变压器局部放电特高频法在线监测装置技术规范方案.docx

1、变压器局部放电特高频法在线监测装置技术规范方案变压器局部放电（特高频法）在线监测装置技术规范1 范围2 本规范规定了变压器局部放电（特高频法）在线监测装置的术语、技术要求、试验项目及要求、检验规则、标志、包装、运输、贮存要求等。本规范适用于变压器局部放电（特高频法）在线监测装置。3 规范性引用文件4 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 7261 继电保护和安全自动装置基本试验方法GB/T 6379.1 测量方法与结果的准确度（正确度

2、与精密度）第1部分：总则与定义GB/T 11287 电气继电器 量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验GB 2423 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法GB 4208 外壳防护等级（IP代码）GB/T 17626 电磁兼容 试验和测量技术DL/T 860 变电站通信网络和系统GB7354 局部放电测量GB/T16927 高电压试验技术5 术语和定义6 下列术语和定义适用于本规范。6.1 特高频法（ultra high frequency(UHF)）6.2 指采用特定的传感器检测局部放电在特高频频段（3001500MHz）所产生电磁波信号的方法。6.3 最小可测放电量6.4 在检

3、定环境下针对特定典型的局部放电类型所能检出的最小放电量qmin（pC）。为了得到明确的测量结果，qmin的测量幅值至少应为背景幅值的2倍。7 技术要求8 8.1 通用技术要求8.2 在线监测装置的通信功能、绝缘性能、电磁兼容性能、环境性能、机械性能要求、外壳防护性能、连续通电性能、可靠性及外观和结构等通用技术要求如下。1 2 3 4 4.1 4.1.1 一致性功能4.1.2 应采用标准可靠的现场工业控制总线或以太网络总线，采用统一的通信协议和数据格式，应具备时间同步功能。上传数据应遵循DL/T 860通信协议。在线监测装置传输的数据内容和方式，以及进行数据建模时应遵循的原则见附录A。4.1.3

4、 绝缘性能4.1.4 a) 绝缘电阻b) （1）在正常试验环境下，绝缘电阻的要求见表1。（2）温度+40 2 C，相对湿度（93 3）%恒定湿热条件下绝缘电阻的要求见表2。表1 正常试验环境下绝缘电阻要求额定电压Ur绝缘电阻要求Ur60V5M（用250V兆欧表测量）250Ur60V5M（用500V兆欧表测量）注：与二次设备及外部回路直接连接的接口回路绝缘电阻采用250Ur60V的要求。表2 湿热条件下绝缘电阻要求额定电压Ur绝缘电阻要求Ur60V1M（用250V兆欧表测量）250Ur60V1M（用500V兆欧表测量）注：与二次设备及外部回路直接连接的接口回路绝缘电阻采用250Ur60V的要求。

5、c) 介质强度d) 在正常试验大气条件下，装置各独立电路与外露的可导电部分之间，以及各独立电路之间，应能承受频率为50Hz，历时 1min 的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象；工频耐压试验电压值按表3规定进行选择，也可以采用直流试验电压，其值应为规定的交流试验电压值的1.4倍。介质强度的要求见表3表3 介质强度要求额定电压Ur试验电压有效值Ur60V0.5 kV250Ur60V2.0 kV注：与二次设备及外部回路直接连接的接口回路试验电压采用250Ur60V的要求。e) 冲击电压f) 在正常试验大气条件下，装置各独立电路与外露的可导电部分之间，以及各独立电路之间，应能承受1.2/50 s

6、 的标准雷电波的短时冲击电压试验。当额定工作电压大于60V 时，开路试验电压为5kV；当额定工作电压不大于60V 时，开路试验电压为1kV。试验后设备应无绝缘损坏和器件损坏。4.1.5 电磁兼容性能4.1.6 a) 应能承受GB/T 17626.2规定的严酷等级为4级的静电放电干扰；b) c) 应能承受GB/T 17626.3规定的严酷等级为3级的射频电磁场辐射干扰；d) e) 应能承受GB/T 17626.4规定的严酷等级为4级的电快速瞬变脉冲群干扰；f) g) 应能承受GB/T 17626.5规定的严酷等级为4级的浪涌（冲击）干扰；h) i) 应能承受GB/T 17626.6规定的严酷等级

