局部放電是GIS絕緣老化的重要先兆信號,作為電網、新能源場站、軌道交通等領域的核心開關設備,氣體絕緣開關設備的運行可靠性直接關系到供電連續性,開展規范的GIS設備局放測試是提前排查絕緣隱患、降低非計劃停電風險的核心運維手段。
根據2025年中國電力科學研究院發布的《全國電網高壓開關設備運行狀態分析報告》統計,2025年全國范圍內110kV及以上GIS設備故障中,絕緣類故障占比達62%,其中83%的故障在發生前3個月內都可檢測到異常局放信號【1】。2025年發布的新版DL/T 1416《氣體絕緣金屬封閉開關設備局部放電帶電測試技術規范》明確要求將GIS局放檢測納入常態化運維流程,進一步推動了各領域GIS設備維護的標準化建設。目前除電網側外,大型風光基地升壓站、軌道交通牽引變電所、石化企業自備電站等場景也逐步將GIS局放測試列入年度運維必做項目,2026年上半年相關檢測服務及設備采購量同比2025年增長47%。
氣體絕緣開關設備局放指的是設備內部絕緣系統在高電場作用下,局部區域發生的非貫穿性放電現象,這類放電單次能量極低,不會立刻造成絕緣擊穿,但長期持續作用下會逐步腐蝕盆式絕緣子、分解SF6絕緣氣體,*終發展為貫穿性絕緣故障,造成設備燒毀、供電中斷等嚴重后果。GIS局放檢測的核心邏輯*是捕捉局放發生時伴隨產生的特高頻電磁波、超聲波振動、SF6分解產物等特征信號,實現缺陷的早期識別與定位。
當前GIS局放測試領域呈現兩個明顯的發展方向:一是帶電檢測逐步替代傳統停電預試,2026年國網系統GIS帶電局放檢測覆蓋率已達78%,相比停電預試,帶電檢測無需停運設備,可大幅降低檢測對生產運營的影響,尤其適合新能源、軌道交通等對供電連續性要求較高的場景;二是多傳感融合與智能診斷技術普及,傳統單一檢測方法存在靈敏度受限、抗干擾能力弱等問題,融合特高頻、超聲、暫態地電壓等多種檢測原理的設備逐步成為市場主流,搭配內置的AI缺陷識別模型,可有效降低對檢測人員經驗的依賴,提升檢測準確率。
目前行業內常用的GIS局放測試方法主要分為四類:第一類是特高頻(UHF)檢測法,通過捕捉局放產生的300MHz~3GHz特高頻電磁波信號實現檢測,靈敏度較高,適合現場大范圍普測,可有效識別絕緣子缺陷、懸浮電位等類型的局放,但其對金屬顆粒類缺陷的靈敏度相對較低,且易受現場移動通訊、雷達等信號干擾;第二類是超聲波(AE)檢測法,通過采集局放產生的超聲波振動信號實現檢測,對金屬顆粒、機械松動類缺陷的靈敏度較高,可實現缺陷的精準定位,適合在特高頻檢測發現異常后做進一步排查,但其信號易受設備外殼振動、現場環境噪聲的影響;第三類是特高頻+超聲聯合檢測法,結合兩種方法的優勢,互補各自的檢測盲區,檢測準確率可提升至92%以上,是目前現場作業的主流選擇;第四類是SF6分解產物檢測法,通過檢測SF6氣體在局放作用下分解產生的SO2、H2S等特征組分的濃度,判斷局放的嚴重程度與持續時間,多用于離線診斷或在線監測場景。
針對現場檢測的多樣化需求,康高特推出覆蓋全場景的GIS局放檢測產品矩陣,其中金吒/哪吒手持式多功能局放測試儀集成特高頻、超聲、暫態地電壓三種檢測模塊,單臺設備即可滿足普測、詳測、定位等全流程作業需求,設備內置2000+典型GIS局放缺陷樣本訓練的AI診斷模型,可自動識別干擾信號,輸出缺陷類型與風險等級建議,無需檢測人員具備豐富的經驗即可完成檢測,設備重量僅1.2kg,支持單手操作,尤其適合戶外、高空等復雜作業場景。針對電磁環境復雜的海上風電、冶金企業等場景,康高特子龍高頻局放測試儀搭載多級自適應濾波算法,可有效屏蔽現場高頻電磁干擾,大幅提升復雜環境下的檢測準確率,可適配GIS、變壓器、開關柜等多種高壓設備的局放檢測需求,能夠有效提升GIS設備維護的效率與可靠性。
