的该存量设备尤其如此。
（3）尚未实现缺陷劣化程度的量化描述。目前国内外尚没有该检测技术、检测装置的技术标准，同时受到电磁波信号传播路径、缺陷放电类型差异等因素的影响，虽然其检测信号幅值与缺陷劣化程度在趋势上基本具有一致性，但尚不能实现与脉冲电流法类似的缺陷劣化程度的准确量化描述。 1.2.3 适用范围
UHF法的适用范围主要取决于该技术方法的检测原理，即只有电力设备内部局放激发的电磁波能够传播出来并被检测到，该方法即可用。UHF法在各种电力设备的现场应用中，以GIS中的局部放电检测效果最好，目前已是国际上对GIS设备普遍采用的状态检测技术，可以达到相当于几个pC的检测灵敏度。当前特高频法现场应用较多的有在线监测，也有带电检测，检测设备对象包括GIS、变压器、电缆附件、开关柜等，多数采用外置式传感器检测。而内置式传感器检测主要用于GIS、电力变压器等关键设备。
采用预先设置的内置式传感器实现电力设备的状态检测，可灵活进行带电检测，也可组成在线监测系统，必将成为一个趋势。在国家电网公司2012年修订的十八项电网重大反事故措施中，明确规定了新建的220kV以上GIS设备应内置特高频传感器。 1.2.4 技术难点
UHF法本身具有检测灵敏度高、现场抗干扰能力强、可实现局部放电在线定位和利于绝缘缺陷类型识别等优点。与此同时，UHF法在实际应用过程中仍然有一些问题未得到解决，技术难点主要体现在以下几个方面。
（1）UHF传感器技术。这是UHF局部放电检测技术的关键，按其安装位置可分为内置传感器和外置传感器。外置式传感器使用和维护方便，尺寸和机械性能要求较低，成本低，能用于无法或难以安装内置传感器的老式电力设备。但由于电磁信号的衰减，以及传感器直接暴露在外界空间中受到的电磁干扰，外置式传感器的灵敏度相对较低、抗干扰能力相对较弱。相比较下，内置式传感器灵敏度高、抗干扰能力强，但是制作和安装的成本也更高，一般在设备生产时直接安装在内部。内置式传感器的结构不仅和灵敏度有关，还受到工作环境和安装方式的影响。合适的内置式传感器应该在不影响电力设备结构和内部场强分布的前提下，实现带宽为300M～3000MHz的局部放电信号检测，并具有足够的灵敏度
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和抗干扰能力[13]。
（2） 抗干扰和放电源定位问题。干扰信号的排除和放电源的定位往往是同时进行的。实际检测中需要综合应用时差法、幅值比较法、方向性、三维定位法、特征谱图识别等方法进行分析，实现抗干扰和放电源定位的目的。由于干扰的种类是多样的，表现出的特性也不同，找出一种有效的方法来抑制所有的干扰是很难的，因此需要针对不同的干扰源，采取不同的措施，综合运用，达到抗干扰的目的。现场的干扰根据其时域特征的不同，可分为白噪声干扰、窄带周期性干扰和脉冲型干扰三类，而脉冲型干扰又可进一步分为周期型脉冲干扰和随机脉冲干扰。应用UHF方法来采集局部放电信号对一些频率较低的干扰信号可以直接避免，有可能采集到的干扰信号源及其频率主要有以下几种[14-16]：手机干扰：窄带周期性干扰，频率为900MHz或1.8GHz等；白噪声：包括各种随机噪声，如热噪声、地网噪声、配电线路以及继电保护信号线路中由于耦合而进入的各种噪声等。
干扰的抑制通常从干扰源、干扰途径、信号后处理三方面来考虑。直接消除干扰源或切断相应的干扰路径是解决干扰问题最有效、最根本的方法。例如对于因系统设计不当引起的各种噪音，可以通过改进系统结构、合理设计电路、增强屏蔽等加以消除；提供一点接地，保证测试回路各部分良好连接，可以消除接触不良带来的干扰；清除现场的孤立导体，可以消除浮动电位物体带来的干扰；通过电源滤波可以抑制电源带来的干扰；屏蔽测试仪器，可以抑制因空间耦合造成干扰。但这些要求详细分析干扰源和干扰途径，而现场一般不允许改变原有设备的运行方式，因此在这两方面所能采取的措施总是很有限。而对于经电流传感器耦合进入监测系统的各种干扰，则需要通过各种信号处理技术加以抑制。
