過5%。

7

附錄A

（資料性）

擊穿定位原理

A.1超聲波法

GIL設(shè)備的內(nèi)部缺陷（高壓導(dǎo)體或外殼上的突出物、絕緣子上的微?；驓馀?、懸浮電極、

自由微粒等）在耐壓試驗(yàn)或運(yùn)行過程，可能會(huì)誘發(fā)擊穿放電現(xiàn)象，超聲波法擊穿放電定位的

原理是利用布置在GIL上的多個(gè)超聲波傳感器，監(jiān)測(cè)GIL發(fā)生擊穿放電時(shí)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)，

通過對(duì)其信號(hào)幅值、時(shí)間等信息計(jì)算分析定位擊穿故障點(diǎn)。

圖A.1超聲波法原理示意圖

A.2暫態(tài)電壓行波法

GIL設(shè)備在擊穿時(shí)將產(chǎn)生類似特快速暫態(tài)過電壓的過電壓沖擊，其傳播速度快，放電波

形上升沿陡（接近50ns），采用具有寬頻特性的電容性電壓傳感器（10Hz~100MHz頻響特性

較好）可完整記錄擊穿時(shí)產(chǎn)生的過電壓。由于過電壓波頭較陡，因此很好確定波形起始時(shí)刻，

利用多傳感器所接受到過電壓波形的不同起始時(shí)刻，結(jié)合傳感器之間距離和過電壓行波傳播

速度，可準(zhǔn)確計(jì)算出擊穿位置。據(jù)此原理在GIL兩端可采用內(nèi)置電容式電壓傳感器，建立基

于放電陡行波法的放電定位系統(tǒng)，便于查找氣體絕緣金屬封閉輸電線路放電點(diǎn)，縮短排查時(shí)

間，提高檢修效率。

8

附錄B

（資料性）

傳感器的安裝方法

B.1超聲波傳感器

各傳感器應(yīng)安裝穩(wěn)固可靠，確保傳感器的信號(hào)采集部位通過耦合劑與被測(cè)殼體充分接觸，

且有一定的壓緊力，檢測(cè)期間不應(yīng)出現(xiàn)移位、滑落等現(xiàn)象，可采用綁扎方式安裝，如圖B.1

所示。

圖B.1超聲波傳感器安裝方式

B.2電壓傳感器

傳感器安裝不應(yīng)改變GIL的電氣聯(lián)接方式，不應(yīng)影響GIL的密封性能、絕緣性能、機(jī)械強(qiáng)

度等，如圖B.2所示。

圖B.2電壓傳感器安裝方式

9

附錄C

（資料性）

擊穿放電的典型波形

C.1超聲波法擊穿放電的典型波形

GIL發(fā)生擊穿放電時(shí)，疑似擊穿點(diǎn)附近相鄰的3個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)到的故障暫態(tài)波形如圖C.1

所示，擊穿放電波形特征如下：

a)1號(hào)傳感器采集到的信號(hào)波形幅值最大、發(fā)生時(shí)刻也最早；

b)由于GIL擊穿放電的能量較大，在其額定電壓及以上破壞性放電時(shí)，擊穿點(diǎn)附近采集

的超聲信號(hào)幅值一般呈超量程狀態(tài)，且持續(xù)時(shí)間一般超過40ms；

c)擊穿放電超聲信號(hào)具有突發(fā)性，擊穿放電超聲信號(hào)波形一般表現(xiàn)為呈指數(shù)衰減的振

蕩波形；

d)由于GIL內(nèi)絕緣氣體和金屬殼體對(duì)超聲信號(hào)高頻部分的強(qiáng)衰減性，距擊穿點(diǎn)較遠(yuǎn)采集

的超聲信號(hào)振蕩波形頻率較低，可低至幾百赫茲。

圖C.1擊穿放電典型波形

C.2暫態(tài)電壓行波法擊穿放電的典型波形

GIL發(fā)生擊穿放電時(shí)，典型電壓波形如圖C.2所示，擊穿放電波形特征如下：

a)耐壓時(shí)盆式絕緣子閃絡(luò)激發(fā)的暫態(tài)電壓持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，超過2ms，首次半波陡變時(shí)間

