特高频与超声波局放检测技术文件标准.pptx

GISGISGISGIS特高频与超声波局部放电检测技术特高频与超声波局部放电检测技术特高频与超声波局部放电检测技术特高频与超声波局部放电检测技术主要内容主要内容主要内容主要内容GIS局部放电检测概述局部放电检测概述超声波局放检测技术超声波局放检测技术特高频局放检测技术特高频局放检测技术一、一、一、一、GISGISGISGIS局部放电检测概述局部放电检测概述局部放电检测概述局部放电检测概述主要内容主要内容主要内容主要内容GIS局部放电检测的意义1局部放电的基本概念2GIS设备局部放电的起因3GIS局部放电检测方法4开展开展开展开展GISGIS局部放电检测的意义局部放电检测的意义局部放电检测的意义局部放电检测的意义随着电网建设的发展，随着电网建设的发展，GIS变电站的数量不断增加；变电站的数量不断增加；GIS的内部空间极为有限，工作场强很高，且绝缘裕度相的内部空间极为有限，工作场强很高，且绝缘裕度相对较小；对较小；GIS内部一旦出现绝缘缺陷，极易造成设备故障，引起的内部一旦出现绝缘缺陷，极易造成设备故障，引起的停电时间较长，检修费用也很高；停电时间较长，检修费用也很高；国内已经发生了数起较为严重的国内已经发生了数起较为严重的GIS事故，过去那种认为事故，过去那种认为GIS设备免维护的观点已不被认同；设备免维护的观点已不被认同；CIGRE调查表明，调查表明，50以上的以上的GIS故障是可预先发现的；故障是可预先发现的；在在GIS的交接试验中监视局部放电信号，对运行中的的交接试验中监视局部放电信号，对运行中的GIS进进行定期监测，均是保障安全运行的有效手段行定期监测，均是保障安全运行的有效手段。局部放电的基本概念局部放电的基本概念电力设备的绝缘系统中，只有部分区域发生放电，而没有贯穿施加电电力设备的绝缘系统中，只有部分区域发生放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，即尚未击穿，这种现象称之为局部放电。压的导体之间，即尚未击穿，这种现象称之为局部放电。它是由于局部电场畸变、局部场强集中，从而导致绝缘介质局部范围它是由于局部电场畸变、局部场强集中，从而导致绝缘介质局部范围内的气体放电或击穿所造成的。它可能发生在导体边上，也可能发生内的气体放电或击穿所造成的。它可能发生在导体边上，也可能发生在绝缘体的表面或内部。在绝缘体中的局部放电甚至会腐蚀绝缘材料，在绝缘体的表面或内部。在绝缘体中的局部放电甚至会腐蚀绝缘材料，并最后导致绝缘击穿。并最后导致绝缘击穿。局部放电是一种脉冲放电，它会在电力设备内部和周围空间产生一系局部放电是一种脉冲放电，它会在电力设备内部和周围空间产生一系列的光、声、电气和机械的振动等物理现象和化学变化。这些伴随局列的光、声、电气和机械的振动等物理现象和化学变化。这些伴随局部放电而产生的各种物理和化学变化可以为监测电力设备内部绝缘状部放电而产生的各种物理和化学变化可以为监测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。态提供检测信号。GISGIS设备局部放电的起因设备局部放电的起因设备局部放电的起因设备局部放电的起因1-导体上的毛刺；3-悬浮屏蔽(接触不良)；5-盆式绝缘子上的颗粒2-壳体上的毛刺4-自由移动的金属颗粒6-盆式绝缘子内部缺陷悬浮放电悬浮放电悬浮放电悬浮放电分类：固定间隙悬浮放电可变间隙悬浮放电特点：1、信号强，脉冲幅值稳定，脉冲间隔稳定，高频含量多2、间隙对称时，正负半波对称，间隙不对称，正负半波不对称3、放电脉冲主要集中在一、三象限悬浮放电模型图自由金属颗粒放电自由金属颗粒放电自由金属颗粒放电自由金属颗粒放电特点：1、碰撞外壳产生的机械信号强，电信号较弱2、无固定相位特征，幅值不稳定3、通常电信号最大信号出现在电压峰值处自由金属颗粒模型图绝缘内部气隙放电绝缘内部气隙放电绝缘内部气隙放电绝缘内部气隙放电特点：1、脉冲幅值相对较小，幅值变化大，高频含量少，间隔变化大2、不规则气泡正负半波不对称3、放电脉冲主要集中在一、三象限气隙放电模型图尖端放电尖端放电尖端放电尖端放电特点：1、放电脉冲次数多，信号最大值通常在电压峰值处2、正负半波严重不对称3、高频含量少金属尖端放电模型图分类：导体上的尖端壳体上的尖端GISGIS绝缘击穿的主要表现形式绝缘击穿的主要表现形式绝缘击穿的主要表现形式绝缘击穿的主要表现形式GIS投运初期：投运初期：绝缘击穿大多是由金属颗粒、悬浮导体、表面毛刺或颗粒等缺陷造成的。