7、为3级的射频场感应的传导骚扰干扰；j) k) 应能承受GB/T 17626.8规定的严酷等级为5级的工频磁场干扰；l) m) 应能承受GB/T 17626.9规定的严酷等级为5级的脉冲磁场干扰；n) o) 应能承受GB/T 17626.10规定的严酷等级为5级的阻尼振荡磁场干扰；p) q) 应能承受GB/T17626.11规定的电压暂降的60UT，持续时间10个周波的电压暂降干扰。r) 4.1.7 环境适应性能4.1.8 a) 装置应能承受GB/T 2423.1 试验Ab中规定的-40的低温试验。b) c) 装置应能承受GB/T 2423.2 试验Bb中规定的+65的高温试验。d) e) 装置

8、应能承受GB/T 2423.22 规定的温度变化试验，低温为-10，高温为+50，暴露时间为2h，温度转换时间为3分钟，温度循环次数为5次。f) g) 装置应能承受GB/T 2423.9 规定的恒定湿热试验。试验温度+402、相对湿度（933），试验时间为48h。h) 4.1.9 机械性能4.1.10 a) 装置应能承受GB/T 11287中规定的严酷等级为级的振动响应试验；b) c) 装置应能承受GB/T 11287中规定的严酷等级为级的振动耐久试验；d) e) 装置应能承受GB/T 14537中规定的严酷等级为级的冲击响应试验；f) g) 装置应能承受GB/T 14537中规定的严酷等级为

9、级的冲击耐久试验；h) i) 装置应能承受GB/T 14537中规定的严酷等级为级的碰撞试验。j) 4.1.11 外壳防护性能4.1.12 装置户外部分应满足IP55要求，户内部分应满足IP51要求。4.1.13 连续通电4.1.14 监测装置完成调试后，应进行72h（常温）连续通电试验。要求试验期间，测量准确度及性能应满足技术要求的规定。4.1.15 结构及外观4.1.16 a) 装置应采取必要的防电磁干扰的措施，外露导电部分应在电气上连成一体，并可靠接地；b) c) 应满足发热元器件的通风散热要求；d) e) 装置各模块可灵活插拨、接触可靠，互换性好；f) g) 外表涂敷、电镀层应牢固均匀

10、、光洁，不应有脱皮锈蚀等；h) i) 电气及通信电缆线路连结牢固，走向合理、美观，各连接卡套贴有标记，各焊接点裸露部份套有热缩管；电源进线贴有强电标志。j) k) 室外安装设备应具有防水防潮措施，端子箱内部应安装防凝露除湿设备。l) 4.1.17 可靠性4.1.18 监测装置的设计应充分考虑其工作条件，要求能在变电站户内外工作条件下长期可靠工作。装置相邻两次故障间的工作时间的平均值不小于8760小时。4.1.19 装置寿命4.1.20 监测装置寿命应不低于10年，对内置传感器则应与变压器保持一致。8.3 接入安全性要求8.4 变压器局部放电（特高频法）在线监测装置的接入不应改变主设备的电气联接

11、方式，不影响主设备的密封性能、绝缘性能及机械性能，电流信号取样回路具有防止开路的保护功能，电压信号取样回路具有防止短路的保护功能，接地引下线应保证可靠接地，满足相应的通流能力，不应影响现场设备的安全运行。3.6 1 2 3 4 4.1 4.2 a) 特高频局放传感器可通过变压器底部的排油阀、手孔盖板或出厂预留的介质窗进行安装，传感器尺寸和结构应与油阀或盖板匹配，安装后长期运行不应发生渗漏油现象，必要时可方便地拆除或更换；若采用内置传感器，应能长期承受主变油压，与油接触的材料不应溶解及产生化学反应，并且与高压带电部件具有足够的安全距离，不会引起变压器的电场畸变。b) c) 电容型套管的末屏抽头应