約為130ns，首次電壓突變激發(fā)的瞬時(shí)頻率接近35MHz；

b)運(yùn)行時(shí)支柱絕緣子閃絡(luò)激發(fā)的單次暫態(tài)電壓持續(xù)時(shí)間較短，約為150us，首次半波陡

變時(shí)間約為760ns，首次電壓突變激發(fā)的瞬時(shí)頻率相對(duì)較低，接近3.5MHz；

c)耐壓時(shí)絕緣氣隙擊穿激發(fā)的暫態(tài)電壓持續(xù)時(shí)間較短，低于1ms，首次半波陡變時(shí)間最

短，約為120ns，首次電壓突變激發(fā)的瞬時(shí)頻率較高，接近35MHz；

d)暫態(tài)電壓行波的主頻分量、方形半波周期與擊穿點(diǎn)和套管端部的距離密切相關(guān)，距

離越近，方形半波周期越短，頻率越高。當(dāng)擊穿點(diǎn)距離測(cè)點(diǎn)很近時(shí)，所記錄的暫態(tài)電壓沒有

明顯的行波過程，電壓信號(hào)只有一次陡變；

e)此外通過暫態(tài)電壓行波的時(shí)頻變換，分析瞬時(shí)高頻分量的變化規(guī)律，可準(zhǔn)確判斷GIL

是否由于絕緣擊穿激發(fā)的暫態(tài)行波過程引發(fā)多次放電，使GIL內(nèi)部出現(xiàn)多個(gè)絕緣擊穿點(diǎn)。

10

a）盆式絕緣子閃絡(luò)的整體電壓波形b）盆式絕緣子閃絡(luò)的局部電壓波形

c）絕緣氣體間隙擊穿的整體電壓波形d）絕緣氣體間隙擊穿的局部電壓波形

圖C.2擊穿放電典型波形

11

附錄D

（資料性）

典型案例分析

D.1超聲波法擊穿定位案例

XXXX年XX月XX日0時(shí)7分22秒，某GIL線路差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，故障相別A相。故障后，GIL超

聲擊穿定位系統(tǒng)顯示故障瞬間有2個(gè)傳感器檢測(cè)到較大幅值超聲信號(hào)，如表D.1所示。

表D.1擊穿定位系統(tǒng)監(jiān)測(cè)信息表

傳感器編號(hào)幅值(V)接收時(shí)間傳感器位置坐標(biāo)(m)IED編號(hào)

XXXX-XX-XX

IED+24-112.1951327IED+24

00：07：22280

XXXX-XX-XX

IED196-19.8441358IED196

00：07：22284

圖D.1IED+24-1傳感器監(jiān)測(cè)到首波波形

圖D.2IED196-1傳感器監(jiān)測(cè)到首波波形

12

圖D.3IED+24-1與IED196-1首波時(shí)差

2個(gè)傳感器位于GIL的G120A相氣室，對(duì)應(yīng)安裝位置分別為管廊內(nèi)距右側(cè)出口1327m、1358m。

如傳感器布置位置示意圖D.4，初步判定擊穿位置為IED+24-1與IED196-1兩個(gè)傳感器之間，

擊穿時(shí)刻為t0，IED+24-1、IED196-1接收到首播時(shí)刻分別為t1、t2，兩個(gè)傳感器距離擊穿點(diǎn)

距離分別為L(zhǎng)1、L2。

圖D.4超聲波傳感器布置位置示意圖

計(jì)算公式如下：

（）

（）

?2??0?v=?2D.1

式中，v=3200m/s，為超聲波在GIL上傳播的速度。計(jì)算得L1≈9.476m，判斷擊穿點(diǎn)位于

?1??0?v=?1D.2

IED+24-1傳感器右側(cè)9.5m，即距離右側(cè)管廊出口1336.5m處，如圖D.5所示。

圖D.5擊穿位置示意圖

對(duì)疑似故障氣室氣體開展了分解物檢測(cè)，檢測(cè)到SO2和H2S特征氣體，相鄰4個(gè)氣室氣體組

分檢測(cè)無異常。氣室歷次氣體組分檢測(cè)結(jié)果詳見表D.2。

表D.2故障氣室分解物檢測(cè)結(jié)果

檢測(cè)時(shí)間SO2(uL/L)H2S(uL/L)

2022-2-121:281.50

2022-2-122:402.30.2

13

2022-2-123:064.30

2022-2-126:3610.10.2

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)解體驗(yàn)證擊穿位置為管廊內(nèi)距右側(cè)出口1336m處，故障類型為滑動(dòng)三支柱絕緣子

