高压电气设备的局部放电缺陷检测及定位非侵入式.docx

资源描述

高压电气设备的局部放电缺陷检测及定位非侵入式.docx

《高压电气设备的局部放电缺陷检测及定位非侵入式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高压电气设备的局部放电缺陷检测及定位非侵入式.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高压电气设备的局部放电缺陷检测及定位非侵入式.docx

高压电气设备的局部放电缺陷检测及定位非侵入式

GDPD-305M便携式局部放电巡检仪

一、非侵入式局部放电活动检测

1、概论

局部放电不会使电极完全短路的电气放电。

这种放电的幅值通常都很小。

但是它们确实会导致绝缘层性能的不断下降，最终导致电气设备的故障。

非侵入式局部放电检测提供了既快速又简单的方法，用于识别可能会引起停电或造成人员伤害的潜在绝缘故障。

局部放电会以下述的方式放射能量：

电磁能量：

无线电波、光、热

声能：

声波、超声波

气体：

臭氧、氮氧化物。

非侵入式检测最实用的技术都是基于检测电磁频谱中的高频部分以及超声波信号。

本产品是专用于检测电磁波及超声波活动的仪器。

2、空气传播的超声波放电活动

局部放电活动中的声波辐射会出现在整个声谱范围中。

听声音是可能的，但是要取决于各人的听觉能力。

使用仪器来检测声谱中的超声波具有几个优点。

仪器比人耳更敏感，与操作员无关，且工作在音频以上的频率，并且具有更强的方向性。

最敏感的检测方法是使用中心频率为40~200kHz的超声波传感器。

该方法可以非常成功地检测局部放电活动。

3、空气传播的超声波放电活动

当局部放电活动出现在高压开关柜绝缘层中时，它会产生高频电磁波，它只可以通过金属外壳上的开孔从开关柜内泄漏到外表面。

这些开孔可以是外壳缝隙或密封垫圈及其它绝缘部件周围的间隙。

当电磁波传播到开关柜外面时，它会在接地的金属外壳上产生瞬态电压。

瞬态地电压（TEV）在几个毫伏至几伏的范围内，存在时间很短，具有几个纳秒的上升时间。

可采用非侵入方式将探头放在开关柜的外面来检测局部放电活动。

二、技术参数

图一、产品外形

1、适用范围：

采用非侵入式检测方式，对高压电气设备的局部放电缺陷进行检测及定位。

2、传感器配置

标配：

超声波传感器（UA）、地电波传感器（TEV）

选配：

变压器专用传感网、GIS专用特高频传感器、高压电缆专用传感器，也可根据用户要求定制。

2、检测原理：

超声波法（UA）、地电波法（TEV）及特高频法（UHF）。

3、检测频带：

超声波:

40～200KHz

地电波:

3~100MHz

特高频:

300~2000MHz

4、测量范围：

超声波：

-7～65dBuV

地电波：

0～60dB

特高频：

0～60dB

5、灵敏度：

最小10pC（具体取决于传感器与放电源之间的距离）。

6、传感器：

①超声波传感器：

20～200（kHz）;

