封閉式氣體絕緣組合電器（GIS）內部由于制造時出現毛刺、安裝運輸時部件松動或接觸不良引起浮電位、運行中絕緣老化等各種情況下都有可能出現自由金屬微粒等原因，有可能出現顯著的局部放電。長期的局部放電使絕緣的劣化損傷逐步擴大，甚至可使整個絕緣擊穿或沿表面閃絡。這種情況會造成電力設備運行時出現故障以至停電，其直接損失和間接損失相當嚴重。由此可見，有關GIS局部放電診斷方法的研究，檢測GIS的局部放電量，對確保GIS的絕緣是非常重要的。

由于GIS本身是一個完整的封閉體，所測量的局部放電又是處在相對較強的干擾背景環境下，且局放源本身又存在各種各樣的狀態，以及局放信號的隨機性，對GIS局部放電測量，制定詳細統一的規則和標準就需要做相當多的工作。

對局部放電研究的結果表明，在各種局部放電情況下，具有非常快的上升前沿的局部放電脈沖激勵的電磁波在GIS氣室傳播，這樣也會使GIS外殼上產生流動的電磁波，使在其使接地線上有高頻放電脈沖電流流過，從而使外殼對地呈現高頻電壓并向周圍空間傳播。同時，微小的火花和電暈放電時緊跟著有離子化氣體通道的擴展，而且還會使通道氣體壓力驟增，在GIS內部氣體中產生縱波或超聲波這就產生了聲波，并在金屬外殼上出現各種聲波。另外，局部放電也可導致SF6氣體分解或發光，伴隨著被激勵的分子的發光及化學反應產物。因此，局部放電發生時會有物理的、化學的、電的效應。原理上講，任何一種現象都可用來揭示局部放電現象。局部放電檢測的研究手段，也就出現了電的方法和非電的方法。目前，國內外檢測GIS局部放電的主要方法有以下幾種。

(1)光檢測法
GIS局部放電是在電場較為集中的局部使SF6原子發生游離，游離后的離子又會復合，復合會以光子的形式釋放能量。根據氣體放電理論，在此過程中離子的復合會激發出不同頻率的光譜成分，因此，可用安裝在GIS內部的光傳感器(如光電二極管、光電二極管或光電倍增管等)進行光測量來檢測PD信號。由于SF6氣體的光吸收能力隨著氣體密度的增大而提高，GIS內壁光滑而引起的反射會帶來影響，以及會出現檢測“死角”，所以采用這種方法的準確性較低。另外，對實際GIS因有許多氣室，所以需要大量傳感器，檢測的成本高，因此這種方法不適合對已投運的GIS進行PD在線監測。

(2)化學檢測法
在GIS內部放電的作用下，部分SF6氣體會發生分解，在分解物中SOF2和F2為兩個重要的中間分解物。通過檢測裝置從高壓電氣設備中提取一定體積的SF6氣體，分別通過SO2、HF檢測管，這些分解物會在檢測管中起化學反應，并改變顏色?？筛鶕兩拈L短，測量出SF6氣體中SO2和HF的濃度。據此可判斷GIS內部放電狀況的嚴重程度。

化學檢測法存在的問題是：a.試驗統計分析表明，對自由微粒引起的局放靈敏性比固定微粒測量效果差得多。b.GIS中的吸附劑和干燥劑可能會嚴重影響化學方法測量的準確性。c.短脈沖放電不一定產生足夠的分解物。d.一次試驗需要做多種分解物的氣相色譜試驗和紅外譜圖分析。e.還有斷路器動作時產生的電弧亦會影響測量。

(3)振動檢測法
采用壓電式傳感器或超聲波傳感器接收局部放電產生的振動信號，也能達到檢測GIS內部局部放電的目的。

GIS局部放電會產生聲波，其類型包括縱波、橫波和表面波。氣體和液體中只傳播縱波，固體中傳播的聲波除縱波外還有橫波。故在GIS中沿SF6氣體傳播的聲波和在變壓器油中一樣只有縱波，但其傳播速度很慢，只有油的十分之一，同時，傳播衰減也較快。

由于在運行現場由于機械噪聲嚴重，振動法的靈敏度顯著降低甚至無法進行檢測。因此，總的來說利用振動法檢測局部放電有一定的局限性。

(4)電氣檢測法
(a)外殼電極法
80年代由日本研制，其結構是在GIS外殼上敷設絕緣薄膜和金屬電極，外殼與金屬電極間構成一個電容，可將高頻放電信號藕合至檢測阻抗上，該阻抗上的信號可經放大最終得到GIS局部放電水平。這種方法的原理與傳統的局部放電檢測方法類似，優點是檢測靈敏度高，結構簡單、較為實用，但其致命缺點是易受外界干擾，特別是電網中自然存在的各種脈沖型信號(如電網中的電暈干擾等)的干擾。