12、使用末屏适配器引出，应具有过电压保护功能，并在末屏引出端就近安装可靠的防开路保护装置。套管末屏适配器应连接可靠、密封良好，提供试验用测量接口；末屏引出线应使用截面积不低于22.5mm2的铠装双绞屏蔽电缆，电缆铠装及屏蔽应可靠接地。d) 8.5 功能要求8.6 a) 应具备长期稳定工作能力，具有断电不丢失数据、自诊断、自复位的功能。b) c) 应具备现场校验用接口，能够安全、方便地接入标准测量仪器，对监测装置测量结果进行比对。d) 4.3 e) 监测装置应具有较高的抗干扰能力及干扰信号区分能力，能够区分局放信号与内、外界的干扰信号，如开关操作、无线电、通信信号、自检信号等干扰信号；可通过滤波、屏

13、蔽、干扰识别或干扰定位等方式，将变压器运行中的周期型干扰、非周期型干扰和白噪声等现场电磁干扰（雷达信号、电动机干扰、荧光灯等干扰信号）抑制到可接受的水平，将其影响最小化。f) g) 应具备对局部放电强度（含最大放电量、平均放电量）、放电相位、放电频次以及相应的放电谱图（应由不少于50个连续工频周期的监测数据形成）等状态参量进行连续实时或周期性自动监测、记录等功能，并实现对局部放电的各种表征参数、统计特征参数、放电类型识别和严重程度等结果信息的远程传输；本地应能存储至少1年的数据，并能通过外部接口导出历史数据；监测数据的更新速度不应低于1次/15分钟。h) i) 应具有异常报警功能，包括监测数据

14、异常、监测装置故障和通信中断等报警功能：报警设置可修改，报警信息应实现实时远传；因监测装置原因引起的不同类型的异常报警应能通过不同的报警信号加以区分，装置自诊断信息应实现实时远传；监测装置宜具备对传感器、通信通道等定期自检功能。j) k) 应具备局部放电分析诊断功能，可准确给出放电缺陷的类型或各类放电发生的可能性，能判断出不同类型局放信号，包括颗粒放电、悬浮放电、沿面放电、尖端放电、气隙放电等，以及不同类型的干扰信号；并可通过所显示出的放电信号特征参数及谱图（包括二维（Q-，N-）、三维（N-Q-）放电谱图、放电发展趋势图、工频周期波形图或多工频周期扫描图等）的变化趋势，分析局部放电缺陷的发展

15、状况，同时自动生成每天、周、月的监测结果报表。l) m) 装置应具有外同步信号输入接口。n) o) 传感器布置应能保证有效检测到变压器运行中的局部放电信号，并满足检测灵敏度等性能指标。p) q) 在环境背景噪声水平下，系统最低能检测到的脉冲峰值电平尽可能小，最高能检测到的脉冲峰值电平尽可能大，具有良好的动态范围。r) 8.7 性能要求8.8 4.4 变压器局部放电（特高频法）在线监测装置的性能应满足如下要求：a) 检测频带：应尽量覆盖变压器内部可能发生的各类局部放电信号的频率范围，在3001500MHz之间，监测装置可根据需要选用其间监测灵敏度高、抗干扰能力强的子频段，应尽量避开电磁干扰信号。

16、b) c) 检测灵敏度：最小可测放电量不大于30pC的放电信号，监测结果应能有效反映出局部放电强度的变化；d) e) 抗干扰能力：噪声干扰信号（包括周期型干扰、非周期型干扰和白噪声等现场电磁干扰，如雷达信号、电动机干扰、荧光灯、开关操作、手机信号、无线电等干扰信号）识别率90%，局部放电类型识别率90%；f) g) 传感器频响特性：在测试频带内，特高频传感器平均等效高度不小于6mm，特性曲线应平坦。h) 9 试验项目及要求10 10.1 试验环境10.2 除环境影响试验及运行中试验之外，其它试验项目应在如下试验环境中进行。a) 环境温度：+10 C+35 C；b) c) 相对湿度：45%75%

17、；d) e) 大气压力：80kPa110kPa；f) g) 电源电压：单相220（110%）V；h) i) 电源频率：50Hz0.1Hz；j) k) 电源波形：正弦波，波形失真度不大于5%l) 5 5.1 5.2 10.3 通用技术条件试验10.4 通用技术条件试验项目包括：一致性测试、绝缘性能试验、电磁兼容性能试验、环境适应性能试验、机械性能试验、外壳防护性能试验、连续通电试验、可靠性评定以及结构和外观检查，这些项目的试验方法、试验后监测装置需满足的性能要求如下。10.4.1 一致性测试10.4.2 按照现场配置方案组成在线监测系统，给在线监测装置通电，对专用测试仪器与在线监测装置进行网络连

