局部放电测试仪中特高频传感器的应用

在现代电力系统中，局部放电（Partial Discharge, PD）测试仪是评估高压电气设备绝缘健康状况的关键工具。其中，特高频（UHF）传感器扮演着至关重要的角色，它是捕捉设备内部绝缘缺陷产生的特高频电磁波信号的核心元件。

UHF传感器的工作原理与优势

当高压电气设备的绝缘材料内部出现缺陷，如气隙、杂质或裂纹时，在电场作用下会发生微小的、局部的放电现象。这些放电会产生一系列物理效应，其中就包括频率在 300 MHz 至 3 GHz 范围内的瞬态电磁波。UHF传感器本质上就是一台专为接收这些高频电磁波而设计的小型天线。

UHF传感器之所以被广泛应用于局放检测，主要得益于其以下优势：

• 卓越的抗干扰能力： UHF信号的频率远高于电力系统中常见的工频噪声和其他低频干扰，这使得UHF传感器能够有效滤除杂波，确保检测到的信号是真正的局部放电信号，极大提高了检测的准确性和信噪比。

• 高灵敏度： 即使是设备内部微小的绝缘缺陷产生的微弱放电，UHF传感器也能灵敏地捕捉到，有助于实现对设备绝缘问题的早期预警。

• 适用于封闭式设备： UHF信号在金属外壳或气体绝缘介质中衰减小，非常适合检测气体绝缘开关设备 (GIS) 和充油变压器这类具有金属屏蔽结构的设备。设备的金属外壳能将内部UHF信号有效传导至外部传感器，同时阻挡外部干扰。

UHF传感器的主要应用场景

UHF传感器因其独特的优势，广泛应用于各类高压电气设备的在线和离线局部放电检测：

• 气体绝缘开关设备 (GIS)： 这是UHF传感器最典型的应用领域。传感器可内置于GIS盆式绝缘子中，或外置于GIS腔体表面的测试端口，对GIS内部的自由导电颗粒、悬浮电位、沿面放电等缺陷进行精准监测。

• 电力变压器： 通过安装在变压器油箱壁或套管底部的UHF传感器，可以有效检测油纸绝缘系统中的局部放电，如气泡放电、沿面放电或绕组绝缘劣化。

• 高压电缆及其附件： UHF传感器常用于检测电缆接头、终端头等关键部位的绝缘缺陷。某些探头式的UHF传感器甚至可以进入电缆隧道进行局部放电巡检。

• 环网柜与组合电器： 这些设备虽然体积紧凑，但内部绝缘复杂，UHF传感器能提供有效的局部放电检测能力，保障其运行安全。

• 高压套管： 作为连接设备与线路的关键绝缘件，套管内部的局部放电也能被UHF传感器有效捕获。

总的来说，特高频传感器以其高灵敏度、强大的抗干扰能力和非侵入式检测的特点，成为了现代局部放电测试仪中不可或缺的核心组件，为高压电气设备的安全运行提供了强有力的技术支撑。