(b)內部電極法
1988年在英國研制出來，該方法是在法蘭內部加裝金屬電極，該電極與外殼構成耦合電容，以此電容傳感器提取局部放電的脈沖信號。采用多個電容傳感器，由GIS局部放電信號到達不同位置傳感器的時間差確定放電點，從而實現對局部放電的定位。
另一種內部電極法，是在盆式絕緣子內靠近接地端預先埋設一個電極。此法其實就是內部天線法，其信號也是超高頻信號。優點是抗干擾性能好、靈敏度高，可檢測出5pC的局部放電。內電極只能在廠家生產過程中預先埋設，現場安裝往往不易實現。

(c)外接電流傳感器檢測法
當GIS內部產生局部放電時，接地線上有高頻電流通過，因此可利用帶有鐵淦氧等磁芯材料的羅可夫斯基線圈作為傳感器，來測量此高頻信號。優點是精心制作的傳感器可以在很寬的頻率范圍內保持很好的傳輸特性，但地線需穿過線圈，給現場使用帶來了不便，最小檢測量為100pC。

(5)超聲波法
采用超聲波傳感器接收局部放電產生的振動信號，也能達到檢測GIS設備內部局部放電的目的。利用超聲信號對G工S設備局部放電進行故障診斷的方法主要分三個步驟：(a)用帶通濾波器除去設備自身的振動信號和周圍干擾信號的低頻成分，以及電氣干擾信號的高頻成分；(b)進行輸入信號的基準值判斷，將某一定數值以上的信號作為干擾信號除去；(c)進行與試驗電源同期的脈沖調制，對波形的絕對值進行平均化處理，調整其周期性，局放信號具有明顯周期性，而干擾信號波形是無周期的，以此將二者區分開。

超聲法的優點是：(a)傳感器與GIS設備的電氣回路無任何聯系，不用考慮電氣方面的干擾。(b)可實現局部放電的定位。由于超聲波在氣體內傳播過程中，衰減速度很快，超聲波在傳播GIS設備腔體連接處的絕緣子時，信號幾乎衰減為0，因此，采用一個超聲傳感器，即可對局部放電進行定位。

超聲法的缺點是：(a)難以依據超聲信號的幅值表征局部放電的嚴重程度。超聲信號與視在放電量或實際放電量之間的關系難以確定，難以依據超聲信號幅值來表征設備絕緣狀況。(b)由于超聲信號衰減快，所以超聲法檢測范圍小，檢測點多，檢測效率低。(c)對于高壓導體附近的局部放電故障靈敏度低，一般只能檢測50pC以上的放電。(d)抗機械振動干擾能力差，尤其是現場自然風對超聲檢測干擾很大。

超聲法的適用范圍：GIS設備中放電量較大的局部放電信號的檢測與定位。對于GIS設備比較密集或高度比較高的設備，操作不方便，甚至無法檢測。

(6)特高頻法
特高頻法(ultra-high frequency簡稱UHF)就是利用GIS局部放電輻射出的超高頻電磁波信號進行檢測的一種方法。

當GIS內部發生局部放電時，能激勵起1GHz以上的特高頻電磁信號。由于GIS具有同軸諧振腔結構，使得特高頻電磁波信號在GIS內部傳播時衰減較小，因此可以方便的用特高頻探頭接收。由于GIS外殼良好的屏蔽作用，外部信號很難進入GIS內部；由于GIS多處裝有盆式絕緣子，這些絕緣子均為非鐵磁材料，可以透射超高頻電磁波信號，當GIS設備局部放電產生的電磁波沿金屬軸(筒)傳播時，部分信號可通過絕緣子向外輻射，通過無線檢測方式即可接收到這些從GIS設備內部傳出的放電信號。

與傳統局部放電測量方法相比，UHF法具有其獨特的抗干擾特性。研究認為，GIS設備以外的干擾信號，其頻譜范圍較GIS設備內的局部放電信號要窄得多，一般認為頻率在500MHz以下，信號在傳播過程中衰減很快，幾乎對GIS設備局部放電測量裝置不構成影響?？梢岳锰馗哳l傳感器接收其中500-3000MHz的特高頻信號進行檢測，利用一個加有500MHz的高通濾波器的特高頻放大器就可解決干擾問題，從而提高局部放電檢測的信噪比。

特高頻法具有以下特點：(a)傳感器接收UHF頻段信號，避開了電網中主要電磁干擾的頻率，具有良好的抗電磁干擾能力；(b)根據電磁脈沖信號在GIS內部傳播具有衰減的特點，利用傳感器接收信號的時差，可進行故障定位；(c)根據放電脈沖的波形特征和UHF信號的頻譜特征，可進行故障類型診斷；(d)UHF傳感器相對于振動檢測法而言，其局部放電有效檢測范圍大，因此需要安裝傳感器的檢測點少。

總的看來，超聲波檢測法、光檢測法、化學法以及傳統的電測法均不太適合或目前還未開展局部放電的在線監測，而UHF法抗干擾能力強，在GIS PD在線監測中具有很好的應用前景。