18、接，利用测试软件对在线监测装置进行一致性测试。5.2.1.1通信模型检测a) 检验模型配置文件与IEC 61850标准的变电站配置语言SCL的符合性；b) c) 检验逻辑设备、逻辑节点、数据、数据属性的命名规则及描述与附录A的符合性；d) e) 检验数据集、报告控制块、日志控制块、定值组控制块等的命名规则、描述、定义位置及数量与附录A要求相符。f) 5.2.1.2数据传送功能检测a) 通过报告服务，装置应实现遥信、遥测数据的告警、召唤、周期上传；b) c) 通过日志服务，装置应响应综合处理单元查询遥信、遥测数据；d) e) 通过文件服务，装置应实现谱图文件的上传；f) g) 所有遥信、遥测数据

19、应具备品质、时标等信息；h) i) 装置内部的通信网络连接出现中断，应正确报出通信中断。j) 5.2.1.3谱图文件格式检测装置生成的谱图文件应符合附录A中的谱图文件格式要求。5.2.1.4时间同步检测a) 装置应采用SNTP协议实现网络对时；b) c) 用于事件时标的时钟同步准确度应为1ms。d) 5.2.1.5 通信自恢复能力检测装置具备通信恢复能力，当物理故障消除后，网络通信应能自动恢复正常，信息传送正确。5.2.1.6 通信稳定性检验在网络流量异常增加，大量突发报文冲击情况下，不应死机，无异常动作。10.4.3 绝缘性能试验10.4.4 根据4.1.2的要求，按“GB/T 7261 继

20、电保护和安全自动装置基本试验方法”第 19 章的规定和方法，进行绝缘电阻试验和冲击电压试验。湿热条件下的绝缘电阻试验同上，但应在完成湿热试验之后5分钟内进行。10.4.5 电磁兼容性能试验10.4.6 a) 静电放电抗扰度试验b) 按照“GB/T 17626.2电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验”中规定，并在下述条件下进行： 监测装置在正常工作状态； 接触放电或空气放电； 在外壳和工作人员经常可能触及的部位； 试验电压：接触放电8kV，空气放电15kV； 正负极性放电各10次，每次放电间隔至少1s。 在施加干扰的情况下，装置应能正常工作，其测量准确度及性能应满足技术要求的规定。c)

21、射频电磁场辐射抗扰度试验d) 按照“GB/T 17626.3 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验”中规定，并在下述条件下进行： 监测装置在正常工作状态； 频率范围：80MHz3000MHz； 试验场强：10V/m； 在施加干扰的情况下，装置应能正常工作，其测量准确度及性能应满足技术要求的规定。e) 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验f) 按照“GB/T 17626.4电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验”中规定，并在下述条件下进行： 监测装置在正常工作状态； 试验电压：电源端口4kV，数据端口2kV； 在施加干扰的情况下，装置应能正常工作，其测量准确度及性能应满足技术要

22、求的规定。g) 浪涌（冲击）抗扰度试验h) 按照“GB/T 17626.5 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验”中规定，并在下述条件下进行：监测装置在正常工作状态；试验电压：4kV；在施加干扰的情况下，装置应能正常工作，其测量准确度及性能应满足技术要求的规定。i) 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验j) 按照“GB/T 17626.6 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度”中规定，并在下述条件下进行：监测装置在正常工作状态；频率范围：150kHz80MHz；试验场强：10V；在施加干扰的情况下，装置应能正常工作，其测量准确度及性能应满足技术要求的规定。k) 工频磁场抗

23、扰度试验l) 按照“GB/T 17626.8 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验”中规定，并在下述条件下进行：监测装置在正常工作状态；磁场强度：100A/m；在施加干扰的情况下，装置应能正常工作，其测量准确度及性能应满足技术要求的规定。m) 脉冲磁场抗扰度试验n) 按照“GB/T 17626.9 电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验”中规定，并在下述条件下进行：监测装置在正常工作状态；磁场强度：1000A/m；在施加干扰的情况下，装置应能正常工作，其测量准确度及性能应满足技术要求的规定。o) 阻尼振荡磁场抗扰度试验p) 按照“GB/T 17626.10 电磁兼容 试验和测量技