②地电波（TEV）：

3~100MHz。

③特高频传感器：

300～2000（MHz），具备定向接收特性；

7、具有内置超声传感器，地电波、超声波二合一传感器，可选变压器专用传感器、GIS专用传感器、电缆专用传感器等部件；

8、软件功能：

①连续检测特高频、地电波及超声波信号，判断是否存在局部放电；

②实时显示被测信号的变化趋势、可对局部放电信号的发展作出较为直观的判断；

③具备数据的现场存储功能。

9、仪器特征：

①屏幕显示：

高对比度3.5英寸TFT彩屏。

②数据存储：

可保存1000组测试数据。

③工作电源：

内置8.4V锂电池，可连续工作8小时。

④电源：

输入100-240VAC，输出8.4V/3A，充电时间3～4小时。

⑤外形尺寸：

230*120*55（mm）。

⑥仪器重量：

0.7kg。

⑦使用温度：

-25℃～45℃。

⑧存储温度：

-35℃～60℃。

10、成套配置：

主机、传感器、交流适配器、连接电缆及运输箱。

三、结构与外观

1、面板布置

本产品采用便携式结构，内含信号接收及数据处理模块，具备多种分析模式，可方便地对电气设备局部放电所产生的特高频信号及超声波信号进行测量。

与同类产品相比具有操作便捷，功能强大的特点。

本产品键盘布局如下所示：

1）F1键：

在测试过程中按下“F1”键用于存储当前的测量数据；

2）F2键：

通过“F2”键可以调出主机存储器内的历史数据；

3）F3键：

在测量界面时F3键用于切换传感器类型，在数据管理或设置界面中为退出键；

4）方向键：

上下方向键在测试时用于增益的调节，可以在0～90dB之间调节；在功能设置中用于调整时间等；在历史数据浏览中用于上下翻页；

图二键盘布局图

5）确认键：

测试中按下确认键即可进入设置菜单；

6）电源：

开启和关闭仪器电源，需要长按3秒钟方可生效；

本产品主机除了内置一个超声传感器外还配备一个外部传感器接口，TEV传感器、外置超声波传感器均通过该接口连接，采用同一接口设计，使操作更为简单。

注意：

外置传感器接口采用进口接插件，在插入外置传感器接头时请将接头的标志方向与插座的标志方向一致后径向插入，听到“咔擦”声后表示连接成功，切勿旋转接头，以免损坏接插件。

拔出传感器接头时只需要拿住金属外壳的接头往外拔即可，切勿拉拽连接线。

2、传感器配置

传感器名称

外观

用途

超声波、TEV二合一传感器（标配）

用于开关柜的超声波、地电波测试

变压器专用超声波传感器（选配）

用于变压器内部的局放测试

特高频传感器

（选配）

用来测量GIS的内部局部放电

高频互感器

（选配）

用于高压电缆的局放测试

四、使用操作

1、主界面

图五主界面

显示完开机界面后直接进入测量界面，如图五所示。

测试界面分为传感器状态区、波形区、数据区和柱状图区。

传感器状态区。

传感器的选择可以通过“F3”键来选择，标准配置的传感器类型有：

超声波传感器（UA）、地电波传感器（TEV）等，连续按“F3”键会在以上传感器之间选择。

注意：

需要连接上对应的传感器后才能测量到对应传感器的数据。

波形区主要显示仪器采集到的放电信号波形，此波形在超声测量模式下以射频信号的方式显示，而在地电波模式下则以电平的方式显示。

TEV地电波测量界面如图六所示：

图六TEV模式测量界面

柱状图区。

柱状图是用来表明当前局部放电的严重程度，用绿色、橙色及红色表示，绿色表示局部放电比较轻微，黄色表示有放电现象，设备需要检查，红色表示局部放电比较严重，设备需要检修。

数据显示区。

针对传感器的不同，数据区现实的意义也不同。

在超声波测量模式下，数据以dBuV（分贝微伏）来表示，而在TEV测量模式下则以dBmV（分贝）来表示，仪器内部已经预置了常用电气设备的阈值数据，因此用户不需要自行设置。

2、超声波测量程序

使用超声波传感器测量信号时，需要选择对应的传感器类型，本产品具有记忆上一次状态设置的功能，开机时会自动调用上次关机时传感器的状态，并测量环境值，准备就绪后即可测量局部放电值，因此，在开机时请勿将传感器指向被测区域，以免将被测区域的放电信号误测为环境值。

开启仪器，按“F3”键进入超声波模式进入测量程序，读数会在显示屏上连续更新。

检查开关柜时，应该先远离柜体测量环境值，然后将超声波传感器指向开关柜（尤其是断路器的端口、充气式电缆盒、电压互感器以及母排室）上的任何空气间隙，最后将柜体值减去环境值，其结果就是我们需要得到的值，可以根据第五节的表格阈值判断开关柜的状态。

