②方(fang)向耦(ou)合法(fa)

方(fang)向耦(ou)合法(fa)典型的例(li)子是(shi)德國(guo)柏(bai)林(lin)的400kV XLPE電纜局(ju)部(bu)放(fang)電在(zai)線監測(ce)系統。該檢(jian)測(ce)系統通(tong)過方(fang)向耦(ou)合器(qi)耦(ou)合局(ju)部放(fang)電信號，方(fang)向耦(ou)合器(qi)結構見下(xia)圖（1.1）。方(fang)向耦(ou)合器(qi)由(you)壹個插在(zai)電纜絕緣上(shang)的電極(ji)板、壹(yi)個羅(luo)戈(ge)夫(fu)斯(si)基線圈和兩個終端(duan)阻(zu)抗(kang)（分別(bie)與(yu)端口(kou)A，B相(xiang)連(lian)）構成。電極(ji)板與(yu)金(jin)屬(shu)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)之間(jian)形成(cheng)壹個等效(xiao)電容，羅(luo)戈(ge)夫(fu)斯(si)基線圈分為(wei)性(xing)能(neng)相同的兩部(bu)分，如下(xia)圖（1.2）。

        1.1 方(fang)向耦(ou)合器(qi)結構圖

           1.2 方(fang)向耦(ou)合器(qi)原(yuan)理圖

當局(ju)部(bu)放(fang)電信號沿電纜從(cong)壹(yi)側(如右側(ce))傳(chuan)來，在(zai)電容和線圈上(shang)均可感(gan)應(ying)出(chu)脈沖(chong)信號，B端輸(shu)出(chu)的電壓信號為電容的電壓信號和線圈2的電壓信號的疊(die)加；而A端(duan)輸出(chu)的電壓信號則為(wei)電容與線圈1的電壓信號相減(jian)。如果電容藕合的信號與線圈藕合的信號大(da)小相等(deng)，則(ze)B端輸出(chu)信號則增(zeng)大(da)，而A端(duan)信號則被(bei)抵(di)消了(le)。由(you)此(ci)可(ke)判(pan)斷局部(bu)放(fang)電脈沖(chong)的傳(chuan)播方(fang)向。通(tong)常，只需兩個端口(kou)的電壓比(bi)值大(da)於8：1即(ji)可(ke)認為該脈沖(chong)信號為局(ju)部(bu)放(fang)電信號且(qie)方(fang)向可(ke)判(pan)斷。檢(jian)測(ce)系統在(zai)電纜中(zhong)間接頭兩側(ce)分別(bie)安(an)裝壹個方(fang)向耦(ou)合器(qi)，這樣(yang)可以根據兩個方(fang)向耦(ou)合器(qi)耦(ou)合到(dao)的局部(bu)放(fang)電信號的方(fang)向判(pan)斷出(chu)該放(fang)電脈沖(chong)信號是來自中(zhong)間接頭內(nei)部還是(shi)來自外(wai)部(bu)。這種方(fang)法具(ju)有很好的抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力。現(xian)場測(ce)試(shi)表明，方(fang)向耦(ou)合器(qi)的檢(jian)測(ce)靈敏度可(ke)小於5pC。檢(jian)測(ce)系統測(ce)量(liang)頻帶(dai)高(gao)為600MHz。

③電磁(ci)耦(ou)合法(fa)

