气体绝缘金属封闭开关设备
局部放电带电检测异常判断手册

第 1 部分 超声波法



Abnormal Judgment Manual for Partial Discharge Onsite Testing
Technology of Gas Insulated Switchgear

Part 1 Ultrasonic

国网**省电力公司

I
目 次
1 异常判断标准 1
11 电晕放电 1
12 悬浮放电 2
13 颗粒 2
14 机械振动 3
2 异常判断流程 6
21 异常信号查找 6
22 干扰信号排 10
23 放电源位置精确定位 13
24 类型判断 20
3 异常判断注意事项 24
4 异常报告模板 24
5 常见异常情况数图谱 24
51 电晕放电 24
52 悬浮放电 26
53 颗粒 29
54 机械振动 30
附录 1：XX 变电站 GIS 设备带电检测超声波局部放电异常分析报告模板 34
附录 2：超声波法局部放电检测异常判断参考案例 36
附录 21：XX 变电站 126kV GIS 断路器超声波局部放电检测报告 36
附录 22：XX 变电站 110kV GIS 隔离开关超声波局部放电检测报告 38
附录 23：XX 变电站 252kV GIS 断路器超声波局部放电检测报告 40
附录 24：XX 变电站 126kV GIS 母线超声波局部放电检测报告 42
附录 25：XX 变电站 126kV GIS 电压互感器超声波局部放电检测报告 44
附录 26：XX 变电站 550kV GIS 电压互感器超声波局部放电检测报告 46
附录 28：XX 变电站 550kV HGIS 罐体超声波局部放电检测报告 52
附录 29：XX 变电站 252kV GIS 电压互感器超声波局部放电检测报告 57


1
气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试
异常判断手册
第 1 部分 超声波法
1 异常判断标准
连续模式效值峰值幅值超背景噪声 50Hz 100Hz 相关性出现判断存异常信
号
超声波局部放电检测发现种缺陷类型：电晕放电悬浮放电颗粒机械振动等参
表 1 示
表 1 异常类型判断
电晕放电 悬浮放电 颗粒 机械振动
信号水 低 高 高 高
峰值效值 低 高 高 高
50Hz 频率相关性 高 低 —
100Hz 频率相关性 低 高 —
相位关系 —
注 1：局部放电信号 50Hz 频率相关性指局部放电电源周期发生次放电机率机率越
50Hz 频率相关性越强局部放电信号 100Hz 频率相关性指局部放电电源周期发生 2 次放电
机率机率越100Hz 频率相关性越强
注 2：机械振动信号较复杂50Hz100Hz 相关性相位关系固定规律
11 电晕放电
111 放电类型判断
连续模式效值周期峰值较背景值明显偏50Hz 相关性100Hz 相关性特征明显 50Hz
相关性 100Hz 相关性相位模式具明显相位聚集效应工频周期表现簇单
峰导体壳体电晕放电图谱基致图 1 示

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 1 电晕放电典型图谱
般说导体毛刺位气室中心产生压力波会呈扇形整气室传递壳体外较
广范围接收信号壳体毛刺信号较集中放电处信号强
缺 陷 类 型 判 断

2
根 SF6 气体高频信号衰减特性通调整测量频带识中心导体壳体缺陷
检测带宽 10kHz~100kHz 改 10kHz~50kHz 时果信号幅值明显减表明壳体电晕放电
果信号变化表明导体电晕放电
112 严重程度判断
根现验毛刺般壳体导体电晕放电更具危险性信号高背景值应
根工况酌情处理
果电晕放电发生母线壳体信号峰值 Vpeak＜2mV（传感器 100 倍放信号值
）认危险继续运行
果电晕放电发生导体信号峰值 Vpeak＞2mV应停电处理密切监测
126kV 252kV 电压等级 GIS 设备述标准执行 363kV 电压等级 GIS
设备母线筒直径信号衰减较标准应视运行状况提高
断路器气室部结构更复杂应严格求
耐压程中发现电晕放电现象低标准值应进行处理缺陷消初始阶段
12 悬浮放电
121 放电类型判断
连续模式效值周期峰值较背景值明显偏100Hz 相关性特征明显相位模式具明
显相位聚集效应工频周期表现两簇双峰
验表明悬浮放电般发生断路器气室屏蔽松动电压互感器电流互感器气室绝缘支撑松
动偏离母线气室绝缘支撑松动偏离气室连接部位接插件偏离螺栓松动等
悬浮放电类型缺陷注意峰值外 50Hz 相关性（简称 Vf1） 100Hz 相关性
（简称 Vf2）典型图谱图 2 示

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 2 悬浮放电典型图谱
122 严重程度判断
126kV 252kV 电压等级 GIS 设备果 Vpeak＞10mV应缩短检测周期密切关注增长
量果 Vpeak＞20mV应停电处理 363kV 电压等级 GIS 设备应提高标准
GIS 部形成悬浮放电危险应加强监测条件应时处理
电压互感器气室钢质壳体 GIS 设备存磁滞伸缩效应会产生类似悬浮放电图谱
般幅值较 ABC 三相具类似图谱应加区分
13 颗粒
131 放电类型判断
连续模式效值周期峰值较背景值明显偏幅值稳定50Hz 相关性100Hz 相关性特征
明显相位模式明显相位聚集效应典型图谱图 3 示

3

a) 脉模式图谱 b) 相位模式图谱
图 3 颗粒典型图谱
132 严重程度判断
颗粒严重程度判断须脉模式图谱中结合信号峰值飞行时间综合判断图 4 示

图 4 脉模式颗粒严重程度判断示意图
运行中 GIS 设备果颗粒原始信号峰值：背景噪声< Vpeak < 20mV 飞行时间
T<50ms背景噪声< Vpeak < 10mV 50ms < T <100ms认设备安全
新投运 GIS 修 GIS 建议 Vpeak > 10mV 应处理
GIS 耐压试验程中旦发现颗粒应进行处理
颗粒存壳体盆式绝缘子表面 GIS 部存颗粒害机
运动信号会增会消失颗粒掉进壳体陷阱中运动等毛刺
14 机械振动
141 放电类型判断
GIS 中元件结构松动程度振动强度均机械振动信号较复杂50Hz 100Hz 相关性
相位关系固定规律相位分布呈现竖条状机械振动常见图谱图 5~图 14 示

