局部放電是GIS絕緣故障的典型先兆信號(hào)，據(jù)2025年*電網(wǎng)有限公司設(shè)備運(yùn)維部發(fā)布的《GIS設(shè)備運(yùn)行故障分析報(bào)告》顯示，近3年110kV及以上電壓等級(jí)GIS設(shè)備絕緣故障占總故障的62%，其中87%的絕緣故障前期均存在持續(xù)局部放電現(xiàn)象【1】。作為目前識(shí)別GIS絕緣隱患較為有效的手段之一，GIS局部放電檢測(cè)技術(shù)近年來(lái)隨著電網(wǎng)、新能源等領(lǐng)域的設(shè)備運(yùn)維要求提升快速迭代，其中特高頻UHF檢測(cè)技術(shù)憑借帶電檢測(cè)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為行業(yè)主流的檢測(cè)方案。

一、技術(shù)背景與發(fā)展歷程

GIS（氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備）憑借密封性能好、占地面積小、運(yùn)行可靠性高的特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于各級(jí)電網(wǎng)變電站、新能源升壓站、軌道交通牽引變電所、石化企業(yè)配電站等場(chǎng)景。由于GIS采用全封閉金屬殼體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部絕緣缺陷隱蔽性強(qiáng)，傳統(tǒng)停電耐壓試驗(yàn)不僅需要中斷供電，還難以發(fā)現(xiàn)間歇性、微弱性的絕緣隱患，無(wú)法滿(mǎn)足高可靠性供電場(chǎng)景的運(yùn)維需求。

GIS局部放電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展大致分為三個(gè)階段：第一階段為2010年之前，以停電脈沖電流法檢測(cè)為主，檢測(cè)精度高但檢測(cè)效率低，應(yīng)用場(chǎng)景受限；第二階段為2010-2020年，特高頻UHF、超聲、暫態(tài)地電壓等帶電檢測(cè)技術(shù)逐步成熟，可在不停電的前提下完成隱患排查，逐步成為運(yùn)維主流方案；第三階段為2021年至今，多技術(shù)融合、AI智能識(shí)別的檢測(cè)技術(shù)快速普及，檢測(cè)準(zhǔn)確率、缺陷定位精度均得到大幅提升。據(jù)2025年南方電網(wǎng)發(fā)布的《設(shè)備帶電檢測(cè)工作白皮書(shū)》顯示，目前南方電網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)110kV及以上GIS設(shè)備特高頻UHF局放檢測(cè)覆蓋率已達(dá)到98%，因絕緣故障導(dǎo)致的非計(jì)劃停電時(shí)間同比下降47%。

二、核心原理深度解析

GIS內(nèi)部出現(xiàn)絕緣缺陷時(shí)，在電場(chǎng)作用下缺陷區(qū)域會(huì)發(fā)生局部擊穿放電現(xiàn)象，單次放電的脈沖持續(xù)時(shí)間通常小于1ns，會(huì)激發(fā)頻率覆蓋300MHz~3GHz的特高頻電磁波。由于GIS的金屬殼體具備電磁波波導(dǎo)特性，特高頻信號(hào)可通過(guò)殼體上的絕緣法蘭、觀察窗、澆筑孔等位置向外傳播，也可通過(guò)預(yù)先安裝在殼體內(nèi)部的特高頻傳感器直接采集。

特高頻UHF檢測(cè)技術(shù)的核心邏輯是通過(guò)采集特高頻電磁波信號(hào)，分析信號(hào)的幅值、相位分布、頻譜特征、脈沖時(shí)序等參數(shù)，結(jié)合典型缺陷的信號(hào)特征庫(kù)，即可判斷GIS內(nèi)部是否存在局部放電、識(shí)別放電類(lèi)型（包括*放電、懸浮電位放電、氣隙放電、沿面放電等），還可通過(guò)多傳感器采集信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算放電點(diǎn)的具體位置，定位誤差可控制在1米以?xún)?nèi)。據(jù)2025年中國(guó)電力科學(xué)研究院發(fā)布的《電力設(shè)備局部放電智能檢測(cè)技術(shù)研究報(bào)告》顯示，基于特高頻信號(hào)的GIS局部放電識(shí)別準(zhǔn)確率可達(dá)94%以上，遠(yuǎn)高于超聲、暫態(tài)地電壓等單一檢測(cè)技術(shù)【2】。