通过完善交接验收可起到预防作用；GIS运行中期：运行中期：绝缘击穿大多是绝缘子表面的缺陷（例如污秽、表面电荷积聚、附着金属微粒）引起的，特别是在暂态过电压作用时。通过定期巡检可发现这些隐患GISGIS局部放电检测技术局部放电检测技术局部放电检测技术局部放电检测技术局部局部放电放电传统的局放测量传统的局放测量产生产生超声波超声波电磁波电磁波化学化学反应反应发光发光UHFUHF检测法检测法超声波检测超声波检测法法光测法化学法脉冲电流脉冲电流GISGIS局部放电检测技术局部放电检测技术局部放电检测技术局部放电检测技术传统传统脉冲电流脉冲电流检测法：检测法：无法解决抗干扰问题，很难达到必要的检测灵敏度，通常用于试验室；特高频特高频检测法：检测法：检测特高频电磁波信号，检测范围较大，不受空气中电晕干扰影响，对各种缺陷均敏感，检测灵敏度可达几个pC；超声波超声波检测法：检测法：检测超声波信号，抗电气干扰，对自由颗粒缺陷和金属件的振动较为敏感，在靠近缺陷部位时，检测灵敏度可达到几个pC，定位准确；气体分析法：气体分析法：分解物从产生到扩散，需要一定的过程，且只有浓度积累到一定水平后方可被检测到，故响应速度较慢，检测灵敏度较低。特高频(UHF)及超声波(AE)法的比较特高频UHF超声波AE检测信号特高频电磁波信号超声波信号抗干扰对电晕放电较不敏感易受悬浮放电影响对电气干扰较不敏感易受振动噪声影响灵敏度对各种放电缺陷均较敏感，但不能发现弹垫松动、粉尘飞舞等非放电性缺陷仅对部分放电缺陷敏感，能发现弹垫松动、粉尘飞舞等非放电性缺陷检测范围10米1米定位功能不具备（实现困难）具备（实现简单）缺陷定量与pC值没有直接关系与pC值没有直接关系二、超声波局部放电检测技术二、超声波局部放电检测技术二、超声波局部放电检测技术二、超声波局部放电检测技术主要内容主要内容主要内容主要内容超声波局部放电检测的原理超声波局部放电检测的原理1超声波局部放电检测仪器超声波局部放电检测仪器2超声波局部放电检测方法及注意事项3超声波局部放电图谱的分析及诊断4 超声波局部放电典型案例分析5 局部放电，伴随有爆裂状的声发射，产生超声波，且很快向四周介质传播。通过安装在电力设备外壁上的超声波传感器，将超声波信号转换为电信号，就能对设备的局部放电水平进行测量。一、超声波局部放电检测的原理一、超声波局部放电检测的原理1、接触式超声波检测法：GIS为80KHz谐振频率，可双探头定位；变压器等充油设备为150kHz谐振频率，可多探头三维定位。2、非接触式超声波检测法：20k-50kHz谐振频率，主要用于开关柜，检测距离 较近，一般为几至几十cm。3、远距离非接触式超声波检测法：40kHz谐振频率，主要用于配网架空输电线路，检测距离可达30m，且检测者行进速率可达30KM/h。4、次超声波支柱式绝缘子探伤，十几kHz，接触式检测。一、超声波局部放电检测的原理一、超声波局部放电检测的原理声信号传输特点声信号传输特点当GIS中的缺陷在电压作用下发生局部放电时，局放产生的能量是周围SF6气体的温度骤然升高，从而形成局部过热，所产生的扰动以压力波的形式传播，其类型包括纵波、横波和表面波。不同的电气设备、环境条件和绝缘状况产生的声波频谱都不相同。GIS中沿SF6气体传播的只有纵波，这种超声纵波以球面波的形式向周围传播。由于超声波的波长较短、方向性将强，所以它的能量也较为集中，因而可以通过设置在外壁的压敏传感器收集超声放电信号并对信号进行分析。声信号传输特点声信号传输特点1、超声波信号在SF6中衰减大，26dB/m(空气或油中20倍)且与频率的平方成正比，检测范围小；2、超声波在SF6中传播速度很慢，约140m/s(约为空气1/2，油中1/10)；3、对固体绝缘内部缺陷十分不灵敏；4、定位简单，仅仅依靠幅值法即可简单定位；5、分为接触式和非接触式，接触式适合检测GIS、电缆终端，非接触式超声检测设备，须带有集波器，和激光定位装置，适合检测开关柜，以及瓷瓶表面裂纹测点的选择测点的选择对于GIS设备，在断路器断口处、隔离刀闸、接地刀闸、电流互感器、电压互感器、避雷器、导体连接部件等处均应设置测试点。一般在GIS壳体轴线方向每0.5m左右选取一处，测量点尽量选择在隔室下方，对于较长的母线气室，可适当放宽检测点的间距。如存在异常信号，则应在该隔室进行多点检测，且在该处壳体圆切面上至少选取三个点进行比较，查找信号最大点的位置。