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 5 机械振动常见图谱 1

4

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 6 机械振动常见图谱 2

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 7 机械振动常见图谱 3

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 8 机械振动常见图谱 4


5
a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 9 机械振动常见图谱 5

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 10 机械振动常见图谱 6

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 11 机械振动常见图谱 7

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 12 机械振动常见图谱 8

6

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 13 机械振动常见图谱 9

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 14 机械振动常见图谱 10

142 严重程度判断
a）电压互感器气室磁滞噪声引起机械振动信号 Vpeak >10mV 时应缩短检测周期密
切监测增长量
b）旦发现断路器气室存机械振动信号应缩短检测周期密切监测增长量必时检查
处理
c）气室 Vpeak >5mV 时应缩短检测周期密切监测增长量监测否出现放电现象
2 异常判断流程
GIS 超声波局部放电检测异常信号判断流程异常信号查找干扰排精确定位类型判断
等四步骤
21 异常信号查找
超声波局部放电检测仪检测点逐进行检测检测超声波信号背景信号致判断
正常异常信号首先 22 进行干扰信号排确定干扰信号继续检测点检测
确定部信号 23 24 分进行放电源位置精确定位类型判断
信号检测包括仪器连接设置工况检查信号检测
注：手册 AIA2 超声波检测仪例介绍异常信号查找流程型号仪器参执行
211 仪器连接设置
根现场需进行仪器接线包括两种方式：
传感器检测机直接连接图 15 示该方式适单操作图 16 示

7

图 15 传感器检测机直接连接 图 16 单检测
二传感器通前置放器检测机连接图 17 示放器增益选择 40dB该方式适
高处检测图 18 示

图 17 传感器通前置放器检测机连接 图 18 高处检测
接线完成开机键仪器启动图 19 示开机setup键进入参数设置图 20
示

图 19 合检测仪开关 图 20 参数设置
仪器前面板传感器（SENSOR）接口时 downup 信号源选择设置 Preamp100x
仪器面板传感器(BNC 1x)接口时 downup 信号源选择设置 BNC1x图 21 示

8

图 21 仪器传感器（SENSOR）接口信号源选择
键调整限频率 10kHz限频率 100kHz采系统默认参数图 22 示
Meas 键进入连续测量模式图 23 示

图 22 限频率设置 图 23 连续测量模式
212 仪器工况检查
仪器参数设置完成手指轻触传感器测试面观察仪器信号否变化判断整检测系统
否工作正常
213 信号检测
a) 背景信号检测
仪器调节量程连续模式进行背景信号检测现场空间噪声较时传感器置
空气中仪器测数背景值图 24 示现场空间噪声较时应传感器均匀
涂抹专耦合剂传感器置设备架构仪器测数背景值图 25 示

图 24 传感器空气中 图 25 传感器架构
b) 设备信号测试
移动终端扫描检测点标识条形码获取前检测点信息准备检测图 26 示清洁
壳体表面传感器检测点部位间均匀涂抹专耦合剂图 27 示传感器放置壳体检测点
适施加压力减检测信号衰减

9

图 26 移动终端扫描检测点条形码 图 27 传感器涂抹耦合剂
检测部位较低时单操作图 28 示

a）检测导体连接处 b）检测电流互感器

c）检测断路器方 d）检测断路器侧方
图 28 低处单检测
检测部位较高时宜传感器固定专检测杆进行检测检测程中应保持专检测杆稳
定图 29 示梯凳字梯等登高工具应避免接触外壳防止产生干扰


10
图 29 高处利专检测杆进行检测
连续模式进行检测观察信号变化情况信号峰值背景值相明显变化连续测量
模式中50Hz100Hz频率相关性认异常信号信号峰值明显增明显50Hz100Hz
频率相关性出现应首先进行干扰信号排确定设备部存异常信号进行信号源定位信号类
型识
信号普测时检测点检测时间少 15 秒干扰信号排放电源定位时检测点
检测时间少 30 秒
发现异常信号应进入相位模式脉模式进步分析测量前应进行信号步步
外步两种方式
步：
1仪器交流电源供电时面板开关拨IntSync侧时电源电压作步信号
图 30 示
加图
2线步装置根天线连接线步单元盒电源线线步器供电外
根天线连接仪器面板线接收位置仪器面板线开关（Radio OFFON）拨 ON
步开关拨步IntSync侧图 31 示
截图
外步：
交流耐压程中进行检测时仪器面板步开关拨ExtSync侧取试验（谐振）
电压作外步信号图 32 示
加图
连续测量模式Pulse 键进入脉测量模式图33示脉测量模式Phase 键
进入相位测量模式图 34 示

图 33 脉测量模式 图 34 相位测量模式
脉模式相位模式New键采集放电信号（ 1000 点）形成图谱图 35 示
脉模式相位模式采集完成 Store键进行保存连续模式实时图谱进行时保存
图 36 示

图 35 放电信号采集 1000 点 图 36 信号进行保存
22 干扰信号排

11
影响检测干扰信号般两种：电晕噪声磁滞噪声
221 电晕噪声信号排
外部较强电晕噪声通常会相 GIS 设备外壳产生明显干扰检测时会壳体测
明显异常信号该信号般具备典型电晕放电特征悬浮放电特征通常幅值较图 37图 38
示

