高压开关柜局部放电检测技术研究应用(修改20130925).ppt

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高压开关柜局部放电检测技术高压开关柜局部放电检测技术研究应用研究应用胡海敏国网上海市电力公司市区供电公司一、开关柜局放检测概述二、开关柜的主要缺陷三、局部放电理论四、开关柜局放检测的重要性五、开关柜局放检测技术六、开关柜局放缺陷模拟及特性研究七、开关柜局放检测设备介绍八、现场测试及关键技术九、案例一、概述一、概述高压开关柜是使用极广、数量最多的开关设备。

电站数量电站数量主网设备35kV及以上变电站10512135kV变电开关站16配网设备10kV户外站2898517310kV路灯站4010kV配电环网站142410kV配电开关站811开关柜数量开关柜数量主网设备35kV开关柜241352910kV开关柜3288配网设备10kV环网柜142872432810kV开关柜10041开关柜的运行状态对电力系统供电可靠性具有重大影响。

局部放电检测是反映开关柜绝缘状况的有效手段高压开关柜的局放检测与故障诊断，是开关柜类设备实现状态检修的重要状态信息量，是保证设备安全可靠运行的关键。

一、概述一、概述高压开关柜由于在设计、制造、安装和运行维护方面存在着不同程度的问题，因而事故率比较高。

同时因污秽、绝缘薄弱、小动物侵入等原因常引发事故。

开关柜绝缘事故原因分析主要有以下方面：

1、爬距及空气间隙不够2、制造装配质量及工艺不良3、接点容量不足或接触不良4、环境条件影响二、二、开关柜的主要缺陷开关柜的主要缺陷三、局部放电三、局部放电局放概念：

在开关柜绝缘系统中，各部位的电场强度存在差异，某个区域的电场强度一旦达到其击穿场强时，该区域就会出现放电现象，不过施加电压的两个导体之间并未贯穿整个放电过程，即放电未击穿绝缘系统，这种现象即为局部放电。

内部放电内部放电悬浮放电悬浮放电电晕放电电晕放电表面放电表面放电三、局部放电三、局部放电不同类型的局部放电的特征不一样不同类型的局部放电的特征不一样同一类型的局放在不同绝缘介质中放电特征不一样同一类型的局放在不同绝缘介质中放电特征不一样三、局部放电三、局部放电局部放电对绝缘产生的破坏作用可归纳为以下形式局部放电对绝缘产生的破坏作用可归纳为以下形式：

1、带电质点的轰击2、热效应3、化学生成物4、辐射效应5、机械力的效应四、开关柜局放检测的重要性四、开关柜局放检测的重要性l绝缘劣化、缺陷是破坏性的，会引起高压电气设备的损坏l绝缘系统故障很难在例行维护中被发现；意义意义：

l确定局部放电现象是否存在；避免供电损失；l对设备状态进行评估；l实现状态检修，达到设备运行安全可靠、检修成本合理的目的；l提高供电可靠性。

五、开关柜局放检测技术五、开关柜局放检测技术局部放电的能量形式局部放电的能量形式l电（TEV、UHF、HFCT传感器）l光（某些特定位置放电能够通过观察窗看到）l热（红外，由于开关柜的全封闭结构，检测效果有限）l声（超声传感器）l气体（臭氧等，能够嗅到）五、开关柜局放检测技术五、开关柜局放检测技术目前采用的开关柜局放检测技术目前采用的开关柜局放检测技术l直接法：

视在放电量GB/T7354-2003局部放电测量DL/T417-2006电力设备局部放电现场测量导则IEC60270-2000高压测试l间接法：

TEV、超声波、超高频、声电联合检测五、开关柜局放检测技术五、开关柜局放检测技术暂态地电压（波）TransientEarthVoltage（TEV）五、开关柜局放检测技术五、开关柜局放检测技术暂态地电压（地电波、暂态地电压（地电波、TEV）3100MHz波导壁开缝激发磁场电容耦合式TEV传感器五、开关柜局放检测技术五、开关柜局放检测技术超声波（AE、Ultrasonic）20kHzl接触式（压电式）超声波传感器（AE）：

贴在电力设备表面，检测局放产生的超声波信号在电力设备表面金属板中传播所感应的振动现象，l开放式（敞开式）超声波传感器（Ultrasonic）：

检测放电产生的超声波信号在空气中传播时的振动现象五、开关柜局放检测技术五、开关柜局放检测技术12345671、防护网；2、外壳；3、推向锥、4、阻尼匹配金属圆片；5、压电陶瓷晶片；6、固定座、7、电极图:

开放式超声传感器结构图五、开关柜局放检测技术五、开关柜局放检测技术超声波外差技术五、开关柜局放检测技术五、开关柜局放检测技术特高频（特高频（UHF）0.3-3GHzUHF法的基本原理是通过UHF传感器对电力设备局放产生的超高频（0.3-3GHz）信号进行检测，从而判断设备局部放电状况，实现绝缘状态的判断，而由于现场干扰主要集中于0.3GHz频段以下，因此UHF法能有效的避开干扰信号，具有较高的灵敏度和搞干扰能力，可实现局放带电检测、定位、故障类型判断等优点。