测点的选择测点的选择试验程序试验程序1 运行中GIS的检测将仪器放到最小量程进行背景噪声的测量，背景噪声应满足测试环境要求。背景噪声有效值和周期峰值小而稳定。信号仅是来自环境、仪器噪声和放大器噪声等产生的背景噪声。测试前将传感器、放大器等连接好，并将传感器悬浮于空中，测量背景噪声值并记录。在传感器与测点部位间应均匀涂抹专用耦合剂，尽可能减小检测信号的衰减。测量时传感器应与GIS壳体保持相对静止，在精确测量时采用绑定固定传感器的方式进行。测试时间为1分钟，如有异常再进行多次测量。并对多组测量数据进行幅值对比和趋势分析。对于异常数据应及时存储，并进行分析。对存在异常的GIS设备，在该异常不能完全判定时，可根据GIS设备的运行工况，缩短检测周期。为避免GIS壳体环流引起的干扰，精确测量时应使用独立的接地线使测量仪器在传感器所在区域附近的GIS结构上接地。试验程序试验程序2 新设备投运前检测将仪器放到最小量程进行背景噪声的测量，背景噪声应满足测试环境要求。交流耐压试验通过后，降至1.2Ur/3电压下，进行GIS的超声局部放电检测（同时进行运行电压下的检测）。程序1 运行中GIS检测方法进行。检测报告检测报告超声局部放电检测报告内容包括：检测目的与内容检测日期及时间检测单位和检测人员执行标准设备负荷检测环境采用的仪器型号及规格被检测设备名称、编号、测点分布图、数据汇总表、图谱结论和建议超声局部放电检测报表超声局部放电检测报表序号测试部位背景噪声有效值/峰值(mV)测试值有效值/峰值(mV)50Hz相关值(mV)100Hz相关值(mV)备注12345XXXX设备超声局部放电检测报表设备超声局部放电检测报表二、超声波二、超声波二、超声波二、超声波局部放电检测仪器局部放电检测仪器局部放电检测仪器局部放电检测仪器超声波局放检测仪基本要求典型仪器的组成超声波局部放电常用谱图传感器灵敏度范围：传感器灵敏度范围：20kHz100kHz；测试仪应使用方便，测量快速，对测试仪应使用方便，测量快速，对GIS的绝大多数缺陷具有较的绝大多数缺陷具有较高的灵敏度；高的灵敏度；带有同步装置，能与变频试验设备连接，以实际电源周期为参带有同步装置，能与变频试验设备连接，以实际电源周期为参考相位；考相位；检测信号应包括信号幅值、相位特性，具有连续模式、脉冲模检测信号应包括信号幅值、相位特性，具有连续模式、脉冲模式及相位模式等谱图；式及相位模式等谱图；可以进行缺陷种类识别。可以进行缺陷种类识别。可利用脉冲模式进行颗粒危险性评估。可利用脉冲模式进行颗粒危险性评估。配置测试线长度不应小于配置测试线长度不应小于3米（通常要带前置放大器），以满足米（通常要带前置放大器），以满足高处检测的要求高处检测的要求抗干扰：在户外抗干扰：在户外GIS应用中，电晕无影响应用中，电晕无影响1、超声波局放检测仪基本要求、超声波局放检测仪基本要求1、超声波局放检测仪基本要求、超声波局放检测仪基本要求使用前置放大器时接线示意图声发射传感器：将局部放电激发的超声波信号转换成声发射传感器：将局部放电激发的超声波信号转换成电信号电信号局放检测仪主机：用于局部放电电信号的采集、分析、局放检测仪主机：用于局部放电电信号的采集、分析、诊断及显示。诊断及显示。前置放大器：当被测设备与检测仪之间距离较远（大前置放大器：当被测设备与检测仪之间距离较远（大于于3m）时，为防止信号衰减，需在靠近传感器的位）时，为防止信号衰减，需在靠近传感器的位置安装前置放大器置安装前置放大器。特制绝缘棒：检测部位比较危险时，如电缆终端，可以使用特特制绝缘棒：检测部位比较危险时，如电缆终端，可以使用特制绝缘棒作为声传到介质，进行检测。制绝缘棒作为声传到介质，进行检测。2、典型仪器的组成、典型仪器的组成2、典型仪器的组成、典型仪器的组成1）时时域域波波形形谱谱图图（原原始始谱谱图图）：时时域域波波形形检检测测模模式式用用于于对对被被测测信信号号的的原原始始波波形形进进行行诊诊断断分分析析，以以便便直直观观的的观观察察被被测信号是否存在异常。测信号是否存在异常。时域波形检测模式典型谱图3、超声波局部放电检测常用谱图、超声波局部放电检测常用谱图2）连连续续模模式式谱谱图图：连连续续检检测测模模式式是是局局部部放放电电超超声声波波检检测测法法应应用用最最为为广广泛泛的的一一种种检检测测模模式式。该该模模式式主主要要用用于于快快速速获获取取被被测测设设备备信号特征，具有显示直观、响应速度快的特点。信号特征，具有显示直观、响应速度快的特点。