图 37 产生电晕噪声干扰敞开式设备

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 38 电晕噪声干扰典型图谱
排干扰方法般两种分法遮盖法
a) 法
通检测周围空气中机构箱架构信号进行周围空气中机构箱架构均相似
信号初步判断外部电晕噪声干扰图 39 示

a）空气中背景噪声检测 b）架构背景噪声检测
图 39 法排干扰
b) 遮盖法
采吸音棉吸音垫异常信号部位进行遮盖图 40 示信号明显减终判断外

12
部噪声遮盖前超声信号图谱图 41图 42 示

图 40 遮盖法排干扰

图 41 遮盖前超声信号图谱 图 42 遮盖超声信号图谱
222 磁滞噪声信号排
钢材质壳体部负荷电流较时壳体磁滞噪声检测信号产生干扰GIS 电压
互感器铁心结构会产生磁滞噪声通常磁滞噪声干扰具较明显 100Hz 相关性幅值较
略背景噪声水般较区域均出现钢材质壳体产生磁滞噪声图谱图 43 示

a）连续模式图谱 b）相位模式图谱
图 43 钢材质壳体磁滞噪声图谱
GIS 电压互感器磁滞噪声图谱图 44 示

13

a）连续模式图谱 b）相位模式图谱
图 44 GIS 电压互感器磁滞噪声图谱
23 放电源位置精确定位
超声波局部放电定位方法分幅值法频率法时差法声电联合法具体流程图 45 示
幅值法 时差法 声电联合法频率法
信号
范围
壳体轴寻
找信号点
圆周寻找
信号点
GIS导
体信号
GIS壳
体信号
范
围

范
围

信号变
化情况
改变检
测带宽
GIS导
体信号
GIS壳
体信号
信
号
变
化

明
显
信
号
变
化
明
显
布置
传感器
示波器检测
传感器信号
找信号
超前位置
确定放
电源位置
布置特高频
超声波传感器
移动超声
波传感器
超声信号
否接特高
频信号
确定放电源
位置
否

放电源定位

图 45 放电源定位流程
231 幅值法定位
通移动传感器寻找信号位置先壳体轴方距离移动传感器观察信号幅值变化
确定轴信号位置然信号圆周移动传感器确定信号具体位置原
理图图 4647 示

14

图 46 轴移动传感器 图 47 圆周方移动传感器
定位程中通信号检测区域检测区域信号变化情况判断信号源外壳附
位导体附般说检测区域信号变化明显外壳信号检测区域信号变化
明显导体信号导体信号壳体信号区域差示意图图 48 示
A B
导体

图 48 导体信号壳体信号区域差示意图
232 频率法定位
通幅值法确定信号位置处固定传感器该位置采频率法确定放电源位 GIS 设备
壳体导体
根 SF6 气体高频信号衰减特性通改变检测带宽观察信号幅值变化判断放电源位置
检测带宽 10kHz~100kHz 改 10kHz~50kHz 时图 49 示信号变化明显位壳体图 50
示信号变化明显位导体图 51 示

图 49 AIA2 超声波局部放电测试仪检测带宽设置图

15

a）检测带宽 10kHz~100kHz 图谱 b）检测带宽 10kHz~50kHz 图谱
图 50 信号源壳体信号变化图谱

a）检测带宽 10kHz~100kHz 图谱 b）检测带宽 10kHz~50kHz 图谱
图 51 信号源导体信号变化图谱
233 时差法定位
疑似障部位放置两传感器首先达传感器信号作触发源采高速示波器检测
传感器信号超声波放电源传感器传播时间根超声波 GIS 媒质中传播速度
路径确定局部放电源具体位置时差法定位波形图图 52 示

图 52 时差法定位波形图
234 声电联合法定位
时检测超声波特高频信号时采声电联合法进行精确定位邻盆式绝缘子放置
特高频传感器特高频信号作放电起始时间壳体轴移动超声波传感器寻找超声波特高频
信号时差位置圆切面 P圆切面 P 绕壳体圆周移动超声波传感器寻找超声波信号特高频

16
信号时差位置 A已知超声波 SF6 气体传播速度约 140ms根时差计算超声波传输距离
终定位放电源位置声电联合法检测原理图图 53 示

a）轴移动 b）圆周移动

c）寻找时差位置 d）定位放电源
图 53 声电联合法定位原理示意图
特高频传感器固定放电源附盆式绝缘子移动超声波传感器通示波器观察寻找距离
特高频起始放电信号时差位置放电源进行精确定位现场检测图 54 示检测波形图 55
示

图 54 声电联合法定位检测现场图片

17

图 55 声电联合法定位检测波形图
放电源定位需基示波器局部放电定位分析仪操作：
仪器接线完成选择数字钮显示应通道信号波形图 56 示旋转幅值调节旋钮
选择信号幅值图 57 示

图 56 选择应通道信号波形

图 57 选择信号幅值
通垂直位置控制旋钮调节通道波形位置图 58 示


18
图 58 调节通道波形位置
通水扫描速度旋钮调节横坐标单位 10ms图 59 示

图 59 调节横坐标
开触发参数设置图 60 示显示屏方应源功钮选择触发波形信号通道
图 61 示

图 60 开触发参数设置 图 61 选择触发波形信号通道
调节触发值稍背景幅值图 62 示 runstop 钮绿色常亮显示动态波形图 63
示设置触发值略放电波形幅值图 64 示 single 键截取单放电波形图 65 示
runstop 键红色常亮时截取成功图 66 示截取应逐步调触发值直截取成功
图 67 示

图 62 调节触发值稍背景幅值 图 63 显示动态波形

19

图 64 设置触发值略放电波形幅值 图 65 截取单放电波形

图 66 波形截取成功 图 67 逐步调触发值截取波形
通水扫描速度旋钮调节横坐标单位 1ms 2ms图 68 示 single 截取放电波形
次截取选择合适放电波形图 69 示通position调节波形位置

图 68 调节横坐标单位 5ns 10ns 图 69 截取放电波形
测量键出现计算标线图 70 示通显示屏方功钮选择 X 轴图 71 示
分选择 X1 X2 X1X2 标线移两放电波形第波峰者波谷位置测量△ t

图 70 开计算标线 图 71 测量△t

20
24 类型判断
干扰排确定设备部异常信号定位异常信号进行类型识
连续模式信号幅值异常明显 50Hz 100Hz 相位相关性怀疑 GIS 设备部存颗
粒进步确认局部放电类型选择脉模式流程测试
连续模式信号异常具明显 50Hz 100 Hz 相位相关性怀疑 GIS 设备部存电晕放电
悬浮放电机械振动进步确认局部放电类型选择相位模式流程测试
241 缺陷类型基判断流程
缺陷类型判断基流程图 72 示