電磁(ci)耦(ou)合法(fa)是將鉗型羅(luo)戈(ge)夫(fu)斯(si)基線圈直(zhi)接卡裝(zhuang)在(zai)電纜金(jin)屬(shu)屏(ping)蔽(bi)外(wai)，或(huo)穿過電纜終(zhong)端(duan)、連(lian)接頭屏(ping)蔽(bi)層(ceng)的接地線，通過感應(ying)流過電纜屏(ping)蔽(bi)層(ceng)的PD脈沖(chong)來檢(jian)測(ce)局放(fang)。電磁(ci)耦(ou)合法(fa)應用於(yu)XLPE電纜局(ju)部(bu)放(fang)電在(zai)線監測(ce)比(bi)較成功(gong)的例(li)子是(shi)1998年(nian)瑞(rui)士(shi)研制的170kV XLPE電纜局(ju)部(bu)放(fang)電在(zai)線監測(ce)系統，測(ce)量(liang)位置(zhi)選在(zai)XLPE中(zhong)間接頭金(jin)屬(shu)屏(ping)蔽(bi)的連(lian)接引線上(shang)，系統的檢(jian)測(ce)頻帶(dai)在(zai)15MHz-50MHz左(zuo)右(you)，檢(jian)測(ce)靈敏度可(ke)低於15pC。由(you)於寬(kuan)頻(pin)帶(dai)電磁(ci)藕合法(fa)具(ju)有小巧(qiao)靈活(huo)，操(cao)作安(an)全(quan)，能(neng)真實地(di)反(fan)映(ying)脈沖(chong)波(bo)形等(deng)特(te)點(dian)，正在(zai)被(bei)廣泛(fan)的研究(jiu)和應(ying)用(yong)。該方(fang)法容(rong)易(yi)受(shou)到(dao)地線電磁(ci)信號的幹(gan)擾(rao)，單(dan)純(chun)依(yi)賴寬頻(pin)帶濾(lv)波(bo)器和(he)高(gao)倍數的放(fang)大(da)器很(hen)難(nan)排除(chu)某些(xie)類(lei)似(si)局部放(fang)電脈沖(chong)的幹(gan)擾(rao)。

④電容耦(ou)合法(fa)

電容耦(ou)合法(fa)是由(you)英(ying)國南(nan)安(an)普(pu)敦(dun)大(da)學、英(ying)國電網公司(si)和(he)西(xi)安(an)交(jiao)通大(da)學共(gong)同研(yan)究(jiu)的壹種(zhong)XLPE電纜局(ju)部(bu)放(fang)電在(zai)線檢(jian)測(ce)的方(fang)法。取(qu)壹(yi)段(duan)靠近(jin)接頭的電纜，剝去(qu)部(bu)分外(wai)護(hu)套，將金(jin)屬(shu)箔(bo)片貼(tie)在(zai)外(wai)半(ban)導(dao)電層(ceng)作為(wei)電極(ji)，如下(xia)圖（1.3）所(suo)示(shi)。信號從耦(ou)合器(qi)上(shang)的BNC頭輸(shu)出(chu)，中(zhong)斷的金(jin)屬(shu)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)經(jing)導(dao)線連(lian)接。在(zai)工頻(pin)電壓下(xia)，由(you)於外(wai)半(ban)導(dao)電層(ceng)的阻(zu)抗(kang)遠(yuan)小於絕緣層(ceng)的阻(zu)抗(kang)，則外(wai)半(ban)導(dao)電層(ceng)可視為工頻(pin)地(di)電位，故電容耦(ou)合器(qi)並不(bu)影響電纜絕緣效(xiao)果(guo)。在(zai)高(gao)頻條(tiao)件(jian)下(xia)，外(wai)半(ban)導(dao)電層(ceng)阻(zu)抗(kang)與絕緣層(ceng)阻(zu)抗(kang)可比(bi)，而地(di)電位為金(jin)屬(shu)屏(ping)蔽(bi)層(ceng)，故有利於高(gao)頻信(xin)號的測(ce)量(liang)。該檢(jian)測(ce)法有效(xiao)檢(jian)測(ce)頻帶(dai)為(wei)l0MHz-500MHz，靈敏度為(wei)3pC。

            1.3 電容耦(ou)合器(qi)結構圖

        1.4 電感耦(ou)合器(qi)結構圖

⑤電感耦(ou)合合法(fa)