连连续续检检测测模模式式可可显显示示被被测测信信号号在在一一个个工工频频周周期期内内的的有有效效值值、周周期期峰峰值值，以以及及被被测测信信号号与与50Hz、100Hz的的频频率率相相关关性性（即即50Hz频频率率成成分分、100Hz频频率率成成分分）。因因为为局局放放都都是是与与电电源源的的相相位位相相关关的的，通通过过不不同同参参数数值值的的大大小小组组合合可可快快速速判判断断被被测测设设备备是是否否存存在在异异常局部放电以及可能的放电类型。常局部放电以及可能的放电类型。连续检测模式典型谱图3）相相位位检检测测模模式式（PRPD谱谱图图），需需要要进进行行相相位位同同步步。横横轴轴为为0-360度度，纵纵轴轴为为信信号号的的幅幅值值。由由1000个个放放电电点点组组成成，每每个个点点代代表表一一次次放电发生。是对局放与相位关系的一个统计。放电发生。是对局放与相位关系的一个统计。相位检测模式典型谱图同步信号的接取同步信号的接取 局部放电检测许多谱图，如PRPS、PRPD等谱图都需要进行相位同步，因此使用这些模式时，需要接取同步信号。同步方法有：1、内同步法：适用于对现场运行设备带电检测，使用现场的检修电源，利用现场检修电源相位仪器内部同步2、外同步法：适用于现场电源与运行电压之间相位偏差大、无法通过相位确定放电类型时，或现场采用异频电源进行交流耐压试验时。运行条件下可通过PT二次回路接取，交流耐压时可通过变频电源柜接取4）脉脉冲冲检检测测模模式式（飞飞行行模模式式）。当当连连续续检检测测模模式式中中有有效效值值或或周周期期峰峰值值幅幅值值偏偏大大，但但频频率率成成分分1及及频频率率成成分分2较较小小时时，可可进进入入脉脉冲冲检检测测模模式式。该模式主要用于自由微粒缺陷的进一步确认。该模式主要用于自由微粒缺陷的进一步确认。横横轴轴利利用用时时间间来来表表示示颗颗粒粒一一次次飞飞行行的的时时间间，纵纵轴轴表表示示颗颗粒粒飞飞行行的的高高度度，由由1000个点组成，统计自由颗粒的在个点组成，统计自由颗粒的在GIS内部的活动状态。内部的活动状态。脉冲检测模式典型谱图4）脉冲检测模式（飞行模式）脉冲检测模式（飞行模式）脉冲检测模式评估颗粒危害5 5)特特征征指指数数检检测测模模式式：特特征征图图谱谱表表征征超超声声波波信信号号发发生生的的时时间间间间隔隔,其其横横坐坐标标为为时时间间间间隔隔，纵纵坐坐标标为为信信号号发发生生次次数数。如如果果超超声声波波信信号号发发生生的的间间隔隔在在10ms（如如悬悬浮浮缺缺陷陷）,那那么么在在整整数数1的的位位置置出出现现波波峰峰；如如果果超超声声波波信信号号发发生生的的间间隔隔在在20ms（如如电电晕晕缺缺陷陷），那么在整数那么在整数2的位置出现波峰。的位置出现波峰。特征指数检测模式典型谱图三、超声波局部放电检测方法及注意事项三、超声波局部放电检测方法及注意事项检测条件要求检测条件要求检测周期检测周期安全注意事项安全注意事项准备工作准备工作检测接线检测接线传感器放置部位部位及要求传感器放置部位部位及要求 操作流程操作流程常见注意事项常见注意事项1、检测条件要求、检测条件要求在GIS设备上无各种外部作业。额定电压、额定SF6气体压力。金属外壳应清洁、无覆冰等。进行室外检测避免雨、雪等天气条件对GIS设备外壳表面噪声干扰的影响。进行室内检测时避免室内强干扰源、大型设备振动。2、检测周期、检测周期新设备投运前：新设备投运前：在耐压试验通过后，在1.2Ur/电压下，进行一次超声局部放电检测（同时进行1.0Ur/电压下数据检测，作为运行数据比对）。新投运（或大修）后设备：新投运（或大修）后设备：应在投运后1个月内、投运后1年各进行一次超声局部放电检测。运行中设备：运行中设备：半年至一年检测一次。3、安全注意事项、安全注意事项为确保安全生产，特别是确保人身安全，除严格执行电力相关安全标准和安全规定之外,还应注意以下几点:检测时应勿碰勿动其它带电设备；防止传感器坠落到GIS管道上，避免发生事故；保证待测设备绝缘良好，以防止低压触电；在狭小空间中使用传感器时，应尽量避免身体触碰GIS管道；行走中注意脚下，避免踩踏设备管道；在进行检测时，要防止误碰误动GIS其它部件；在使用传感器进行检测时，应戴绝缘手套，避免手部直接接触传感器金属部件。4、准备工作、准备工作(1)检测人员 局部放电超声波检测至少由2人同时进行，可分为工作负责人及试验人员。