频率相关性
怀疑电晕放电
脉模式流程

调节参数
测量


相位模式流程
怀疑悬浮放电
机械振动
否
怀疑颗粒
50Hz相关性
＞
100Hz相关性
连续模式
异常信号


图 72 缺陷类型判断基流程图
连续模式调节仪器带宽增益等参数观察信号特征
具明显 50Hz 100Hz 相关性 50Hz 相关性 100Hz 相关性图 73 示初步怀疑
电晕放电 50Hz 相关性 100Hz 相关性图 74 示初步怀疑悬浮放电机械振动进
入相位模式流程进步检测

21

图 73 50Hz 相关性 100Hz 相关性 图 74 50Hz 相关性 100Hz 相关性
明显 50Hz 100Hz 相关性初步怀疑颗粒进入脉模式流程进步检测图 76
示

图 76 明显 50Hz 100Hz 相关性
242 脉模式流程
通连续模式检测发现信号幅值异常明显频率相位相关性怀疑 GIS 设备部存颗
粒进步确认局部放电类型选择脉模式流程测试脉模式流程图图 77 示


22
脉模式
结束
调节参数
测量
相位模式
结合定位判断
储存数
典型颗粒特征
信号溢出
否

否


图 77 脉模式流程图
脉模式调节仪器量程触发阈值等参数观察点分布特征
点分布具连续脉状典型特征图 78 示判断单颗粒

图 78 单颗粒脉模式图谱
具述特征颗粒机械振动采相位模式结合定位进步判断：
a) 相位模式具竖条状特征判断机械振动
b) 信号定位导体罐体中部判断机械振动
c) 信号集中罐体中部判断颗粒
243 相位模式流程
通连续模式检测发现信号异常具明显 50Hz 100 Hz 相位相关性怀疑 GIS 设备部存
电晕放电悬浮放电机械振动进步确认局部放电类型选择相位模式流程测试相位模式流程
图图 79 示

23
相位模式
结束

调节参数
测量
点分布
相位特征

机械振动
聚集簇
电晕放电

悬浮放电
否
保存数
聚集两簇

否

图 79 相位模式流程图
相位模式调节仪器量程触发阈值等参数观察点分布相位特征
点分布具明显相位特征工频周期表现簇单峰图 80 示判断电
晕放电

图 80 电晕放电相位模式图谱
点分布具明显相位特征工频周期表现两簇双峰图 81 示判断悬
浮放电

24

图 81 悬浮放电相位模式图谱
点分布明显相位特征工频周期表现簇呈竖条状分布图 82 示判断
机械振动

图 82 机械振动相位模式图谱
3 异常判断注意事项
31 运行设备某段区域存机械振现象该振频率较低手感觉出般伴超
声波局部放电信号长时间振造成部元件松动应缩短检测周期
32 工作状态互感器置绕组铁心会产生周期性交变电磁场产生特超声波信号
该信号般具明显 100Hz 相关性波形具典型称性特征悬浮电位信号图谱相似通
检测信号幅值区域等加区
33 超声波检测信号图谱呈现机械振动特征时判断设备部放电现象应结合特高频局部放
电气体组分分析等检测技术进行综合诊断
34 仅放电信号特征进行类型识应结合信号源位置设备部结构分布区域等进行综合
分析
35 检测仪器接良时会壳体传感器间产生微局部放电相位图中显示垂直线
应检查仪器接良次进行检测
4 异常报告模板
GIS 设备带电检测超声波局部放电异常分析报告模板见附录 1 示
5 常见异常情况数图谱
51 电晕放电
电晕放电般发生 GIS 设备壳体导体
511 导电杆电晕放电

25

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 83 导电杆电晕放电图谱

图 84 导电杆解体图片
分析：信号峰值约 15mV 50Hz 相关性较明显相位图谱明显出工频周期表现
簇单峰解体发现导电杆尖端毛刺
512 导电杆屏蔽罩电晕放电

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 85 导电杆屏蔽罩电晕放电图谱

26

图 86 导电杆解体图片
分析：信号峰值约 10mV50Hz 相关性较明显相位图谱明显出工频周期表现
簇单峰解体发现微金属丝附着屏蔽罩
513 母线壳体电晕放电

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 87 母线壳体电晕放电图谱

图 88 母线解体图片
分析：信号峰值约 13mV 50Hz 相关性较明显相位图谱明显出工频周期表现
簇单峰解体发现母线壳体明显划痕
52 悬浮放电
悬浮放电般发生 GIS 设备屏蔽部件松动绝缘支撑松动偏离气室连接部位插接件偏离螺
母松动等部位
521 断路器绝缘拉杆均压环松动产生悬浮放电

27

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 89 断路器绝缘拉杆均压环松动产生悬浮放电图谱

图 90 断路器解体图片
分析：断路器外壳测超声波信号峰值约420mV50Hz100Hz相关性均出现稳定100Hz
相关性 50Hz 相关性工频周期表现两簇双峰判断该断路器部存悬浮放电
解体发现提升杆均压环松动
522 屏蔽罩松动产生悬浮放电

a)连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 91 屏蔽罩松动产生悬浮放电图谱

28

图 92 检测部位解体图片
分析： GIS 出线气室测超声波信号幅值约 145mV50Hz 100Hz 相关性出现100Hz
相关性明显 50Hz 相关性工频周期表现两簇双峰判断部存悬浮放电
解体发现导电杆紧固螺栓松动
523 Compass 部均压环松动产生悬浮放电

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 93 均压环松动悬浮放电放电图谱

a)导电蚀痕迹 b)导均压环悬浮放电形成沟槽
图 94 Compass 解体图片
分析：断路器机构连杆处测超声波信号幅值约 700mV50Hz 100Hz 相关性出现 100Hz
相关性明显 50Hz 相关性解体发现均压环松动产生悬浮放电
524 电压互感器次绕组组件松动产生悬浮放电


29

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 95 电压互感器次绕组组件松动产生悬浮放电图谱

图 96 电压互感器解体图片
分析：电压互感器中部铭牌附时测信号幅值约 1100mV部位约 700mV 左右
50Hz 100Hz 相关性出现100Hz 相关性明显 50Hz 相关性工频周期表现两簇
双峰解体发现该电压互感器次绕组弹性连接组件接触良
53 颗粒
安装工艺分合闸操作容易设备部产生颗粒颗粒般存 GIS 设备罐体底
部水安装盆式绝缘子
531 母线筒罐体中颗粒