（3） 缺陷类型诊断和劣化程度评估问题。不同绝缘缺陷所表现出来的局放特征并不相同，对GIS的损害程度也不同，要准确了解和掌握缺陷类型性质和特征，最有效的方法是对获得的局放信号进行模式识别研究[17-19]。然而，由于现场存在各种各样的干扰，对采集的局放信号一方面要进行降噪工作，另一方面局放信号自身所包含的信息与缺陷类型之间的关系尚未完全清楚。如何从检测到的局部放电信号中判断局部放电类型以及GIS的绝缘状况是该技术的难点之一。
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1.3 应用情况
1.3.1 国外应用情况
UHF检测技术于20世纪80年代由英国提出，由于其检测灵敏度高、抗干扰能力较强的特点，逐步被各国电网公司认可。目前已在英国、韩国、新加坡、香港等30多个国家和地区广泛应用，积累了30多年的现场应用经验。在对UHF检测技术进行大量研究工作基础之上，国外一些研究机构和设备厂商陆续开展了基于UHF技术的局放检测设备的研制，应用于现场检测并取得了一些现场运行经验。如：①英国DMS公司于1993年开发出世界上第一套基于UHF检测技术的局放在线监测系统，该系统通过计算不同检测点收到的局放信号时间差，可以实现对局放源的定位[20]；②荷兰Delft理工大学的Meijer和Smit等学者开发了一套基于UHF技术的便携式多目标GIS局放在线检测系统并投入运行；③瑞士Zurich大学的Neuhold开发出一套结合宽带和窄带的多通道、实时响应的GIS 局放测量系统，每个测量通道包括一个低噪声宽带传感器，带有自动高压暂态保护，可以用于实验室试验和现场GIS的长期监测，装置能初步实现对故障源的监测、定位和识别；④韩国HYOSUNG Corporation公司开发了一套基于UHF的智能局部放电监测系统(Intelligent Partial Discharge Monitoring, iPDM)，用于监测25.8kV GIS。该系统运用时频变换进行信号降噪，利用人工神经网络的诊断系统可以正确诊断局放原因，给出pC-dBm标定关系以及风险评估结果；⑤日本的AE Power System Corporation公司开发了基于UHF技术的GIS局放检测系统。该系统对比不同类型内置传感器的检测效果，采用神经网络对故障缺陷进行模式识别，并给出了系统现场运行经验；⑥日本的Hitachi Engineering & Services公司开发出一套便携式GIS局放检测系统。该系统具有较高的检测灵敏度，采用神经网络理论用于缺陷类型识别以及可以对放电源进行定位；⑦德国Siemens AG公司的Huecker等人开发了一套基于UHF技术的GIS局放检测系统。每套系统带有3个检测单元，每个单元可接9路UHF传感器，单元之间采用以太网通信，后台专家系统带有诊断功能，可以给出缺陷类型。 1.3.2 国内应用情况
特高频法在各种电力设备的现场应用中，以GIS中的局部放电检测效果最好，目前已是国际上对GIS设备普遍采用的状态检测技术，可以达到相当于几个pC的检测灵敏度。2000年初，UHF局放检测技术开始引入国内。2006年起，
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通过与新加坡新能源电网公司进行同业对标，以北京、上海、天津为代表的一批国内电网公司率先引进UHF局放检测技术，开展现场检测应用，并成功发现了多起GIS内部局部放电案例，为该技术的推广应用积累了宝贵经验。UHF局放检测技术在2008年北京奥运会、2010年上海世博会、2010年广州亚运会等大型活动的保电工作中发挥了重要作用。