相关人员的职责及数量建议如下：局部放电超声波检测的检测人员及职责4、准备工作、准备工作(2)仪器仪表及工器具 开展局部放电超声波检测前，还应仔细核对仪器仪表及工器具是否满足检测要求。根据常规检测需要，建议包括如下内容：在开展局部放电超声波检测的过程中，应按照所使在开展局部放电超声波检测的过程中，应按照所使用的仪器操作说明，连接好仪器主机、传感器等各部件。用的仪器操作说明，连接好仪器主机、传感器等各部件。当传感器与检测仪器之间的距离较远（大于当传感器与检测仪器之间的距离较远（大于3米）时，还米）时，还应接入前置放大器。需要使用外接电源供电时，主机必应接入前置放大器。需要使用外接电源供电时，主机必须接地须接地 局部放电超声波检测仪器接线5、检测、检测接线接线GIS超声波局放测试点选择主要有：盆式绝缘子两侧。特别是水平布置的盆式绝缘子。测量点选择在隔室侧下方，如存在异常信号，则应在该隔室进行多点检测，查找信号最大点。在断路器断口处、隔离刀闸、接地刀闸、电流互感器、电压互感器、避雷器、导体连接部件等处均应设置测试点。6、传感器放置部位及要求、传感器放置部位及要求 局部放电超声波检测位置示意图传感器固定方式：传感器固定方式：1、手持法：适合巡检时使用，测试快速，有轻、手持法：适合巡检时使用，测试快速，有轻微抖动，需要掌握一定技巧微抖动，需要掌握一定技巧2、绑扎法：使用绑扎带将传感器固定到、绑扎法：使用绑扎带将传感器固定到GIS壳壳体上，适合精确检测及长时间检测体上，适合精确检测及长时间检测3、用磁吸做固定：因、用磁吸做固定：因GIS罐体多数为铝合金材罐体多数为铝合金材料，使用条件极为有限。料，使用条件极为有限。绑扎带固定超声波探头示意图放置传感器前，还要在传感器表面均匀涂抹一层耦合剂，放置传感器前，还要在传感器表面均匀涂抹一层耦合剂，耦合剂作用两个：耦合剂作用两个：1、消除传感器与、消除传感器与GIS壳体之间的气隙，减少信号衰减；壳体之间的气隙，减少信号衰减；2、减少手持传感器带来的轻微机械抖动噪声、减少手持传感器带来的轻微机械抖动噪声a）测试背景噪声，背景噪声应满足测试环境要求。b）传感器与测点部位间无气隙地均匀涂抹专用耦合剂，测量时保持静止状态。c）将传感器经耦合剂贴附在设备外壳上，设置仪器为连续将传感器经耦合剂贴附在设备外壳上，设置仪器为连续检测模式，观察信号有效值（检测模式，观察信号有效值（RMS）、周期峰值）、周期峰值、频率成、频率成分分1、频率成分、频率成分2的大小，并与背景信号比较，看是否有明显的大小，并与背景信号比较，看是否有明显变化。变化。7、超声波局部放电检测流程、超声波局部放电检测流程d）当连续模式检测到异常信号时，应开展局部放电诊断与）当连续模式检测到异常信号时，应开展局部放电诊断与分析，首先通过挪动传感器位置，寻找信号最大值，查明可分析，首先通过挪动传感器位置，寻找信号最大值，查明可能的放电位置。然后通过应用相位检测模式、时域波形检测能的放电位置。然后通过应用相位检测模式、时域波形检测模式及脉冲检测模式判断放电类型；模式及脉冲检测模式判断放电类型；e）数据记录；通过仪器的谱图保存功能，保存检测谱图，）数据记录；通过仪器的谱图保存功能，保存检测谱图，包括连续模式谱图、相位模式谱图、时域波形谱图（如有）、包括连续模式谱图、相位模式谱图、时域波形谱图（如有）、脉冲模式谱图（如有）。脉冲模式谱图（如有）。不同种类缺陷的可测量特征有效判据典型缺陷谱图分析与诊断四、超声波局部放电检测图谱的分析与诊断四、超声波局部放电检测图谱的分析与诊断1、不同种类缺陷的可测量特征自由颗粒缺陷电晕放电缺陷悬浮屏蔽缺陷信号水平高低高峰值/有效值高低高50Hz频率相关性无有有100Hz频率相关性无无有飞行时间有无无相位关系无有有2、有效判据自由颗粒产生的信号峰值、有效值比局放更高。自由颗粒的信号峰值具有周期性，但与50Hz频率无关。电晕放电信号具有很强的50Hz频率相关性。悬浮电位产生的局放，放电水平高，主要与100Hz频率相关，与50Hz频率相关性小。尖端放电典型谱图尖端放电典型谱图3、典型缺陷谱图分析与诊断、典型缺陷谱图分析与诊断 自由颗粒典型谱图自由颗粒典型谱图悬浮放电典型谱图悬浮放电典型谱图机械振动典型谱图机械振动典型谱图毛刺（尖端）放电毛刺（尖端）放电根据现有经验，毛刺一般在壳体上，但导体上的毛刺更危险。根据现有经验，毛刺一般在壳体上，但导体上的毛刺更危险。如果毛刺放电发生在母线壳体上，信号的峰值如果毛刺放电发生在母线壳体上，信号的峰值Vpeak 3 mV,建议停电处建议停电处理或密切监测。