電感耦(ou)合法(fa)為荷蘭(lan)提(ti)出(chu)的壹種(zhong)利用線圈作為(wei)傳(chuan)感器對(dui)螺(luo)旋狀金(jin)屬(shu)屏(ping)蔽(bi)電纜進(jin)行(xing)局部放(fang)電在(zai)線檢(jian)測(ce)的方(fang)法，電感藕合器(qi)的示(shi)意(yi)圖(tu)見上(shang)圖（1.4）。這種檢(jian)測(ce)方(fang)法要求(qiu)被(bei)測(ce)電纜金(jin)屬(shu)屏(ping)蔽(bi)為螺(luo)旋帶狀繞(rao)制而成(cheng)的。當電纜中(zhong)存(cun)在(zai)局(ju)部(bu)放(fang)電，局部放(fang)電脈沖(chong)沿電纜屏(ping)蔽(bi)傳(chuan)播，該電流信號可分解(jie)為(wei)沿電纜長(chang)度(du)的徑向(xiang)分量(liang)和圍繞(rao)電纜的切向(xiang)分量(liang)。切向(xiang)分量(liang)的電流產生壹個軸(zhou)向的磁(ci)場，變(bian)化(hua)的磁(ci)場穿(chuan)過傳(chuan)感器時(shi)，傳(chuan)感器上(shang)因磁(ci)通變(bian)化而感(gan)應壹個雙(shuang)極(ji)性(xing)的電壓信號。因此(ci)檢(jian)測(ce)系統便(bian)可檢(jian)測(ce)到(dao)局部放(fang)電信號，高(gao)測(ce)量(liang)頻率(lv)為(wei)600MHz，檢(jian)測(ce)靈敏度為(wei)10pC-20pC。此(ci)外(wai)，其受(shou)高(gao)頻信(xin)號衰減(jian)特(te)性的限制(zhi)，有效(xiao)測(ce)量(liang)距離(li)為(wei)10m左(zuo)右，只能(neng)用於(yu)電纜附(fu)件(jian)的測(ce)量(liang)。

⑥超聲(sheng)波(bo)檢(jian)測(ce)法

除(chu)了(le)上(shang)述提(ti)到(dao)的電氣測(ce)量(liang)方(fang)法以(yi)外(wai)，還有很多非(fei)電氣量(liang)的測(ce)量(liang)方(fang)法。這些方(fang)法是(shi)根據局部(bu)放(fang)電過程中(zhong)伴隨著(zhe)電荷的轉(zhuan)移(yi)和(he)電能(neng)損(sun)耗產(chan)生各(ge)種(zhong)非電信息(xi)，如聲波(bo)、發光、發熱以(yi)及(ji)出(chu)現新的生成(cheng)物等(deng)，通(tong)過測(ce)量(liang)這些非(fei)電氣量(liang)來獲(huo)取(qu)局部放(fang)電信息(xi)。

超(chao)聲(sheng)波(bo)檢(jian)測(ce)局放(fang)系統通(tong)常采用壓電晶體作傳(chuan)感器，壓電晶體將聲信(xin)號成比(bi)例(li)的轉(zhuan)換成電荷量(liang)，信號經(jing)前(qian)置(zhi)放(fang)大(da)器放(fang)大(da)後(hou)再(zai)進(jin)行(xing)光電轉(zhuan)換，並應(ying)用(yong)光(guang)纖(xian)傳(chuan)輸，傳(chuan)輸的光信(xin)號經(jing)光(guang)電元(yuan)件(jian)轉(zhuan)換成電信號，再(zai)經(jing)放(fang)大(da)後(hou)在(zai)示(shi)波(bo)器或(huo)峰值表上(shang)顯示(shi)。近(jin)代超聲(sheng)波(bo)測(ce)量(liang)局部(bu)放(fang)電所用的儀器(qi)頻帶(dai)多(duo)取(qu)60kHz-300kHz。由(you)於傳(chuan)播衰減(jian)等(deng)原(yuan)因(yin)，能(neng)采集(ji)的聲信(xin)號很微(wei)弱，長期以來超(chao)聲(sheng)波(bo)測(ce)量(liang)就(jiu)是因為靈敏度太低，而沒有被(bei)廣泛(fan)采用(yong)。近(jin)年(nian)來由(you)於電傳(chuan)感器效(xiao)率(lv)的提(ti)高(gao)，集(ji)成元(yuan)件(jian)組成的低噪聲放(fang)大(da)器和(he)光(guang)纖(xian)的發展，使(shi)得測(ce)量(liang)靈敏度大(da)為提(ti)高(gao)。