局部放电带电检测技术简介

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1、局部放电带电检测技术局部放电带电检测技术简介简介主要内容主要内容工作开展的背景工作开展的背景1基本原理基本原理2常用局部放电检测方法简介常用局部放电检测方法简介3典型案例典型案例4工作开展的背景工作开展的背景v状态检修工作背景长期以来，公司系统电网设备检修采用定期检修和故障检修相结合的模式。定期检修模式建立在以往设备运行统计规律基础之上，在多年的生产实践中有效地保障了电网的安全运行，避免了许多设备事故的发生。但随着技术进步和电网快速发展，定期检修方式越来越难以适应电网发展和公司发展的需要。v 传统检修模式缺点v 针对性差，存在 “小病大治，无病也治”的盲目现象，设备过修失修现象并存。v 随着电

2、网规模迅速扩大，定期检修工作量剧增，检修人员紧缺、停电安排困难问题日益突出。v 近年来设备技术水平和制造质量大幅提升，免维护、少维护设备大量应用，早期制定的设备检修、试验规程滞后于装备水平的进步。工作开展的背景工作开展的背景状态检修定期检修基于绩效管理的检修策略在设备状态评价的基础上，系统、定量地考虑各种类风险因素，根据风险程度安排检修方案基于资产全寿命管理的检修策略基于风险评估的检修策略在综合考虑设备全寿命周期安全、效能、成本指标基础上，确定设备检修策略，提高设备全寿命使用效益。以公司整体绩效水平为目标，确定设备检修的范围和类型，通过精益化方法，实现公司整体绩效目标定期检修事故后检修状态检修

3、基于设备核心指标的事故防范检修状态检修是设备检修模式发展的必然阶段，是生产精益化管理的核心内容工作开展背景工作开展背景v 符合国网公司坚强智能电网建设要求和“三集五大”发展战略v 全面深入推进状态检修工作的基础2007年，国网公司对三大类设备推行状态检修2010年，推广至几乎所有110kV及以上设备2011年，试点配电网设备状态检修v 设备状态管理的内在要求，资产全寿命周期管理的重要技术支撑，在电网资产不断扩大的形势下， 电网公司更好实施电网资产管理的必然选择。设备状态管理资产全寿命管理状态检修全面推广坚强智能电网三集五大基本原理基本原理绝缘损坏绝缘件缺陷绝缘介质（SF6/油）劣化电接触故障触

4、点腐蚀(氧化)失效机械缺陷部件疲劳断裂润滑剂硬化卡涩绝缘损坏局部放电DGA、SF6组份电接触故障红外测温机械缺陷行程、转矩测量分合闸线圈电流检测v根据缺陷类型选择状态检测技术基本原理基本原理v局部放电的定义当外加电压在电气设备中产生的场强足以使绝缘部分区域发生放电，但在放电区域内未形成固定放电通道的放电现象称为局部放电。v局部放电产生的原因介质内部或表面的电场强度过高基本原理基本原理v导致设备局部放电的因素运行状态的影响运行过电压；雷电波冲击；谐波畸变；设备本身的原因绝缘材料不均匀，内部存在空洞和杂质；导体表面存在凸出部；绝缘强度的不足；环境因素的影响：潮湿、过热。基本原理基本原理局部放电脉冲

5、电流超声波化学反应发光电磁波传统的局放测量/HFCT超声波检测法UHF检测法/地电波化学法光测法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、电气和机械振动等物理现象和化学变化。这为监测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。v局部放电检测的方法基本原理基本原理v局部放电信号应有的特征局部放电信号应与工频相关局部放电信号应与电压相关局部放电信号应与设备相关超高频法超高频法vGIS故障的特征故障的特征GIS故障类型统计结果GIS的绝缘缺陷有一个共同特点，就是在故障发生之前，会产生局部放电现象。超高频法超高频法时间上：放电时间极短（ns级），并且迅速湮灭频率上：包含频率高达1G

6、Hz，因为GIS气室的共振作用，形成多种模式的超高频谐振电磁波PD信号时域波形PD信号频谱vGIS局放信号的特征超高频法超高频法v检测原理 使用超高频天线检测设备内部局部放电产生的电磁波，检测频带300MHz-3000MHzGIS超高频局部放电检测超高频法超高频法v优点检测灵敏度高、信号传输衰减慢、现场该频段干扰小、不受机械干扰、可以实现快速定位脉冲信号的时频特性超高频法超高频法vUHF定位的原理和方法时差定位法局部放电源辐射的电磁波信号以近似光速在GIS中传播，根据不同传感器接收到同一放电源的信号时间差计算局部放电源的位置2=2=21tcLxcxLttt-p优点：原理简单、运用方便、定位较为