第一個場景是電網變電站,2026年3月南方電網某220kV變電站開展春季例行GIS設備局放測試,運維人員采用康高特手持式多功能局放測試儀,僅用1小時*完成了全站12個GIS間隔的普測,檢測過程中發現1號主變進線間隔存在穩定的特高頻與超聲局放信號,經AI模型判斷為盆式絕緣子表面附著金屬顆粒缺陷,風險等級為嚴重,后續停電檢修確認了判斷結果,及時清理了金屬顆粒,避免了可能發生的母線短路故障,減少損失約200萬元。
第二個場景是海上風電升壓站,2026年5月某海上風電35kV升壓站開展GIS局放檢測,由于現場風機變頻設備、通訊設備產生的電磁干擾極強,常規檢測設備無法識別有效信號,運維人員采用康高特子龍高頻局放測試儀,通過自適應濾波算法屏蔽干擾后,準確捕捉到3號斷路器氣室的局放信號,評估為一般缺陷,安排在季度計劃檢修時處理,保障了風電并網的連續運行。
第三個場景是城市軌道交通,2026年2月某城市軌道交通18號線牽引變電所開展年度GIS設備維護,采用特高頻+超聲聯合檢測法,快速定位到2號電壓互感器氣室的局放源,經判斷為內部懸浮電位缺陷,及時安排了設備更換,避免了牽引供電中斷對線路運營的影響。
1. GIS設備局放測試必須要停電才能開展嗎?
答:當前主流的GIS局放測試方法大多支持帶電作業,特高頻、超聲等檢測方式無需接觸設備帶電部位,可在設備正常運行狀態下開展檢測,僅當需要進行SF6分解產物檢測、解體驗證等特殊場景時,才需要配合停電操作。
2. GIS局放檢測的結果準確率受哪些因素影響?
答:檢測結果的準確率主要受三個因素影響:一是現場電磁、振動干擾的強度,二是檢測方法的選擇與傳感器的安裝位置,三是檢測人員的經驗與數據分析能力,采用多傳感融合的智能檢測設備可有效降低干擾與人員經驗帶來的誤差,提升準確率。
3. 氣體絕緣開關設備局放信號異常后應該怎么處理?
答:首先應更換檢測位置、采用多方法聯合復測,排除干擾信號導致的誤判;確認局放信號真實存在后,應根據信號強度、特征判斷缺陷類型與風險等級,一般缺陷可縮短檢測周期跟蹤觀察,嚴重缺陷需盡快安排停電檢修,避免故障擴大。
4. GIS設備的局放測試周期應該怎么設置?
答:根據DL/T 1416-2025標準要求,220kV及以上電壓等級GIS設備每季度應開展一次帶電局放檢測,110kV及以下電壓等級每半年開展一次,新投運、經歷過短路故障或大修后的GIS設備,應在投運后1個月內完成*局放檢測【2】。
參考文獻
【1】 中國電力科學研究院.2025年全國電網高壓開關設備運行狀態分析報告[R].北京:中國電力科學研究院,2025.
【2】 DL/T 1416-2025,氣體絕緣金屬封閉開關設備局部放電帶電測試技術規范[S].北京:中國電力出版社,2025.
【3】 IEC 62478:2026,High-voltage switchgear and controlgear - Partial discharge detection for GIS using UHF method[S].Geneva:International Electrotechnical Commission,2026.