理或密切监测。对于不同的电压等级，如对于不同的电压等级，如110kV/220kV,可参照上述标准执行。对于可参照上述标准执行。对于330kV/500kV/750kV，由于母线筒直径大，信号有衰减，并且设备重要，由于母线筒直径大，信号有衰减，并且设备重要性提高，应更严格要求，标准需提高一些。性提高，应更严格要求，标准需提高一些。其它气室，如开关气室，由于内部结构更复杂，绝缘间距相对短，应其它气室，如开关气室，由于内部结构更复杂，绝缘间距相对短，应更严格要求。更严格要求。在耐压过程中发现毛刺放电现象，即使低于标准值，也应进行处理。在耐压过程中发现毛刺放电现象，即使低于标准值，也应进行处理。如何区分壳体上的尖端与导体上的尖端？如何区分壳体上的尖端与导体上的尖端？1.相位法：导体上的尖端一般在负半波先出现，放电次数多相位法：导体上的尖端一般在负半波先出现，放电次数多但幅值低，电压高时正半波也出现，但放电次数少，幅值但幅值低，电压高时正半波也出现，但放电次数少，幅值高；壳体上的尖端与此相位正好差高；壳体上的尖端与此相位正好差1802.四四周周区区域域观观察察信信号号变变化化幅幅度度法法：导导体体上上的的尖尖端端检检测测范范围围大大，并并且且在在一一定定区区域域内内信信号号变变化化小小；壳壳体体上上的的尖尖端端只只在在一一个个较小区域内检测，信号变化梯度大较小区域内检测，信号变化梯度大3.改改 变变 检检 测测 带带 宽宽 法法：将将 检检 测测 带带 宽宽 从从 10100kHz改改 为为1050kHz，观察信号变化幅度，导体变化小，壳体变化大，观察信号变化幅度，导体变化小，壳体变化大自由金属颗粒放电自由金属颗粒放电对于新投运的对于新投运的GIS和大修后的和大修后的GIS建议建议 Vpeak 100mV即即应处理。应处理。注意：只要注意：只要GIS内部存在颗粒，就是有害的。因为它的随内部存在颗粒，就是有害的。因为它的随机运动，信号可能会增大，也有可能会消失，颗粒掉进壳机运动，信号可能会增大，也有可能会消失，颗粒掉进壳体陷阱中不再运动，可等同于毛刺。在新体陷阱中不再运动，可等同于毛刺。在新GIS耐压试验过程耐压试验过程中，建议发现有颗粒，即应进行擦拭。中，建议发现有颗粒，即应进行擦拭。悬浮电位放电悬浮电位放电经验表明，电位悬浮一般发生在开关气室的屏蔽松动，经验表明，电位悬浮一般发生在开关气室的屏蔽松动，PT/CT气室绝气室绝缘支撑松动或偏移，母线气室绝缘支撑松动或偏离，气室连接部位接缘支撑松动或偏移，母线气室绝缘支撑松动或偏离，气室连接部位接插件偏离或螺母松动等。插件偏离或螺母松动等。对于对于110kVGIS，如果，如果Vf2/Vf11,Vpeak30mV,应密切监测。如果应密切监测。如果2Vf2/Vf11，Vpeak100mV就应停电处理。对于就应停电处理。对于220 KV及以上电压及以上电压等级的等级的GIS，应更严格执行。，应更严格执行。注意：注意：GIS内部只要形成了电位悬浮，就是危险的，应加强监测，有内部只要形成了电位悬浮，就是危险的，应加强监测，有条件就应及时处理。条件就应及时处理。绝缘盆表面（异物、颗粒）放电绝缘盆表面（异物、颗粒）放电目前，有关绝缘子表面上的颗粒发出的超声信号经验有限，调查也表目前，有关绝缘子表面上的颗粒发出的超声信号经验有限，调查也表明这些放电没有确定的超声信号。一些初步研究表明，来自于绝缘子明这些放电没有确定的超声信号。一些初步研究表明，来自于绝缘子上大颗粒的信号可以被灵敏的传感器探测出来。上大颗粒的信号可以被灵敏的传感器探测出来。基本特征：基本特征：信号不像自由颗粒那样变化大，有一定的稳定值信号不像自由颗粒那样变化大，有一定的稳定值 表现出表现出50Hz的相关性较强，但一般的相关性较强，但一般100Hz的成分也有的成分也有 在紧邻盆子附近信号强，距离远后则很弱在紧邻盆子附近信号强，距离远后则很弱目前还很难给此类缺陷制定相关危险性判据，但如果发现，就是非常目前还很难给此类缺陷制定相关危险性判据，但如果发现，就是非常有害的，应及时处理。有害的，应及时处理。如果在如果在GIS交接耐压试验中，发现此问题，建议擦拭。交接耐压试验中，发现此问题，建议擦拭。放电位置的判断放电位置的判断在检测到频率成分在检测到频率成分1和频率成分和频率成分2的情况下，可以判断放电是来自的情况下，可以判断放电是来自GIS中的中心导体还是来自壳体。中的中心导体还是来自壳体。