支柱擊穿放電，與超聲法擊穿放電定位結(jié)果相差約0.5m。

圖D.6擊穿點(diǎn)解體驗(yàn)證

D.2暫態(tài)電壓法擊穿定位案例

某GIL在現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)中，采用串聯(lián)諧振耐壓的方式從左對(duì)GIL設(shè)備進(jìn)行耐壓，在電壓瞬

時(shí)值為814kV時(shí)GIL內(nèi)部發(fā)生第一次閃絡(luò)。暫態(tài)電壓行波法檢測(cè)結(jié)果如圖D.5所示：左測(cè)點(diǎn)

所測(cè)暫態(tài)電壓從814kV快速跌落至-60kV，沒有出現(xiàn)振蕩。初步判斷擊穿點(diǎn)距離左側(cè)測(cè)點(diǎn)較

近，電壓被接地點(diǎn)鉗制，沒有明顯變化。但是右側(cè)測(cè)點(diǎn)所測(cè)電壓從814kV經(jīng)過4.5ms才降至

-30kV。暫態(tài)電壓由一系列連續(xù)的正負(fù)方波組成，方波的幅值逐漸減小，上升沿或下降沿逐

漸變緩，期間共經(jīng)歷了近60個(gè)振蕩周期。

圖D.7GIL第1次擊穿時(shí)暫態(tài)電壓系統(tǒng)記錄的故障電壓波形

由于在GIL內(nèi)部發(fā)生擊穿放電，擊穿點(diǎn)電壓將迅速跌落，并形成暫態(tài)電壓行波分別向兩

端傳播。由于現(xiàn)場(chǎng)交接耐壓試驗(yàn)時(shí)，右側(cè)套管未接架空線，因此等效為開路。廠家提供的GIL

設(shè)備等效波阻抗為76Ω，GIL套管端部外殼對(duì)地的波阻抗較大，為數(shù)千歐。因此暫態(tài)電壓在

此處的折射系數(shù)α1約為0，反射系數(shù)β1約為1，等效為正全反射。在接地點(diǎn)處折射系數(shù)α2為0，

反射系數(shù)β2為-1，等效為全負(fù)反射。

暫態(tài)電壓波頭前部展開如圖D.6所示。根據(jù)前文對(duì)測(cè)點(diǎn)電壓理論波形的分析，發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)

暫態(tài)電壓波形沒有幅值為0的臺(tái)階。主要是因此實(shí)際工程中右側(cè)測(cè)點(diǎn)距離套管端部的距離較

短，約為9m，因此從波形首次到達(dá)時(shí)刻tn至右側(cè)套管端部反射波首次到達(dá)時(shí)刻tr1之間的時(shí)

間較短，理論上低于60ns，明顯小于絕緣擊穿產(chǎn)生的暫態(tài)電壓陡變時(shí)間，約為110ns。因此

在tn至tr1之間在電壓為0時(shí)沒有明顯持續(xù)時(shí)間。

14

圖D.8暫態(tài)電壓波形的前部展開

圖D.9暫態(tài)電壓波形的下降沿觸發(fā)點(diǎn)

從圖D.6可確定擊穿暫態(tài)電壓td1和tn之間的相對(duì)位置，得到方形半波周期Th約為

38.658μs。根據(jù)GIL廠家提供的等效電容(45pF/m),等效電感(0.26μH/m)和等效電阻(3.33

μΩ/m)，理論計(jì)算得到暫態(tài)電壓在該1100kVGIL中的傳播速度v為292.4m/μs。并利用前

期現(xiàn)場(chǎng)定位結(jié)果和實(shí)際擊穿位置進(jìn)一步修正傳播速度v為292.553m/μs。該回GIL兩端傳感器

距離L為5651.9m，傳感器距離套管端部距離Lis和Lin均為8.9m。因此根據(jù)單端定位算法計(jì)

算擊穿點(diǎn)距離GIL套管左端距離Lts為

（D.4）

選取暫態(tài)電壓首次出現(xiàn)明顯變化的點(diǎn)作為暫態(tài)電壓起始點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)時(shí)刻即為行波到達(dá)測(cè)