综合检测技术综合检测技术无论哪种检测方法均有一定的局限性，无法将开关柜的运行状态客观、全面、真实的反映出来，还会出现误判的可能。

由于放电类型能量的释放形式不同、各种检测方法的实用性与灵敏度也存在差异，所以在对开关柜局部放电检测过程中，要将上述检测手段综合应用。

五、开关柜局放检测技术五、开关柜局放检测技术六、局放缺陷模拟及特性研究六、局放缺陷模拟及特性研究六、局放缺陷模拟及特性研究六、局放缺陷模拟及特性研究针尖模型悬浮电极金属微粒绝缘气隙六、局放缺陷模拟及特性研究六、局放缺陷模拟及特性研究针尖局放仪信号示波器TEV示波器UHF示波器超声六、局放缺陷模拟及特性研究六、局放缺陷模拟及特性研究悬浮局放仪信号示波器TEV示波器UHF示波器超声六、局放缺陷模拟及特性研究六、局放缺陷模拟及特性研究颗粒局放仪信号示波器TEV示波器UHF示波器超声六、局放缺陷模拟及特性研究六、局放缺陷模拟及特性研究绝缘局放仪信号示波器TEV示波器UHF示波器超声六、局放缺陷模拟及特性研究六、局放缺陷模拟及特性研究缺陷模型针尖放电悬浮放电微粒放电气隙放电放电电压5kV3.5kV5kV2kV放电量5065pC280320pC1225pC55300pC稳定性较好好一般较好TEV可测性可测可测可测可测UHF可测性可测（*）可测可测可测AE可测性可测可测可测可测TEV频谱330MHz525MHz520MHz530MHzUHF频谱100250MHz200900MHz300900MHz1501500MHzAE频谱10120KHz20160KHz20120KHz20120KHzTEV信号峰峰值0.4V1.2V0.1V0.1VUHF信号峰峰值0.015V2V0.5V2VAE信号峰峰值0.4V0.5V2V0.015V*注：

空气中针尖电晕的放电频率小于300MHz，采用超高频法测灵敏度较低；手持式局放测试仪采用TEV及超声波两种测试方法；检测各种类型放电现象；显示局部放电幅值大小、脉冲数、及放电烈度；采用彩色LCD屏幕；有自检功能；体积小、使用方便；采用长寿命的可充电锂电池；现场检测，不用停电、不用提供试验源。

数据存储功能，数据管理软件七、局放检测设备七、局放检测设备七、局放检测设备七、局放检测设备进口设备带数据存储检测设备手持式局放测试仪现场测试TEV现场测试超声现场测试七、局放检测设备七、局放检测设备地电波检测结果异常的几种情况说明测试值10dB无故障10测试值20dB声电联合检测，判断信号源背景稳定情况下测试值背景值10dB声电联合检测，判断信号源本次测试值上一周期测试值10dB趋势分析超声波检测结果异常情况说明测试值6dB且有明显放电声音明显声音信号可以通过耳机监听七、局放检测设备七、局放检测设备局放定位系统（定相、定位、定性）l发现局部放电的存在；l判断局放类型；l对存在局部放电的具体位置定位、定相；l判断局部放电严重程度l高标准、先进设计；七、局放检测设备七、局放检测设备七、局放检测设备七、局放检测设备TEV检测定位仪特高频超声联合检测定位系统上海各供电公司状态检修车配备七、局放检测设备七、局放检测设备TEV检测定位UHF检测定位第一步：

高压电力设备数量多，局部放电破坏严重，但概率不高，利用手持式巡检仪器，对所有站的快速简单的测试，利用信号幅值等信息，快速排除80-90%运行正常的设备。

手持式仪器，使用简单，测试快速。

第二步：

对怀疑存在问题的10-20%的高压设备，利用局部放电定位系统，进行进一步更精确的检测，能够有效排除干扰、判断局放类型，测试信号大小，定位故障位置，合理制定检修计划，有目的的进行检修。

八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术手持式仪器的检测1、背景测试2、测试点选择3、TEV及超声检测4、数据记录5、数据快速判断八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术前中前中前下前下后上后上后中后中后下后下侧上侧上侧中侧中侧下侧下八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术正确正确错误错误TEV检测方式检测方式八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术正确正确错误错误八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术超声波超声波检测方式检测方式八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术国网公司国网公司电力设备带电检测技术规范电力设备带电检测技术规范地电波检测结果异常的几种情况说明测试值10dB无故障10测试值20dB声电联合检测，判断信号源背景稳定情况下测试值背景值10dB声电联合检测，判断信号源本次测试值上一周期测试值10dB趋势分析超声波检测结果异常情况说明测试值6dB且有明显放电声音明显声音信号可以通过耳机监听八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术上海公司开关柜局放检测判据上海公司开关柜局放检测判据局放定位仪器的检测l局放测试过程中的干扰及干扰的排除l局放的定位及定相l局放类型的判断l局放严重程度的判断八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术局放测试过程中的干扰及干扰的排除1、错开时间或关闭干扰源2、选择合适的滤波器3、分析检测信号的工频相关性4、定位法排除干扰信号八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术北潮站灯干扰石龙站、宝南站电表屏干扰八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术竹园站灯干扰南客站空调干扰局放的定位及定相时差法八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术平分面法八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术定相（局限性，电缆出柜后需要分相）八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术如上图所示，绿色通道信号传感器幅值最大，具与其它两通道检测信号的相位相反，故判断局放点位于绿色通道传感器所检测的相位。

局放类型的判断特征图谱及工频相关性进行判断八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术局放类型的判断八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术气隙放电电晕放电局放类型的判断八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术悬浮放电颗粒放电局放严重程度的判断通过检测信号的幅值（dB值或mV值），局放发生的部位，局放的类型、设备结构综合判断，能够有效的判断局放的严重程度，从而合理的制定检修策略。

八、现场测试及关键技术八、现场测试及关键技术九、数据管理九、数据管理局放的间歇性和趋势的判断对于局放检测影响很大1横向分析横向分析2动态判据动态判据统计分析趋势分析动态判断依据十、案例十、案例十、案例十、案例