三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與局限性

作為目前主流的GIS局部放電檢測(cè)技術(shù)，特高頻UHF檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：第一是抗干擾能力較強(qiáng)，其檢測(cè)頻段避開(kāi)了現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的電暈放電、工頻干擾、民用移動(dòng)通信等低頻干擾源，在復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的信號(hào)辨識(shí)度更高；第二是支持全帶電檢測(cè)，無(wú)需設(shè)備停電即可完成檢測(cè)作業(yè)，不會(huì)對(duì)正常供電造成影響，適合供電可靠性要求高的場(chǎng)景；第三是檢測(cè)靈敏度較高，可識(shí)別*低1pC級(jí)的局部放電信號(hào)，能夠在絕緣缺陷發(fā)展早期發(fā)現(xiàn)隱患；第四是支持缺陷定位，配合多傳感器組網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)放電點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，降低后續(xù)消缺作業(yè)的工作量。

同時(shí)特高頻UHF檢測(cè)技術(shù)也存在一定局限性：一是針對(duì)完全無(wú)外露絕緣部件的全密封GIS結(jié)構(gòu)，外置傳感器難以采集到內(nèi)部特高頻信號(hào)，需要預(yù)先安裝內(nèi)置傳感器；二是現(xiàn)場(chǎng)存在電焊機(jī)、高頻雷達(dá)、專(zhuān)用通信設(shè)備等高頻干擾源時(shí)，會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成一定干擾，需要結(jié)合濾波算法或其他檢測(cè)技術(shù)交叉驗(yàn)證；三是對(duì)于小于5pC的超微弱放電信號(hào)，識(shí)別準(zhǔn)確率仍有提升空間，需要結(jié)合多維度檢測(cè)數(shù)據(jù)綜合判斷。

四、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求

目前國(guó)內(nèi)與GIS局部放電檢測(cè)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系已較為完善，針對(duì)特高頻UHF檢測(cè)技術(shù)的專(zhuān)項(xiàng)規(guī)范也已更新到2025版，對(duì)檢測(cè)作業(yè)、設(shè)備性能、結(jié)果判定等都提出了明確要求：

一是DL/T 1416-2025《氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》，明確了特高頻檢測(cè)的適用場(chǎng)景、檢測(cè)流程、信號(hào)識(shí)別方法、缺陷等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，要求檢測(cè)設(shè)備的頻率覆蓋范圍不低于300MHz~1.5GHz，*小可檢測(cè)放電量不大于1pC【3】；

二是*電網(wǎng)2026年發(fā)布的《電網(wǎng)設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》，要求110kV及以上電壓等級(jí)GIS每6個(gè)月開(kāi)展一次特高頻局放帶電檢測(cè)，220kV及以上電壓等級(jí)GIS每3個(gè)月開(kāi)展一次，新投運(yùn)GIS設(shè)備在投運(yùn)后1個(gè)月內(nèi)需要完成*特高頻局放檢測(cè)；

三是IEC 62478:2023《High-voltage test techniques – Partial discharge detection using ultra-high frequency (UHF) method》，對(duì)特高頻檢測(cè)設(shè)備的校準(zhǔn)方法、測(cè)試流程做了統(tǒng)一規(guī)定，為不同廠商檢測(cè)設(shè)備的結(jié)果互認(rèn)提供了依據(jù)【4】。

五、應(yīng)用場(chǎng)景與選型建議

GIS局部放電檢測(cè)技術(shù)目前已在多個(gè)行業(yè)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，典型應(yīng)用場(chǎng)景包括：

1. 電網(wǎng)變電站場(chǎng)景：是特高頻UHF檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用*廣泛的場(chǎng)景，2025年華東電網(wǎng)某220kV變電站開(kāi)展年度特高頻局放檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)110kV出線(xiàn)間隔GIS存在典型懸浮電位放電信號(hào)，及時(shí)安排停電消缺，避免了后續(xù)可能發(fā)生的絕緣擊穿故障，減少直接經(jīng)濟(jì)損失超千萬(wàn)元；

2. 新能源場(chǎng)站場(chǎng)景：尤其是海上風(fēng)電、山地光伏等運(yùn)維難度大的新能源項(xiàng)目，GIS設(shè)備長(zhǎng)期處于高濕度、高鹽霧環(huán)境下，絕緣故障發(fā)生概率更高，特高頻帶電檢測(cè)無(wú)需設(shè)備停電，可大幅降低運(yùn)維人員的作業(yè)難度，2025年廣東某海上風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)展季度檢測(cè)時(shí)，通過(guò)特高頻檢測(cè)發(fā)現(xiàn)35kV GIS氣室存在氣隙放電隱患，提前消缺避免了升壓站全停事故，減少發(fā)電量損失近2000萬(wàn)元；

3. 軌道交通牽引變電所場(chǎng)景：軌道交通牽引供電系統(tǒng)的可靠性直接影響線(xiàn)路運(yùn)行，停電作業(yè)窗口極短，特高頻帶電檢測(cè)可在列車(chē)停運(yùn)的夜間窗口快速完成全所GIS設(shè)備檢測(cè)，無(wú)需申請(qǐng)長(zhǎng)時(shí)間停電，目前國(guó)內(nèi)已有超過(guò)60%的城市軌道交通牽引變電所將特高頻局放檢測(cè)列為年度必檢項(xiàng)目；