在测试中，首先应该采用移动传感器并观察信号水平的方法在在测试中，首先应该采用移动传感器并观察信号水平的方法在GIS的轴线方向对故障源进行定位。如果信号水平的最大值在的轴线方向对故障源进行定位。如果信号水平的最大值在GIS的较大范的较大范围出现（围出现（1），则故障源多半在中心导体上。如果最大值在一个特定点），则故障源多半在中心导体上。如果最大值在一个特定点（2）出现，则故障源多半在壳体上。然而，在一些情况下很难做出判）出现，则故障源多半在壳体上。然而，在一些情况下很难做出判断，只有对于较长的没有高反射的管道才可能定位和识别。断，只有对于较长的没有高反射的管道才可能定位和识别。放电位置的判断放电位置的判断由于由于SF6气体的特征，高频比低频衰减严重。这个特性也可以用来识别故气体的特征，高频比低频衰减严重。这个特性也可以用来识别故障源在中心导体上还是壳体上，局放信号由于位置不同而具有不同的频谱。障源在中心导体上还是壳体上，局放信号由于位置不同而具有不同的频谱。宽带噪声通过宽带噪声通过SF6气体传播时，高频范围比低频范围衰减大。检测局放和气体传播时，高频范围比低频范围衰减大。检测局放和电晕时，有效信号具有大约从电晕时，有效信号具有大约从10kHz到到100kHz的频谱，壳体上的局放给出宽的频谱，壳体上的局放给出宽带噪声，因为噪声未受到气体的衰减。从中心导体传播来的信号的高频成分带噪声，因为噪声未受到气体的衰减。从中心导体传播来的信号的高频成分被气体衰减，所以改变滤波器的频率设置可以进行定位。被气体衰减，所以改变滤波器的频率设置可以进行定位。定位缺陷的方法是把设置菜单中的上限频率从定位缺陷的方法是把设置菜单中的上限频率从100kHz减小到减小到50kHz，如果，如果频率成分频率成分1和频率成分和频率成分2都明显减小，则缺陷多半在壳体上，这是因为滤波器都明显减小，则缺陷多半在壳体上，这是因为滤波器截去了信号中截去了信号中50kHz以上的成分，说明噪声是宽带的。如果信号水平不变，以上的成分，说明噪声是宽带的。如果信号水平不变，则缺陷大概在中心导体上。因为高频成分已经由于气体的衰减而截掉。则缺陷大概在中心导体上。因为高频成分已经由于气体的衰减而截掉。1.超声波局放检测超声波局放检测126kV GIS设备内部碎屑设备内部碎屑2.超声波局放检测超声波局放检测500kV断路器内部杂质断路器内部杂质四、超声波局部放电检测典型案例分析四、超声波局部放电检测典型案例分析 在在对对某某变变电电站站126kV GIS设设备备进进行行交交流流耐耐压压及及超超声声波波局局部部放放电电检检测测时时，发发现现段段母母线线C相相第第14#检检测测点点局局部部放放电电检检测测数数据据偏偏大大，14#检检测测点位置如图所示。点位置如图所示。14#测点位置示意图1、超声波局放检测、超声波局放检测126kV GIS设备内部碎屑设备内部碎屑案例经过案例经过1、超声波局放检测、超声波局放检测126kV GIS设备内部碎屑设备内部碎屑案例经过案例经过在对在对14#测点气室进行局部放电检测的过程中，测点气室进行局部放电检测的过程中，A点有效值为点有效值为15.0mV，峰值为，峰值为60.0mV，用橡胶锤对壳体敲击后，用橡胶锤对壳体敲击后，A点有效值和峰值有明显增长现象（有效值为点有效值和峰值有明显增长现象（有效值为20.0mV，峰值为，峰值为106.0mV），同时），同时B点敲击后有效值和峰值也有明显增长现象，检点敲击后有效值和峰值也有明显增长现象，检测数据如表所示。测数据如表所示。对罐体敲击后图对罐体敲击后图4-2中的中的“B点点”信号明显增大，表明罐体内信号明显增大，表明罐体内底部也存在声源。由于信号最大点附近无绝缘支撑件，且距盆式底部也存在声源。由于信号最大点附近无绝缘支撑件，且距盆式绝缘子较远（约有绝缘子较远（约有80cm），分析认为罐体壁上存在颗粒杂质或尖），分析认为罐体壁上存在颗粒杂质或尖端毛刺端毛刺。检测数据检测数据 1、超声波局放检测、超声波局放检测126kV GIS设备内部碎屑设备内部碎屑检测分析方法检测分析方法 随随后后对对气气室室进进行行了了解解体体检检查查，发发现现紧紧靠靠14#测测点点的的手手孔孔盖盖内内有有杂杂质质堆堆积积，同同时时罐罐体体内内底底部部也也存存在在杂杂质质，如如图图(a)和和图图（b)所示。所示。