在任何情况下，都应该确保遵守安全距离的要求。

3、TEV测量程序

背景噪声

开关柜外部的一些信号源发出的电磁信号也可能在开关柜的外部产生瞬时接地电压。

这些源可以是架空线绝缘子、变压器进线套管、无线电信号甚至是附近高速公路的车流量。

这些也可以在不连接到开关柜的金属体如变电站房门或围栏等金属体上产生瞬时接地电压信号。

因此在对开关柜进行检测之前，就应该测量这些表面上的背景噪声。

测量不属于开关柜组成部分的金属体如金属门、金属围栏等的背景噪声。

记下三次连续的有关金属体的分贝值和计数，并取中间幅值的读数作为背景测量的读数。

图八TEV传感器

开始测量

仪器开启，确保TEV传感器处在离开金属体的自由空间中，否则会影响自检。

选择TEV模式。

为了准确测量，应该使TEV探头垂直地与在其上面要进行测量的金属体接触，（最好是保持仪器主机本体远离邻近的金属体）。

一旦TEV探头从金属体上拆下后读数就不再在显示屏上继续显示。

图九开关柜局放测量

您可能会因为确保数据一致性，可能需要重复测量几次。

对开关柜的测量是在每一个面板的每一个部件如电缆盒、电流互感器室、母排室、断路器以及电压互感器等的中心位置进行的。

断路器以及其它中高压开关仪器的位置都要记录下来，因为如果这些设备处于断开的位置，则某些部件就不会带电，因此这些部件上不会测到读数。

记录每一个位置上的第一组读数。

但是如果测到的幅值比背景干扰水平高出10dB,本身幅值大于20dB时，就应该连续记录三组读数。

对高压电缆进行局放检测时也可以在此模式下使用高频互感器，如下图所示：

图十高频互感器

使用前应将卡扣打开，将高频互感器卡在电缆接地线上，接线图如图十一所示：

图十一高频互感器测量电缆局放接线图

连接好测试线后切换至“UA”模式就可以按照超声波测量程序对高压电缆进行局放检测。

4、特高频UHF测量程序

UHF一般针对GIS等设备的特高频局部放电检测，此功能模式下需要连接特高频传感器：

图十二GIS专用传感器

使用时将GIS传感器固定在GIS管道与管道之间的绝缘盆上，而不是固定在金属管道上，局部放电信号会沿着管道在绝缘盆处辐射至外面而被传感器接收。

可以手持传感器靠近绝缘盆外圆，也可以用橡皮带将传感器两端固定住以方便测量。

图十三GIS局放测量

跟其他运行模式类似，使用前需要先滤除环境值背景值。

连接好传感器后将运行模式切换至“UHF”，即特高频模式，跟其他传感器一样，先远离GIS测量环境值，然后将特高频传感器靠近GIS管道绝缘盆位置测量罐体值，然后得到差值。

5、放电声音

本产品无论在哪种模式下测量局放信号时都可以检测到局放声音，有局放的情况下会听到“咝咝”的声音，通过测试数据和声音可综合判断被测设备的放电情况。

6、历史数据查看

在测量界面下按“F1”键用于数据保存，磁盘图标右侧的数字表明当前存储数据的组数，您可以保存1000组数据。

如需查看只需要按下“F2”键即可，通过上下键实现数据的翻页，按下“F3”键可以回到测试界面。

如果您想清空所有数据可以在历史数据页面下按下右键，选择“确定”后按确认键即可清除数据，操作如图十四所示：

图十四数据

7、报警阈值调节

用户可以根据实际情况调整状态条的报警值，柱状图颜色状态所表示的放电程度如下所示，绿色表示无放电或轻微放电，黄色表示放电程度加剧，设备有停电机会就尽量停电检查，而红色表示设备放电严重，需要立即停电检修。

无放电轻微放电严重放电

仪器出厂时默认值如下：

TEVRed（TEV红色阈值）：

29dB

TEVYellow（TEV黄色阈值）:

20dB

UltraRed（超声波红色阈值）:

6dB

UltraGain（超声波增益）:

70dB

可以通过上下左右键实现各参数的调节，光标使用左右键实现（红色字体为选中状态），数值大小通过上下键调节，按F3键则保存并返回测试界面。

其中UltraGain表示超声检测时放大器的放大倍数，无论放大多少倍数，实际的测量值都应该一致，因为dBuV（或dB）是一个相对的量，表明的是信号电平值（无单位），使用时增益值设置为50~90均可。

五、数据分析

超声波（UA）数据分析

超声波读数

说明

0dB及以下，无放电声

设备无局放

6dB以下，有短促放电声

设备存在轻微放电，后期应关注。

6dB以上，有放电声

设备存在明显放电，应结合TEV测试判断。

地电波（TEV）数据分析

TEV读数

说明

高背景读数，即大于20dB

注意：

背景读数是指传感器未贴合至柜体时的读数

（a）高水平噪声可能会掩盖开关柜内的放电；

（b）可能是由于外部的影响，应尽可能消除外部干扰源后再重新测试，或使用局部放电监测仪以识别开关柜中的任何放电。

开关柜和背景值的所有读数＜20dB。

无局放。

每年一次重新检查。

读数为20~30dB

设备有轻微局放

读数为30~40dB

设备有中等局放，应汇报班组或专责，缩短巡视周期

读数为40~50dB

设备存在严重局放，应汇报班组或专责，缩短巡视周期，有停电机会时应检查局放来源。

读数为50~60dB

设备存在严重局放，应汇报班组或专责，缩短巡视周期，尽早停电检修

开关柜读数比背景水平高10dB,且读数大于20dB绝对值,亦即是比背景高20dB

很有可能在开关柜内有内部放电活动。

建议用局部放电定位器或局部放电监测仪作进一步的检查。

特高频（UHF）数据分析

UHF读数

说明

读数≤10dB时GIS内部无无放电。

GIS内部无放电或放电量非常小，在允许的范围内。

10dB＜读数≤20dB

存在局放现象，应缩短检测周期。

20dB＜读数≤30dB

局放较严重，应上报班组，有停电机会时尽量停电检修。

读数＞30dB

已严重放电，必须上报班组并停电检修。