在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，局部放電（Partial Discharge, PD）測試儀是評估高壓電氣設(shè)備絕緣健康狀況的關(guān)鍵工具。其中，特高頻（UHF）傳感器扮演著至關(guān)重要的角色，它是捕捉設(shè)備內(nèi)部絕緣缺陷產(chǎn)生的特高頻電磁波信號的核心元件。

UHF傳感器的工作原理與優(yōu)勢

當(dāng)高壓電氣設(shè)備的絕緣材料內(nèi)部出現(xiàn)缺陷，如氣隙、雜質(zhì)或裂紋時，在電場作用下會發(fā)生微小的、局部的放電現(xiàn)象。這些放電會產(chǎn)生一系列物理效應(yīng)，其中就包括頻率在 300 MHz 至 3 GHz 范圍內(nèi)的瞬態(tài)電磁波。UHF傳感器本質(zhì)上就是一臺專為接收這些高頻電磁波而設(shè)計的小型天線。

UHF傳感器之所以被廣泛應(yīng)用于局放檢測，主要得益于其以下優(yōu)勢：

• 卓越的抗干擾能力： UHF信號的頻率遠(yuǎn)高于電力系統(tǒng)中常見的工頻噪聲和其他低頻干擾，這使得UHF傳感器能夠有效濾除雜波，確保檢測到的信號是真正的局部放電信號，極大提高了檢測的準(zhǔn)確性和信噪比。

• 高靈敏度： 即使是設(shè)備內(nèi)部微小的絕緣缺陷產(chǎn)生的微弱放電，UHF傳感器也能靈敏地捕捉到，有助于實現(xiàn)對設(shè)備絕緣問題的早期預(yù)警。

• 適用于封閉式設(shè)備： UHF信號在金屬外殼或氣體絕緣介質(zhì)中衰減小，非常適合檢測氣體絕緣開關(guān)設(shè)備 (GIS) 和充油變壓器這類具有金屬屏蔽結(jié)構(gòu)的設(shè)備。設(shè)備的金屬外殼能將內(nèi)部UHF信號有效傳導(dǎo)至外部傳感器，同時阻擋外部干擾。

UHF傳感器的主要應(yīng)用場景

UHF傳感器因其獨(dú)特的優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于各類高壓電氣設(shè)備的在線和離線局部放電檢測：

• 氣體絕緣開關(guān)設(shè)備 (GIS)： 這是UHF傳感器最典型的應(yīng)用領(lǐng)域。傳感器可內(nèi)置于GIS盆式絕緣子中，或外置于GIS腔體表面的測試端口，對GIS內(nèi)部的自由導(dǎo)電顆粒、懸浮電位、沿面放電等缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測。

• 電力變壓器： 通過安裝在變壓器油箱壁或套管底部的UHF傳感器，可以有效檢測油紙絕緣系統(tǒng)中的局部放電，如氣泡放電、沿面放電或繞組絕緣劣化。

• 高壓電纜及其附件： UHF傳感器常用于檢測電纜接頭、終端頭等關(guān)鍵部位的絕緣缺陷。某些探頭式的UHF傳感器甚至可以進(jìn)入電纜隧道進(jìn)行局部放電巡檢。

• 環(huán)網(wǎng)柜與組合電器： 這些設(shè)備雖然體積緊湊，但內(nèi)部絕緣復(fù)雜，UHF傳感器能提供有效的局部放電檢測能力，保障其運(yùn)行安全。

• 高壓套管： 作為連接設(shè)備與線路的關(guān)鍵絕緣件，套管內(nèi)部的局部放電也能被UHF傳感器有效捕獲。

總的來說，特高頻傳感器以其高靈敏度、強(qiáng)大的抗干擾能力和非侵入式檢測的特點(diǎn)，成為了現(xiàn)代局部放電測試儀中不可或缺的核心組件，為高壓電氣設(shè)備的安全運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。