(a)解体后手孔内积解体后手孔内积有杂质有杂质(b)解体后罐体内底部积解体后罐体内底部积有杂质有杂质1、超声波局放检测、超声波局放检测126kV GIS设备内部碎屑设备内部碎屑检测分析方法检测分析方法14#测点处吸附剂壳体表面杂质测点处吸附剂壳体表面杂质 经经现现场场分分析析：手手孔孔盖盖和和罐罐体体内内堆堆积积碎碎屑屑为为吸吸附附剂剂壳壳体体表表面面加加热热后后脱脱落落的的氧氧化化物物。随随即即对对吸吸附附剂剂壳壳体体表表面面和和此此段段气气室室罐罐体体内内部部进进行行清清理理，处处理理完完毕毕后后再再次次进进行行局局部部放放电电检检测测，检检测数据正常。测数据正常。1、超声波局放检测、超声波局放检测126kV GIS设备内部碎屑设备内部碎屑检测分析方法检测分析方法1 1）GIS设设备备超超声声波波局局部部放放电电检检测测对对发发现现GIS设设备备内内部部自自由由颗颗粒粒缺缺陷陷具具有有较较高高灵灵敏敏度度。该该缺缺陷陷是是在在交交流流耐耐压压通通过过，进进行行超超声声波波局局部部放放电电检检测测时时发发现现的的，因因此此对对新新建建的的GIS设设备备建建议议在在做做交交流流耐耐压压试试验验时时配配合合超超声波局部放电检测，可有效发现声波局部放电检测，可有效发现GIS设备内部缺陷。设备内部缺陷。2 2）根根据据现现场场解解体体情情况况，此此次次发发现现的的缺缺陷陷是是由由于于固固定定吸吸附附剂剂壳壳体体干干燥燥过过热热所所产产生生的的氧氧化化物物碎碎屑屑引引起起的的。针针对对该该问问题题建建议议设设备备制制造造厂厂家家应应针针对对不不同同材材质质的的零零部部件件，采采取取不不同同的的烘烘干干工工艺艺，应应严严格格按按照照气气室室水水份份处处理理工工艺艺要要求求，控控制制加加热热温温度度和和时时间间。建建议议吸吸附附剂剂在在安安装装前前的的活活化化工工序序应应只只对对吸吸附附剂剂进进行行活活化化加加热热，对对盛盛装装吸吸附附剂剂的的壳壳体体不不宜宜在在高高温温下下加加热热。应应尽尽量量缩缩短短吸吸附附剂剂取取出出直直至至安安装装完完毕毕之之间间的的时时间间，一一般般不不超超过过15min。吸附剂安装结束后应在。吸附剂安装结束后应在30min内抽真空。内抽真空。1、超声波局放检测、超声波局放检测126kV GIS设备内部碎屑设备内部碎屑经验体会经验体会 2009年年3月月18日至日至21日，某电科院对日，某电科院对500kV断路断路器进行投运前交流耐压试验及在线局部放电试验。耐器进行投运前交流耐压试验及在线局部放电试验。耐压试验合格，局部放电试验数据异常，经开罐检查发压试验合格，局部放电试验数据异常，经开罐检查发现罐式断路器内部存在杂质。现罐式断路器内部存在杂质。断路器型号：断路器型号：LW13A-550/Y罐式、额定电流罐式、额定电流4000A、开断电流、开断电流63kA、厂家为西安西开高压电气股、厂家为西安西开高压电气股份有限公司。份有限公司。2、超声波局放检测、超声波局放检测500kV断路器内部杂质断路器内部杂质案例经过案例经过 采采用用挪挪威威AIA-1超超声声波波检检测测仪仪进进行行测测试试，由由人人工工手手持持探探测测传传感感器器对对断断路器进行多点检测，并记录测试数据。路器进行多点检测，并记录测试数据。测测试试之之前前，先先进进行行背背景景噪噪声声测测量量（手手持持探探头头在在罐罐体体附附近近的的空空中中测测量量）。检测中局放仪器使用交流。检测中局放仪器使用交流220V电源，仪器参数都使用默认值。电源，仪器参数都使用默认值。本次测试背景噪声的有效值本次测试背景噪声的有效值/峰值为峰值为0.27/1.03mV。电电压压升升至至349kV后后，将将传传感感器器放放置置在在待待测测点点上上，传传感感器器在在使使用用之之前前应应均均匀匀涂涂抹抹专专用用硅硅胶胶，测测量量之之时时保保持持静静止止状状态态。观观察察连连续续模模式式图图谱谱，与与背背景景噪噪声声图图谱谱比比较较，如如信信号号增增长长明明显显，由由判判据据来来区区分分故故障障类类型型，确确定定之之后后颗颗粒粒故故障障需需结结合合脉脉冲冲模模式式进进行行危危险险性性评评估估，毛毛刺刺和和电电位位悬悬浮浮引引起起的的放放电电需需结结合合相相位位模模式式再再具具体体区区别别判判定定。根根据据声声音音在在气气室室传传递递衰衰减减的的特特性性，结结合断路器内部结构判断故障部位。合断路器内部结构判断故障部位。侯侯村村5053断断路路器器为为罐罐式式开开关关视视为为一一个个气气室室，重重点点检检查查屏屏蔽蔽罩罩、离离子子吸收器和绝缘支撑部件，一般在以上部位选取吸收器和绝缘支撑部