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 97 母线筒罐体中颗粒图谱

30

a) 解体图片 b) 解体图片
图 98 母线筒罐体中颗粒
分析：母线气室手孔附底部均测超声波信号信号幅值约 107mV50Hz 100Hz 相关性
明显相位模式工频周期明显相位聚集效应解体发现手孔壳体底部均量颗粒
532 母线筒罐体中颗粒

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 99 母线筒罐体中颗粒图谱

图 101 现场检测解体图片
分析：母线气室底部测明显超声波信号幅值约 18mV50Hz 100Hz 相关性出现解体
发现母线气室底部杂质
54 机械振动
机械振动般发生 GIS 设备屏蔽部件松动绝缘支撑松动偏离电压互感器铁心夹件紧固螺
栓松动气室连接部位插接件螺母松动等部位
541 出线电压互感器铁心机械振动

31

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 101 GIS 出线电压互感器铁心机械振动图谱

a) 超声信号处 b) 解体图片
图 102 出线电压互感器信号处解体图片
分析：电压互感中部测超声波局部放电信号幅值约 2mV50Hz 100Hz 相关性出现相位
模式呈现竖条状分布判断机械振动解体发现电压互感器铁心夹件紧固螺栓紧固程度导致
电压互感器铁心机械振动
542 母线电压互感器铁心机械振动

a)连续模式图谱 b)相位模式图谱
图 103 互感器铁心机械振动图谱

32

a) 测试电压互感器 b) 测试信号处
图 104 互感器超声信号处
分析：互感中部测超声波局部放电信号幅值约 145mV50Hz 100Hz 相关性出现相
位模式聚集点判断电压互感器铁心机械振动
543 避雷器端屏蔽松动引起机械振动


a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 105 避雷器端屏蔽松动引起机械振动图谱


a) 测试位置 b) 解体图片
图 106 避雷器测试位置解体图片
分析：避雷器测超声波局部放电信号幅值约 20mV50Hz 100Hz 相关性均出现相位模
式工频周期呈现竖条状分布解体发现 GIS 避雷器端导体处屏蔽松动导致机械振动
544 隔离开关屏蔽罩松动产生机械振动

33

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 107 GIS 隔离开关屏蔽罩松动产生机械振动图谱

图 108 GIS 隔离开关解体图片
分析：隔离开关外壳测超声波信号幅值 480mV 左右100Hz 相位相关性明显工频周
期表现簇判断部松动悬浮放电解体发现屏蔽罩松动


34
附录 1：XX 变电站 GIS 设备带电检测超声波局部放电异常分析报告模板






变电站 GIS 设备带电检测
超声波局部放电异常分析报告

























检测单位
检测员
检测日期

35

异常概况

二 检测象项目

三 检测仪器装置

四 检测数

五 综合分析

六 验证情况

七 结建议

注：异常报告需包含限容应相关图谱图片等




36
附录 2：超声波法局部放电检测异常判断参考案例
附录 21：XX 变电站 126kV GIS 断路器超声波局部放电检测报告
异常概况
检测员某 110kV 变电站 GIS 设备进行带电检测工作时发现 104 断路器外壳测超声波
局部放电信号较信号峰值 250mV50Hz 100Hz 相关性较稳定判断该断路器部存
放电
二 检测象项目
检测象：某 110kV 变电站 126kV GIS 设备
检测项目：超声波局部放电检测
三 检测仪器装置
检测仪器：超声波局部放电检测仪（AIA2挪威 TRANSNOR 公司）
四 检测数
超声波信号连续模式相位模式图谱图 11 示

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 11 126kV GIS 断路器提升杆均压环放电信号图
五 综合分析
126kV GIS 断路器外壳测信号峰值 250mV50Hz 100Hz 相关性较稳定判断该
断路器部存放电
六 验证情况
解体发现该断路器提升杆均压环缺乏效固定运行程中松动形成悬浮放电解体放电痕
迹见图 12 示

37

a) 提升杆 b) 均压环
图 12 GIS 提升杆均压环图片
七 结建议
126kV GIS 断路器外壳测信号峰值 250mV50Hz 100Hz 相关性较稳定判断该
断路器部存放电解体发现提升杆均压环缺乏效固定运行程中容易松动产生悬浮放电
建议安装设备程中严格控制安装质量施工工艺加强施工工艺监周期设备进行
巡视检查时发现设备隐患保证设备安全运行

电火花放
电灼伤绝
缘部件
悬 浮 放 电
形成沟槽

38
附录 22：XX 变电站 110kV GIS 隔离开关超声波局部放电检测报告
异常概况
检测员某 110kV 变电站 GIS 设备进行带电检测工作时发现 1042 断路器外壳测超声
波局部放电信号较信号峰值 420mV 左右呈现 100Hz 相位相关性明显判断部松动引起悬
浮放电解体发现导电杆屏蔽罩松动
二 检测象项目
检测象：某 110kV 变电站 126kV GIS 设备
检测项目：超声波局部放电检测
三 检测仪器装置
检测仪器：超声波局部放电检测仪（AIA2挪威 TRANSNOR 公司）
四 检测数
超声波信号连续模式相位模式图谱图 21 示

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 21 隔离开关导电杆屏蔽罩松动图谱
五 综合分析
110kV GIS 隔离开关外壳测信号峰值 420mV50Hz 100Hz 相关性较稳定判断
该断路器部存放电
六 验证情况
解体发现屏蔽罩松动图 22 示


39
图 22 GIS 隔离开关部解体图片
七 结建议
126kV GIS 隔离开关外壳测信号峰值 420mV 左右 100Hz 相位相关性明显判断
部松动引起悬浮放电解体发现隔离开关导电杆屏蔽罩松动
建议加强巡视检查时发现设备隐患保证设备安全运行