點(diǎn)的時(shí)刻。如圖D.6，根據(jù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄信息，確定左側(cè)觸發(fā)點(diǎn)精確時(shí)刻tgs為10時(shí)

33分37秒393539380納秒。左側(cè)測(cè)點(diǎn)所測(cè)波形起始時(shí)刻ts距離觸發(fā)點(diǎn)間隔49個(gè)采樣點(diǎn)，由

于采樣率為250MHz，時(shí)間分辨率為4ns，可知觸發(fā)點(diǎn)比起始點(diǎn)晚196ns，電壓行波到達(dá)左側(cè)測(cè)

點(diǎn)的準(zhǔn)確時(shí)刻ts為10時(shí)33分37秒393539184納秒。再根據(jù)數(shù)據(jù)記錄信息確定右側(cè)觸發(fā)點(diǎn)精

確時(shí)刻tgn為10時(shí)33分37秒393558960納秒。右側(cè)測(cè)點(diǎn)所測(cè)波形起始點(diǎn)tn距離觸發(fā)點(diǎn)間隔

15

121個(gè)采樣點(diǎn)，可知觸發(fā)點(diǎn)比起始點(diǎn)晚484ns，電壓行波到達(dá)右側(cè)測(cè)點(diǎn)的準(zhǔn)確時(shí)刻tn為10時(shí)33

分37秒393558476納秒。根據(jù)雙端定位算法計(jì)算擊穿點(diǎn)距離套管左端距離Lts為

（D.5）

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)解體驗(yàn)證，在距離左側(cè)套管端部10m的盆式絕緣子發(fā)現(xiàn)擊穿點(diǎn)。實(shí)際擊穿點(diǎn)與系

統(tǒng)單端算法結(jié)果相差約5m，與雙端算法結(jié)果相差約2.9m。

圖D.10擊穿點(diǎn)解體驗(yàn)證

16

目次

前言........................................................................................................................................................................II

1范圍...................................................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件..............................................................................................................................................1

3術(shù)語和定義......................................................................................................................................................1

4監(jiān)測(cè)系統(tǒng)..........................................................................................................................................................1

5技術(shù)要求..........................................................................................................................................................2

6監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布置..........................................................................................................................................4

6擊穿放電信號(hào)監(jiān)測(cè)與定位..............................................................................................................................4

7定期檢測(cè)與維護(hù)..............................................................................................................................................7

附錄A（資料性附錄）擊穿定位的原理............................................................................................................8

附錄B（資料性附錄）傳感器的安裝方法........................................................................................................9

附錄C（資料性附錄）擊穿放電的典型波形..................................................................................................10

附錄D（資料性附錄）典型案例分析..............................................................................................................12

I

氣體絕緣金屬封閉輸電線路擊穿放電監(jiān)測(cè)與定位技術(shù)導(dǎo)則

1范圍

本文件規(guī)定了氣體絕緣金屬封閉輸電線路（Gas-insulatedTransmissionLines，以下簡(jiǎn)稱

“GIL”）擊穿放電監(jiān)測(cè)與定位的內(nèi)容、方法和一般技術(shù)要求。

本文件適用于額定電壓72.5kV~1100kV的交流GIL擊穿放電監(jiān)測(cè)與定位，其他電壓等

級(jí)的GIL參照?qǐng)?zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期

的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改單）適用于本文件。

GB/T4208-2017外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼）

GB/T6587-2012電子測(cè)量?jī)x器通用規(guī)范

GB/T18268.1-2010測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室用的電設(shè)備電磁兼容性要求第1部分：通用

要求

DL∕T978-2018氣體絕緣金屬封閉輸電線路技術(shù)條件

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

擊穿放電breakdowndischarge

在電壓作用下絕緣失效有關(guān)現(xiàn)象，即其中的絕緣材料完全被短接而遭到破壞。

3.2

監(jiān)測(cè)IEDMonitoringIntelligentElectronicDevice

從外部源接收和傳送GIL擊穿放電產(chǎn)生的超聲波或行波信號(hào)的智能電子設(shè)備。

4監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

4.1超聲波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

超聲波法GIL擊穿放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要由超聲波傳感器、監(jiān)測(cè)IED、監(jiān)測(cè)定位主機(jī)三