国际电工委员会（IEC）TC42下属工作组正在致力于相关标准IEC 62478的制订工作，国内相应的标准制订也正在进行中。在国家电网公司2012年修订的十八项电网重大反事故措施中，明确规定了新建的220kV以上GIS设备应内置特高频传感器。国家电网公司在引入、推广UHF局放检测技术方面做了大量卓有成效的工作。2010年，在充分总结部分省市电力公司试点应用经验的基础上，结合状态检修工作的深入开展，国网电网公司颁布了《电力设备带电检测技术规范（试行）》和《电力设备带电检测仪器配置原则（试行）》，首次在国网电网公司范围内统一了UHF局放检测的判据、周期和仪器配置标准，UHF局放检测技术在国网电网公司范围全面推广。2013年8月至2014年2月国家电网公司组织开展了特高频局放检测装置等带电检测仪器的性能检测工作，首次对国内市场上25款特高频带电检测仪器进行了综合性能的检测工作，对规范和引导国内仪器开发和制造技术领域起到了积极推动作用。2014年，国网电网公司修订了《输变电设备状态检修试验规程》，正式将UHF局放检测技术列为开关柜设备的常规带电检测试验项目之一；同年年底，为进一步规范仪器选型，指导现场检测应用，国网电网公司颁布了《特高频局部放电检测仪技术规范》和《GIS特高频局部放电带电测试技术现场应用导则》，初步建立起完整的UHF局放检测技术标准体系。
自2010年以来，国家电网公司先后举办了20余期电力设备状态检测技术及技能培训工作，共培训技术与技能人员3000余人，其中也包括特高频局放检测技术，为该技术的推广应用打下了广泛的人员基础。
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第2节 特高频局放检测技术基本原理
2.1 特高频局放电磁波信号基本知识
GIS中的局部放电流脉冲具有极陡的上升沿，其上升时间为ns级，激发起高达数GHz的电磁波，在GIS腔体构成的同轴结构中传播。由于GIS 的同轴结构，使得电磁波不仅以横向电磁波（即Transverse Electromagnetic-TEM 波）传播，而且会建立高次模波，即横向电波（Transverse Electric-TE）和横向磁波（Transverse Magnetic-TM）。TEM波为非色散波，它可以任何频率在GIS中传播，但当频率f>100MHz时，沿传播方向衰减很快；TE和TM波则不同，它们具有各自的截止频率fc。fc与GIS的尺寸有关，GIS截面积愈大，fc愈低。若信号频率f
2.1 GIS内部电磁波的传播特性
UHF法检测的对象是局部放电产生的电磁波信号。但由于受GIS结构的影响，局部放电激励的电磁波信号在GIS中传播到UHF传感器时信号的波形与幅值等参数发生变化，从而增加了运用检测到的信号对局部放电源信号进行评估的复杂性。因此，研究局部放电电磁波信号在GIS中的传播特性对UHF法具有非常重要的意义。GIS是同轴传输线，信号传输特性取决于频率。对工频可用电气集中参数来等值；瞬态信号时应视为分布参数的传输线；而对微波则应看作同轴波导。根据分析，局部放电信号在GIS同轴结构中不仅以横向电磁波(TEM)方式传播，而且会建立高次模波即横向电波(TE)和横向磁波(TM)。另外，由于GIS中存在支撑绝缘子，造成其特性阻抗及波阻抗不连续，使高频波在其中多次折反射，每节GIS及每个连接腔可视为微波同轴谐振腔，使局部放电波形十分复杂。
当GIS内部存在局放现象时，所产生的UHF电磁波能够沿着GIS的管体向远处传播。由于GIS的管体结构类似于波导，UHF电磁波在传播时的衰减比较小，因此能够传播到较远的距离，通过在GIS体外的盆式绝缘子处安放天线，则可以检测到GIS设备内部的UHF局部放电信号。但是GIS波导壁为非理想导
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