40
附录 23：XX 变电站 252kV GIS 断路器超声波局部放电检测报告
异常概况
检测员某 220kV 变电站 GIS 设备进行带电检测工作时发现 202 断路器外壳测超声波
局部放电信号较信号峰值 300mV 左右 100Hz 相关性明显判断断路器部存悬浮放电
解体发现导电杆提升杆轴销结合部位间隙较形成悬浮放电电蚀现象严重
二 检测象项目
检测象：某 220kV 变电站 252kV GIS 设备
检测项目：超声波局部放电检测
三 检测仪器装置
检测仪器：超声波局部放电检测仪（AIA2挪威 TRANSNOR 公司）
四 检测数
超声波信号连续模式相位模式图谱图 31 示

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 31 GIS 断路器提升杆轴销放电图谱
五 综合分析
252kV GIS 断路器外壳测信号峰值达 300mV 100Hz 存明显相关性相位图呈典
型 100Hz 相位相关判断断路器部存悬浮放电
六 验证情况
解体发现导电杆提升杆轴销结合部位配合间隙较形成悬浮放电电蚀现象严重解
体图片图 32 示


41
图 32 断路器解体图片
七 结建议
252kV GIS 断路器外壳测信号峰值达 300mV 100Hz 存明显相关性相位图具
100Hz 相位相关性判断断路器部存悬浮放电解体发现导电杆提升杆轴销结合部位间隙
较形成悬浮放电电蚀现象严重
建议加强巡视检查时发现设备隐患保证设备安全运行


42
附录 24：XX 变电站 126kV GIS 母线超声波局部放电检测报告
异常概况
检测员某 110kV 变电站 GIS 设备进行带电检测工作时发现#1 母线备四间隔1 刀闸
A 相方测超声波局部放电信号较信号峰值 38mV100Hz 相关性较稳定判断设备
部存放电结合信号位置初步判断设备部部件松动支撑绝缘子存缺陷
二 检测象项目
检测象：某 110kV 变电站 126kV GIS 设备
检测项目：超声波局部放电检测
三 检测仪器装置
检测仪器：超声波局部放电检测仪（AIA2挪威 TRANSNOR 公司）
四 检测数
超声波信号连续模式相位模式图谱图 41 示

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 41 126kV GIS 支撑绝缘子处异常放电信号图谱

图 42 126kV GIS 异常信号位置图片
五 综合分析

43
126kV GIS 母线图 42 位置连续模式测信号峰值 38mV100Hz 相关性较稳定相
位图谱呈现悬浮放电特征判断设备部存悬浮放电该信号处部位部支撑绝缘子
排绝缘件存部缺陷
六 验证情况
解体异常信号位置应 A 相支柱绝缘子进行 X 光探伤发现部明显裂纹图 43
示

图 43 支撑绝缘子部裂纹图片
A 相支柱绝缘子进行局部放电测试电压升 54kV 时出现明显局部放电图 44 示

图 44 缺陷绝缘子检测图
七 结建议
126kV GIS #1 母线备四间隔1 刀闸 A 相方测异常信号支撑绝缘子存裂纹引起原
扩建程中未正确施工工艺安装造成绝缘件损伤
建议生产厂家严格控制生产安装质量保证设备安全运行外次异常信号检测处理验
证超声波检测效性设备运行程中加强设备带电检测发现设备存隐患重
作

44

附录 25：XX 变电站 126kV GIS 电压互感器超声波局部放电检测报告
异常概况
检测员某 110kV 变电站 GIS 设备进行带电检测工作时发现某 110kV 变电站学河Ⅰ线 C
相电压互感器异常超声波信号连续模式测信号幅值 2mV相位模式呈竖条状分布
二 检测象项目
检测象：某 110kV 变电站 126kV GIS 设备
检测项目：超声波局部放电检测
三 检测仪器装置
检测仪器：超声波局部放电检测仪（AIA2挪威 TRANSNOR 公司）
四 检测数
超声波信号连续模式相位模式图谱图 51 示

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 51 学河Ⅰ线 C 相电压互感器超声波检测图谱

图 52 测试位置图片
五 综合分析
该站全部电压互感器进行超声波局部放电检测发现学河 I 线 C 相电压互感器超声波信号远
背景信号远类型电压互感器相位模式信号分布呈现竖条状初步判断电压互感
器部件松动引起机械振动

45

六 验证情况
6 月 30 日生产厂家学河Ⅰ线 C 相电压互感器进行整体更换7 月 10 日厂家车间更
换电压互感器进行吊芯检查开电压互感器发现铁心夹件四 M8 紧固螺栓紧固程度
致力矩扳手螺栓进行紧固发现底板侧两螺栓力矩达标准值 20N·m绕
组侧两螺栓时针旋转 360 度达 20N·m图 53 示

图 53 解体检查图片
七 结建议
根吊心检查情况结合超声波检测信号确定超声波局部放电信号异常原铁心夹件
四 M8 紧固螺栓紧固程度致铁心未充分夹紧引起机械振动7 月 18 日更换投入运
行电压互感器进行超声波检测异常信号消失
建议设备厂家严格控制安装质量安装工艺加强设备生产程监督理保证设备安全运行

46

附录 26：XX 变电站 550kV GIS 电压互感器超声波局部放电检测报告
异常概况
检测员某 500kV 变电站 550kV GIS 进行超声波局部放电检测时#1 母线电压互感器 C
相体检测明显异常信号信号效值 18mV峰值 145mV远背景值相位相关性明显
相位模式测点成竖条状分布具备振动特征相电压互感器信号峰值 08mV 14mV
间
二 检测象项目
检测象：某 500kV 变电站 550kV GIS 设备
检测项目：超声波局部放电检测
三 检测仪器装置
检测仪器：超声波局部放电检测仪（型号 AIA2挪威 TRANSINOR 公司）特高频局部放电测
试仪（型号 PDetector美国 PMDT 公司）SF6 气体分解物检测仪（型号 RA601FA河南省日
立信限公司）
四 检测数
进行超声局部放电检测时发现#1 母 C 相电压互感器信号异常检测位置图 61 示中
测点 12 3 电压互感器体测点测点 2 信号峰值 145mV测点 13 信号峰值约 40mV
测点 4 5 C 相电压互感器相邻两气室测点峰值分约 6mV 15mV