部分組成，監(jiān)測(cè)IED也可與超聲波傳感器整合成一體式。結(jié)構(gòu)組成如圖1所示；

監(jiān)測(cè)定位主機(jī)包括通訊授時(shí)模塊，主機(jī)（服務(wù)器）等設(shè)備，通訊授時(shí)模塊通過光纖或無

線通訊方式與監(jiān)測(cè)IED實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和同步數(shù)據(jù)交互，通訊授時(shí)模塊將匯聚的數(shù)據(jù)通過通

訊線纜傳遞給主機(jī)。

1

圖1超聲波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

4.2電壓行波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

電壓行波法GIL擊穿放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要分為三級(jí)，分別為：電壓傳感器、監(jiān)測(cè)IED、

存儲(chǔ)控制單元。結(jié)構(gòu)組成如圖2所示；

存儲(chǔ)控制單元包括交換機(jī)，控制主機(jī)（服務(wù)器）等設(shè)備，監(jiān)測(cè)IED通過光纖與交換機(jī)

相聯(lián)；存儲(chǔ)控制單元對(duì)各測(cè)點(diǎn)的暫態(tài)電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)分析，提取暫態(tài)電壓幅值以及到達(dá)每

個(gè)測(cè)點(diǎn)的精確到達(dá)時(shí)刻。

圖2電壓行波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

5技術(shù)要求

5.1超聲波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

5.1.1超聲波傳感器

超聲波傳感器主要技術(shù)要求如下：

a)傳感器有效帶寬不應(yīng)低于20kHz～200kHz；

b)傳感器峰值靈敏度不宜小于60dB(V/(m/s))，均值靈敏度不宜小于40dB(V/(m/s))；

c)所有傳感器之間的峰值靈敏度最大差值應(yīng)不大于3dB；

d)傳感器防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于IP65。

5.1.2監(jiān)測(cè)IED

監(jiān)測(cè)IED主要技術(shù)要求如下：

2

a)監(jiān)測(cè)IED的通道采樣速率不低于1MS/s；

b)監(jiān)測(cè)IED應(yīng)具備擊穿信號(hào)采集后同步報(bào)警、自動(dòng)定位功能，還應(yīng)具備報(bào)警觸發(fā)參數(shù)調(diào)

節(jié)功能；

c)監(jiān)測(cè)IED應(yīng)具備時(shí)間同步功能，相鄰監(jiān)測(cè)IED之間時(shí)間同步差誤應(yīng)不超過1ms；

d)監(jiān)測(cè)IED應(yīng)具備自檢功能，具備檢測(cè)數(shù)據(jù)異常、功能故障、通信中斷等異常報(bào)警功能；

e)監(jiān)測(cè)IED應(yīng)具備現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)測(cè)試接口，方便開展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和檢測(cè)；

f)監(jiān)測(cè)IED相對(duì)于GIL外殼的絕緣電阻應(yīng)不小于50MΩ；

g)監(jiān)測(cè)IED的電源輸入端對(duì)地工頻絕緣耐壓不低于2kV，暫態(tài)地電位升承受能力不低于

5kV；

h)監(jiān)測(cè)IED外殼防護(hù)性能應(yīng)符合GB4208-2017中IP65的要求,環(huán)境適應(yīng)性能應(yīng)滿足GB/T

6587-2012中5.9.1.4、5.9.2.4、5.9.3.4、5.9.4.4、5.10.3、5.12.3的要求；

i)監(jiān)測(cè)IED電磁兼容性能應(yīng)滿足GB/T18268.1-2010的要求。

5.1.3監(jiān)測(cè)定位主機(jī)

監(jiān)測(cè)定位主機(jī)主要技術(shù)要求如下：

a)監(jiān)測(cè)定位主機(jī)應(yīng)接入GIL所在線路斷路器跳閘信號(hào)的遠(yuǎn)動(dòng)開關(guān)量，輔助判別，避免系

統(tǒng)誤報(bào)；

b)監(jiān)測(cè)定位主機(jī)對(duì)各測(cè)點(diǎn)的超聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)分析，提取超聲波電壓幅值以及到達(dá)

每個(gè)測(cè)點(diǎn)的精確到達(dá)時(shí)刻；

c)監(jiān)測(cè)定位主機(jī)自動(dòng)計(jì)算超聲波到達(dá)相鄰兩側(cè)測(cè)點(diǎn)的時(shí)差，快速確定擊穿放電位置。