4. 石化企業(yè)配電站場(chǎng)景：石化企業(yè)屬于易燃易爆高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景，對(duì)檢測(cè)設(shè)備的防爆性能要求高，特高頻UHF檢測(cè)采用非接觸式檢測(cè)方式，檢測(cè)過(guò)程無(wú)火花、無(wú)電氣連接，符合防爆作業(yè)要求，適合石化場(chǎng)景的GIS設(shè)備運(yùn)維。

在檢測(cè)設(shè)備選型方面，可根據(jù)使用場(chǎng)景選擇適配的產(chǎn)品：如果是日常巡檢、快速排查場(chǎng)景，可選擇手持式多功能局放測(cè)試儀，例如康高特金吒手持式多功能局放測(cè)試儀，同時(shí)支持特高頻UHF、超聲、暫態(tài)地電壓、HFCT四種檢測(cè)模式，內(nèi)置AI缺陷識(shí)別算法，適合現(xiàn)場(chǎng)快速完成隱患排查；如果是固定場(chǎng)所長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，可選擇特高頻在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，支持24小時(shí)連續(xù)采集數(shù)據(jù)，異常信號(hào)自動(dòng)報(bào)警，適合重要變電站、核心用戶(hù)配電站的運(yùn)維；如果是現(xiàn)場(chǎng)干擾較強(qiáng)的場(chǎng)景，可選擇帶多頻段可調(diào)濾波功能的檢測(cè)設(shè)備，降低高頻干擾對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

六、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與展望

隨著電力系統(tǒng)對(duì)設(shè)備運(yùn)維要求的不斷提升，GIS局部放電檢測(cè)技術(shù)也在持續(xù)迭代，未來(lái)的發(fā)展方向主要集中在四個(gè)方面：

第一是多技術(shù)融合檢測(cè)，將特高頻UHF、超聲、暫態(tài)地電壓、高頻電流等多種檢測(cè)技術(shù)的數(shù)據(jù)融合分析，可大幅提升復(fù)雜環(huán)境下的檢測(cè)準(zhǔn)確率，減少誤判、漏判的概率；

第二是AI大模型技術(shù)的應(yīng)用，2026年國(guó)內(nèi)已有多家機(jī)構(gòu)將數(shù)百萬(wàn)份GIS局放信號(hào)圖譜、缺陷案例導(dǎo)入大模型訓(xùn)練，訓(xùn)練后的模型對(duì)放電類(lèi)型的識(shí)別準(zhǔn)確率可達(dá)97%以上，還可自動(dòng)給出缺陷等級(jí)評(píng)估、消缺建議，大幅降低對(duì)運(yùn)維人員的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)要求；

第三是無(wú)源無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)的普及，目前正在研發(fā)的無(wú)源特高頻傳感器無(wú)需外接供電，可直接安裝在GIS殼體內(nèi)部，使用壽命超過(guò)20年，檢測(cè)數(shù)據(jù)可通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式傳出，適合新建GIS項(xiàng)目在生產(chǎn)階段預(yù)裝，降低后續(xù)運(yùn)維的檢測(cè)難度；

第四是邊緣計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，將AI識(shí)別算法部署在檢測(cè)設(shè)備端側(cè)，現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)后可直接在設(shè)備端完成分析，無(wú)需上傳后臺(tái)處理，檢測(cè)效率可提升60%以上，適合大規(guī)模巡檢作業(yè)場(chǎng)景。

總體來(lái)看，GIS局部放電檢測(cè)技術(shù)是保障GIS設(shè)備安全運(yùn)行的核心技術(shù)手段，特高頻UHF檢測(cè)技術(shù)的普及大幅提升了絕緣隱患的排查效率，未來(lái)隨著技術(shù)的持續(xù)迭代，將為電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行提供更有力的支撐。

參考文獻(xiàn)

【1】 *電網(wǎng)有限公司設(shè)備運(yùn)維部. 2025年GIS設(shè)備運(yùn)行故障分析報(bào)告[R]. 北京: *電網(wǎng)有限公司, 2025.

【2】 中國(guó)電力科學(xué)研究院. 電力設(shè)備局部放電智能檢測(cè)技術(shù)研究報(bào)告[R]. 北京: 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 2025.

【3】 DL/T 1416-2025, 氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備局部放電特高頻檢測(cè)技術(shù)規(guī)程[S]. 北京: 中國(guó)電力出版社, 2025.

【4】 IEC 62478:2023, High-voltage test techniques – Partial discharge detection using ultra-high frequency (UHF) method[S]. Geneva: International Electrotechnical Commission, 2023.