图 61 #1 母 C 相电压互感器测点位置
#1 母 AB 两相电压互感器#2 母三相电压互感器选取样位置进行测试测试结果
表 61 示
表 61 #1 母#2 母三相电压互感器超声波检测信号
测试位置 效值（mV） 峰值（mV） 50Hz 相关性（mV） 100Hz 相关性（mV）
#1 母 A 相电压互感器 018 08 001 002
#1 母 B 相电压互感器 035 13 003 013
#1 母 C 相电压互感器（测点 1） 58 40 5 27
#1 母 C 相电压互感器（测点 2） 18 145 145 115
#1 母 C 相电压互感器（测点 3） 58 40 5 27
#1 母 C 相电压互感器相邻气室（测点 4） 1 62 08 035
#1 母 C 相电压互感器相邻气室（测点 5） 022 145 013 005
#2 母 A 相电压互感器 022 144 0 003

47

#2 母 B 相电压互感器 017 082 0 003
#2 母 C 相电压互感器 022 1 0 003
背景信号连续模式相位模式图谱图 62 示

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 62 背景信号
#1 母 C 相电压互感器超声波信号连续模式相位模式图谱图 63 示
连续模式信号峰值 145mV远背景值相关性非常明显 50Hz 相关性 100Hz
相关性相位模式点分布呈现竖条状具备机械振动特征

a) 连续模式图谱 b) 相位模式图谱
图 63 #1 母 C 相电压互感器测点 2 位置超声波图谱
五 综合分析
时段该气室进行踪检测 550kV GIS #1 母 C 相电压互感器体均检测较超声异
常信号信号效值 18mV峰值 145mV远背景信号相位模式显示具备机械振动特征判
断 550kV GIS #1 母 C 相电压互感器部存较严重机械振动
六 验证情况
#1 母 C 相电压互感器气室进行 SF6 气体分解产物测试测试结果异常#1 母 C 相电压互
感器气室进行特高频局部放电检测测试结果异常验证该气室检测异常超声波信号机
械振动
七 结建议
根超声波局部放电测试结果550kV GIS #1 母 C 相电压互感器检测较强异常信号峰值

48

145mV远背景信号相位模式呈现竖条状具备机械振动特征特高频检测SF6 气体分解
产物结果异常分析认 550kV GIS #1 母电压互感器 C 相气室部存严重异常振动长
期振动会引起部部件松动磨损产生金属碎屑导致局部放电影响设备安全运行
建议快安排停电处理处理前加强巡视缩短周期踪检测

49

附录 27：XX 变电站 252kV GIS 母线罐体超声波局部放电检测报告
异常概况
检测员某 500kV 变电站 252kV GIS 进行超声波局部放电检测时 252kV#1B 母线#1#2
气室隔离盆式绝缘子两侧罐体#3#4 气室隔离盆式绝缘子两侧罐体均检测超声波异常信号
峰值 14mV100Hz 相关性 008mV相位模式点分布呈竖条状具机械振动特征
二 检测象项目
检测象：某 500kV 变电站 252kV GIS 设备
检测项目：超声波局部放电检测
三 检测仪器装置
检测仪器：超声波局部放电检测仪（型号 AIA2挪威 TRANSINOR 公司）特高频局部放电测
试仪（型号 PDetector美国 PMDT 公司）SF6 气体分解物检测仪（型号 RA601FA河南省日
立信限公司）
四 检测数
AIA2 超声波局部放电检测仪 252kV#1B 母线进行检测时 252kV#1B 母线#1#2 气室
隔离盆式绝缘子两侧罐体#3#4 气室隔离盆式绝缘子两侧罐体均检测超声波异常信号

图 71 信号区域示意图
连续模式信号峰值 14mV 100Hz 相关性 008mV信号幅值较稳定相位模式
点分布呈现竖条状特征符合机械振动特点
超声波信号连续模式相位模式图谱图 72 示

a) 连续模式谱图 b）相位模式谱图

50

图 72 220kV#1B 母线#1#2 气室隔离盆式绝缘子附超声波检测图谱
五 综合分析
通 500kV 变电站 252kV#1B 母线进行超声波特高频局部放电检测 SF6 气体微水成分
检测判断设备部放电
252kV#1B 母线三相箱式母线部导体分布图 73 示罐体钢材质三相电流
合成磁场罐体会磁滞噪声异常信号排磁滞噪声影响外该区域明显噪声排
外部噪声干扰影响

图 73 500kV 某变电站 252kV#1B 母线图片
三相箱结构母线运行中三相导体相互作力较支撑绝缘子紧固部位受力衡时
部导体接头伸缩节部位较容易产生振#1B 母线出线异常信号区域出现盆式绝缘子两侧
符合特点结合超声波检测结果判断异常信号部振引起
六 验证情况
进行特高频局部放电检测该母线盆式绝缘子加装防雨罩通底部未封闭区域检测
图 74 示检测时仪器前置增益开时#1#2 气室隔离盆式绝缘子测杂乱信号相
位特征前置增益关闭检测信号#3#4 气室隔离盆式绝缘子前置增开时未检测信
号特高频检测图谱图 75图 76 示

图 74 母线盆式绝缘子特高频检测图片

51


a) 前置增益开 b）前置增益关闭
图 75 #1B 母线#1#2 气室隔离盆式绝缘子特高频检测图谱

a) 前置增益开 b）前置增益关闭
图 76 #1B 母线#3#4 气室隔离盆式绝缘子特高频检测图谱
进行 SF6 气体分解产物检测检测结果异常
七 结建议
252kV#1B 母线#1#2 气室隔离盆式绝缘子两侧罐体#3#4 气室隔离盆式绝缘子两侧罐体
存超声波异常信号分析部振引起信号幅值较暂影响设备正常运行长期振
会影响盆式绝缘子支柱绝缘子机械强度
建议加强巡视缩短周期踪检测