5.2電壓行波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

5.2.1電壓傳感器

電壓傳感器主要技術(shù)要求如下：

a)有效頻帶不應(yīng)低于5Hz～100MHz，電壓傳感器距離出線套管不宜超過15m；

b)電壓傳感器應(yīng)采用電容分壓原理，在GIL手孔內(nèi)設(shè)置感應(yīng)電極，應(yīng)以絕緣方式可靠固

定在手孔蓋板上，感應(yīng)電極及其固定部件應(yīng)滿足GIL中電場(chǎng)分布的要求，電容分壓信號(hào)引出

應(yīng)滿足GIL氣體密封要求，感應(yīng)電極相對(duì)于手孔蓋板的絕緣電阻應(yīng)滿足電容分壓的性能要求，

見表1；

表1電壓傳感器絕緣性能要求

序號(hào)試驗(yàn)條件試驗(yàn)項(xiàng)目性能要求

1正常試驗(yàn)絕緣電阻≥100MΩ（使用500V兆歐表測(cè)量）

2大氣條件工頻耐壓50Hz、1min工頻耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓有效值500V

5.2.2監(jiān)測(cè)IED

監(jiān)測(cè)IED主要技術(shù)要求如下：

a)監(jiān)測(cè)IED宜與GIL傳感器一體化安裝，與GIL外殼共地；

b)監(jiān)測(cè)IED采樣率不低于250MS/s，模擬帶寬不低于100MHz，宜具有陡度觸發(fā)模式，單

次記錄長(zhǎng)度不宜低于100ms；

c)監(jiān)測(cè)IED的電源輸入端對(duì)地工頻絕緣耐壓不低于20kV，暫態(tài)地電位升承受能力不低于

50kV；

d)授時(shí)模塊的時(shí)間分辨率不宜低于10ns；

e)監(jiān)測(cè)IED外殼防護(hù)性能應(yīng)符合GB4208-2017中IP65的要求，環(huán)境適應(yīng)性能應(yīng)滿足GB/T

6587-2012中5.9.1.4、5.9.2.4、5.9.3.4、5.9.4.4、5.10.3、5.12.3的要求；

f)監(jiān)測(cè)IED電磁兼容性能應(yīng)滿足GB/T18268.1-2010的要求。

5.2.3存儲(chǔ)控制單元

3

存儲(chǔ)控制單元主要技術(shù)要求如下：

a)存儲(chǔ)控制單元自動(dòng)計(jì)算暫態(tài)電壓到達(dá)GIL兩側(cè)測(cè)點(diǎn)的時(shí)差，快速確定擊穿故障位置；

b)存儲(chǔ)控制單元至少可接入6個(gè)監(jiān)測(cè)IED。

6監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布置

6.1超聲波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布置

超聲波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布置要求如下：

a)超聲波傳感器應(yīng)采用外置式，傳感器的安裝不應(yīng)改變被監(jiān)測(cè)GIL設(shè)備的結(jié)構(gòu)與連接，

不應(yīng)影響GIL設(shè)備的密封性能、絕緣性能、機(jī)械強(qiáng)度等。傳感器安裝應(yīng)穩(wěn)固可靠，傳感器信

號(hào)線纜應(yīng)合理安排走線，避免因傳感器自身振動(dòng)和信號(hào)線纜晃動(dòng)造成干擾,戶外安裝的傳感

器還應(yīng)加裝必要的防護(hù)措施，見附錄B；

b)在超聲波傳感器與GIL外殼間應(yīng)均勻涂抹專用耦合劑并適當(dāng)施加壓力，以盡可能減小

檢測(cè)信號(hào)的衰減；

c)GIL的每個(gè)氣室至少布置一個(gè)超聲波傳感器，對(duì)于長(zhǎng)度大于30m的GIL氣室，宜每30m

增加一個(gè)超聲波傳感器；

d)超聲波傳感器應(yīng)布置在GIL設(shè)備筒體中下部，且在同一角度上；

e)超聲波傳感器的布置位置應(yīng)距離盆式絕緣子、伸縮節(jié)、GIL拐角處50cm以上；

f)傳感器距離監(jiān)測(cè)IED電纜不宜超過20m；

g)監(jiān)測(cè)IED的裝設(shè)應(yīng)滿足：與附近高壓帶電部件和區(qū)域具有足夠的安全距離；有效防護(hù)