7、准确p缺点：信号的时差在ns量级，因此不仅需要测量设备具有很高的采样率和频宽，还要求被测信号的起始脉冲清晰，以读取信号的起始时间超高频法超高频法 平分面定位法平分面定位法示意图局放监测系统的任务局放监测系统的任务v局放监测系统的任务 局放监测系统应能有效的采集数据 监测局放的幅度和活跃程度 滤除噪音/干扰 发出报警信号 提供进一步的局放详细信息超高频法超高频法v系统组成超高频法超高频法v传感器外置式传感器内置式传感器超高频法超高频法v传感器超高频法超高频法v 数据采集的基本原理检测时间段：DAQ将1个50Hz周期分成64个检测时间段每个时间段的长度约为312微秒。峰值俘获：在每一个检测时间段，

8、检测仪的超高频信号峰值俘获电路，都将本时间段内振幅最强的PD信号峰值保存起来，并对俘获的信号峰值进行数字化处理；在该50Hz周期结束的时候，DAQ软件从本50Hz周期各个检测时间段俘获的PD信号峰值中选取最大者保存，并将此PD信号峰值与前面的50Hz周期已记录的PD信号峰值进行比较，保留其中的最大值超高频法超高频法局部放电事件：如果一个PD信号的峰值超过了系统预设的PD阈值，系统就认为测到了一次局部放电，发生了一次局部放电事件。局部放电速率：每秒钟发生局部放电事件的次数。本系统自动计算每个检测时间段的局部放电速率，在完成50个50Hz周期（即1秒）的检测后，系统从所有检测时间段中选取局部放电速

9、率最大者保存。超高频法超高频法v数据分析信号特征提取、局放信号谱图是判断局部放电类型的主要方法。DMS局放监测系统工作流程和典型谱图超声法超声法v检测原理电力设备内发生局部放电的时候，同时会伴有声波发射，使用超声波传感器，能够探测出设备中的局部放电现象。检测频带：20kHz-200kHz超声法超声法v优点：与被测设备之间无电气连接、可以避免多种电气干扰，声测法的灵敏度不随被测物电容量而变化，因而声学方法广泛用于大电容器的检测，并且声学方法通常能指出一个复杂系统内PD源的位置，定位精度高。v缺点：灵敏度低、传播衰减快、测试范围小、判别标准比较困难。超声法超声法v不足对某些类型的放电比较敏感，而对

10、有些类型的放电则检测灵敏度较低。如GIS中：对于移动中的颗粒，这个方法比传统的局放测量法和UHF优越。对检测来自位于绝缘子上颗粒引起的放电时，这个方法还存在一些问题，由于在环氧树脂绝缘中超声信号衰减很大，所以这种方法不能测量环氧树脂绝缘中的缺陷（例如气泡）。变压器中：内部深层次放电反映不敏感，定位及诊断对使用者的要求高超声法超声法v超声定位的原理和方法信号衰减法通过不断移动超声传感器，根据信号强弱的变化来判断放电源的位置。AB超声信号强度变化位置的变化AB超声法超声法时差定位法利用超声波到达不同传感器的相对时间进行定位。要对放电源进行三维定位，至少需要4个以上的传感器接收到有效超声信号。传感器

11、位置超声信号超声法超声法v什么是有效波形不同材料中的超声速度超声信号的不同传播路径PD Source超声法超声法v什么是有效波形不同传播路径得到的超声信号无效信号有效信号超声法超声法大量实践证明对于交流变压器、电抗器、换流变压器都可以进行局部放电超声波检测和定位v超声波PD检测和定位需要注意：1. 仔细搜寻疑似放电信号，传感器间距小于60cm；2. 初步判断疑似信号性质，排除干扰；3. 继续搜索，寻求最好的信号获取位置；4. 观察信号一致性，判断是否存在固定声源；5. 初步定位，给出明确坐标，此时传感器坐标测量务必准确；6. 对定位点位置进一步检测，获得精确定位结果；7.长时间录波和回放对换流