52

附录 28：XX 变电站 550kV HGIS 罐体超声波局部放电检测报告
异常概况
带电检测员 550kV HGIS 设备进行超声波局部放电检测工作时 5013 间隔 A 相 50132 刀
闸套分支母线处检测异常信号信号峰值约 18mV（背景噪音 05mV）50Hz 相关性明
显相位模式点聚集簇具典型电晕放电特征
二 检测象项目
检测象：某 500kV HGIS 设备
检测项目：超声波局部放电检测
三 检测仪器装置
检测仪器：超声波局部放电检测仪（型号 AIA2挪威 TRANSINOR 公司）特高频局部放电测
试仪（型号 PDetector美国 PMDT 公司）SF6 气体分解物检测仪（型号 RA601FA河南省日立信
限公司）
四 检测数
AIA2 超声波局部放电检测仪 5013 间隔进行检测检测点选择图 81 示 5013 间
隔 A 相 50132 刀闸套分支母线部位（图中 11~14 检测点）检测异常超声波信号信号存区域
较11~14 检测点均较明显信号幅值差异明显A 相部位 BC 相超声检测正常
信号背景值相

图 81 超声波检测位置
传感器绑扎带固定 11 检测点进行精确检测连续模式该部位信号峰值 18mV
50Hz 相关性较明显相位模式点聚集簇符合电晕放电特征
超声波信号连续模式相位模式图谱图 82 示

53


a）连续模式谱图 b）相位模式谱图
图 82 超声波检测信号谱图
存异常信号区域中进步检测罐体部信号明显罐体底部信号该部位刀闸接
刀闸机构箱相似信号图 83 示

图 83 机构箱检测图片
该间隔进行特高频局部放电检测测试部位标记图 84 示该间隔中 A 相 245 号检
测点前置增益开时较明显信号具相位特征特 4 号检测点前置增益关闭
检测明显信号信号正负半波均出现超声测信号特征符5 号检测点前置增益关闭信
号明显（见图 85图 86）采时间领先法定位确定外部干扰

图 84 特高频检测位置

54


（a）前置增益开 （b）前置增益关闭
图 85 4 号检测点特高频检测信号谱图

（a）前置增益开 （b）前置增益关闭
图 86 5 号检测点特高频检测信号谱图
进行 SF6 气体分解产物检测检测结果异常
五 综合分析
500kV 变电站 5013 A 相 50132 刀闸套分支母线部位存异常超声波信号该信号具电晕放
电特征特高频检测检测异常信号定位信号均外部干扰信号判断部放电
信号SF6 气体分解产物检测未见异常综合判断该部位部放电超声测信号外部干扰
超声波检测时容易引起误判断素两外部电晕噪声干扰单相钢罐体
磁滞噪声该 HGIS 外壳铝材质排磁滞噪声影响该部位检测时信号存区域罐体
部信号明显罐体部特周围机构箱测相似信号判断信号部振动引起
外部电晕噪声影响
六 验证情况
5013 间隔 A 相距方敞开式 550kV#2 母线端部较图 87 示母线端部电晕噪声强

55


图 87 异常信号部位 550kV 敞开式母线端部位置图片
进步判断该信号否外部电晕噪声影响遮盖法存异常信号区域遮盖进行检测
图 88 示

图 88 遮盖法进行检测
信号遮盖信号幅值减 07mV50Hz 100Hz 相关性已基消失判断设备部
异常该信号顶部电晕噪音影响产生干扰

（a）遮盖前 （b）遮盖
图 89 遮盖前超声波信号图
七 结建议

56

550kV 5013 间隔 A 相 50132 刀闸套分支母线部位超声波异常信号部母线电晕噪声干扰
设备部异常程中创新性遮盖法噪声信号屏蔽超声波检测程中起较
抗干扰效果
进行局部放电检测时应注意结合种检测技术相互验证时排干扰信号保证设备安
全稳定运行


57

附录 29：XX 变电站 252kV GIS 电压互感器超声波局部放电检测报告
异常概况
检测员某 500kV 变电站 252kV GIS 设备进行超声波局部放电检测时 220kV#1A 母线 B 相
电压互感器体处检测明显超声波信号幅值约 60mV信号间歇性明显
二 检测象项目
检测象：某 500kV 变电站 252 kV GIS 设备
检测项目：超声波局部放电检测
三 检测仪器装置
检测仪器：超声波局部放电检测仪（型号 AIA2挪威 TRANSINOR 公司）特高频局部放电测
试仪（型号 PDetector美国 PMDT 公司）SF6 气体分解物检测仪（型号 RA601FA河南省日立信
限公司）
四 检测数
AIA2 超声波局部放电检测仪 220kV#1A 母线电压互感器进行检测 B 相电压互感器整
器身均明显检测信号中二次接线盒右侧部位信号图 91 示该区域整圆
周信号变化

图 91 信号位置
连续模式该部位信号峰值约 60mV50Hz 相关性 100Hz 相关性明显 100Hz
相关性 50Hz 相关性相位模式点分布呈现竖条状特征符合机械振动特点
超声波信号连续模式相位模式图谱图 92 示


58

a）连续模式谱图 b）相位模式谱图
图 92 220kV#1A 母线 B 相电压互感器超声波检测信号
220kV#1A 母线 AC 相电压互感器#2A 母线电压互感器检测时发现具相位相关性
信号幅值均较约 2~3mV分析认该信号电压互感器部铁心磁滞噪声产生危害
电压互感器超声波检测中较常见

a）连续模式谱图 b）相位模式谱图
图 93 220kV#1A 母线 A 相电压互感器检测信号
#2A 母线 B 相电压互感器进行特高频局部放电检测检测时仪器前置增益开情况
仅杂乱噪音信号关闭前置增益未检测信号图 94 示

a) 前置增益开 b）前置增益关闭
图 94 #2A 母线 B 相电压互感器特高频检测图谱
进行 SF6 气体分解产物检测检测结果异常
五 综合分析
500kV 变电站 220kV#1A 母线电压互感器 B 相存异常超声波信号该信号呈现竖条状分布具
机械振动特征特高频局部放电检测SF6 气体分解产物检测均未见异常判断该部位存机械振
动
六 验证情况
采 PD208 超声波局部放电检测仪 220kV#1A 母线电压互感器进行复测测试 AC 相信号幅
值 05mV背景信号相B 相信号幅约 31mV相位相关性明显

59


a) 连续模式图谱 b）时域模式图谱
图 95 超声波检测图谱
七 结建议
500kV 某站 220kV#1A 母线 B 相电压互感器存较严重振动现象历史检测情况相信号增
长趋势
建议快安排停电处理处理前加强巡视缩短周期踪检测




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