雷電、開關(guān)操作產(chǎn)生的過電壓和地電位升高；不產(chǎn)生涉及電源、電磁兼容和網(wǎng)絡(luò)通訊等安全

隱患，不影響變電站其他系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

6.2電壓行波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布置

電壓行波法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布置要求如下：

a)宜在GIL兩端出線側(cè)布置測(cè)點(diǎn)，用基于雙端行波定位和單端行波定位方法共同實(shí)現(xiàn)

GIL內(nèi)擊穿放電的監(jiān)測(cè)和定位；

b)適用于長(zhǎng)度不小于50m的GIL，長(zhǎng)度較長(zhǎng)GIL（超過10km），宜在GIL中部每間隔10km

增加一個(gè)測(cè)點(diǎn)；

c)電壓傳感器布置位置距離GIL出線套管不宜超過15m；

d)新建GIL工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)留傳感器安裝手孔，位置避開T型或L型拐彎結(jié)構(gòu)以及盆式絕

緣子1米以上；

e)傳感器的安裝應(yīng)不影響GIL的絕緣和密封性能。

6擊穿放電信號(hào)監(jiān)測(cè)與定位

6.1超聲波法放電定位

基于超聲波法的GIL擊穿放電定位主要根據(jù)超聲波傳播至傳感器處的時(shí)差，以及在GIL

中的傳播速度等數(shù)據(jù)計(jì)算獲得擊穿點(diǎn)位置。詳細(xì)定位方法如下：

a)當(dāng)監(jiān)測(cè)到GIL所在線路斷路器跳閘信號(hào)時(shí)，啟動(dòng)故障自動(dòng)定位，將GIL跳閘相（A、B

或C相）該時(shí)間段內(nèi)傳感器信號(hào)根據(jù)幅值比較法進(jìn)行故障點(diǎn)初步定位，判斷原則為信號(hào)幅值

最大原則；

b)結(jié)合時(shí)差分析法進(jìn)行精確定位，判斷原則為發(fā)生時(shí)刻最早原則，如圖3所示，X1和X2

分別為擊穿點(diǎn)與左右側(cè)傳感器之間的距離。通過分別確定超聲波首次到達(dá)左右側(cè)傳感器的時(shí)

刻t1和t2，再根據(jù)超聲波在GIL中的傳播速度V（建議參考值3200m/s）、左右側(cè)傳感器之間

的距離X，可根據(jù)公式（1）、公式（2）計(jì)算得到X1，從而定位擊穿點(diǎn)；

4

（）

（）

??2+??1=X1

?2??1=?t2

圖3基于電壓行波的GIL中擊穿放電監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（）

c)時(shí)延關(guān)系一致的超聲波信X號(hào)?是?t判?V定設(shè)備可能存在擊穿放電的重要依據(jù)；

?1=3

d)GIL可能存在多于一個(gè)放電點(diǎn)2的情況，不同放電點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)可通過各傳感器

信號(hào)時(shí)延特征進(jìn)行分辨，應(yīng)將不同放電點(diǎn)產(chǎn)生的不同的超聲波信號(hào)時(shí)延分別進(jìn)行定位計(jì)算；

e)GIL設(shè)備A、B、C相的同一位置安裝的3個(gè)超聲波傳感器，當(dāng)其中一個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)到超

聲信號(hào)時(shí)，可將另外兩個(gè)傳感器作為環(huán)境背景信號(hào)傳感器，通過信號(hào)時(shí)域和頻域特征排除外

部干擾。

6.2電壓行波法放電定位

基于電壓行波的GIL擊穿放電定位主要根據(jù)行波傳播至傳感器處的時(shí)差、行波在GIL

中的傳播速度等數(shù)據(jù)計(jì)算獲得擊穿點(diǎn)位置。包括雙端行波定位和單端行波定位兩種方法：

1)雙端行波定位計(jì)算方法

當(dāng)t時(shí)刻在電壓為u時(shí)發(fā)生絕緣擊穿，將產(chǎn)生幅值與擊穿電壓相同，極性相反的暫態(tài)電壓

行波迅速向GIL兩端傳播。如圖4所示,Lss和Lsn分別為擊穿點(diǎn)與兩側(cè)傳感器之間的距離，暫

態(tài)電壓波形首次到達(dá)兩側(cè)傳感器的時(shí)刻為ts和