24、术 阻尼振荡磁场抗扰度试验”中规定，并在下述条件下进行：监测装置在正常工作状态；磁场强度：100A/m；在施加干扰的情况下，装置应能正常工作，其测量准确度及性能应满足技术要求的规定。q) 电压暂降抗扰度试验r) 按照“GB/T17626.11 电磁兼容 试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验”中规定，并在下述条件下进行：监测装置在正常工作状态；暂降电压：60UT；持续时间：10个周波；在施加干扰的情况下，装置应能正常工作，其测量准确度及性能应满足技术要求的规定。10.4.7 环境适应性能试验10.4.8 表5 考核适用温度类别低温温度/ C高温温度/ C-25/55-25+55

25、-40/65-40+65a) 高温试验b) 按“GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 B：高温”中规定的试验要求和试验方法进行，应能承受严酷等级为：温度为表5规定的高温温度、持续时间 2h 的高温试验。试验后监测装置性能应满足技术要求的规定。c) 低温试验d) 按“GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 A：低温”中规定的试验要求和试验方法进行，应能承受严酷等级为：温度为表5规定的低温温度、持续时间 2h 的低温试验。试验后监测装置性能应满足技术要求的规定。e) 恒定湿热试验f) 按“GB/T 2423.3 电工电子产品

26、环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 Cab：恒定湿热试验”中规定的试验要求和试验方法进行，应能承受严酷等级为：温度+402、相对湿度（933）、持续时间 48h 的恒定湿热试验。试验后监测装置性能应满足技术要求的规定。g) 温度变化试验h) 按“GB/T 2423.22 电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 N：温度变化”中规定的试验要求和试验方法进行，应能承受严酷等级为：低温为 10，高温为+50，暴露时间为 2h，温度转换时间为 3 分钟，温度循环次数为 5 次的温度变化试验。试验后监测装置的性能应满足技术要求的规定。10.4.9 机械性能试验 10.4.10 a) 振动

27、响应试验b) 按 GB/T 11287 中的规定和方法，对监测装置进行严酷等级 1 级的振动响应试验。监测装置不工作，将其固定在扫频范围为 10150Hz，60Hz 以下振幅为 0.035mm、60Hz 以上峰值加速度为 5m/s 2的振动试验台上，在每个轴线方向上进行一次扫频循环约 8 分钟。试验后，装置不应发生紧固件松动、机械损坏等现象，在技术要求限值内功能应正常。c) 振动耐久试验d) 按 GB/T 11287 中的规定和方法，对监测装置进行严酷等级1 级的振动耐久试验。监测装置不工作，将其固定在扫频范围为10150Hz、峰值加速度为10m/s2的振动试验台上，在每个轴线方向上进行20次

28、扫频循环，每次扫频循环约8分钟。试验后，装置不应发生紧固件松动、机械损坏等现象，在技术要求限值内功能应正常。冲击试验e) 冲击响应试验f) 按 GB/T 14537 中的规定和方法，监测装置不工作，进行严酷等级 1 级的冲击响应试验。加速度峰值为 49m/s2，脉冲持续时间为 11ms，在三个相互垂直的轴线的每个方向上各施加脉冲数为3个。试验后，装置不应发生紧固件松动、机械损坏等现象，在技术要求限值内功能应正常。g) 冲击耐久试验h) 按 GB/T 14537 的规定和方法，监测装置不工作，进行严酷等级 1 级的冲击耐久试验，加速度峰值为 147m/s2，脉冲持续时间为 11ms，在三个相互垂

29、直的轴线的每个方向上各施加脉冲数为3个。试验后，装置不应发生紧固件松动、机械损坏等现象，在技术要求限值内功能应正常。i) 碰撞试验j) 按 GB/T 14537 中的规定和方法, 监测装置不工作，进行严酷等级 1 级的碰撞试验，加速度峰值为98m/s2，脉冲持续时间为16ms，在三个相互垂直的轴线的每个方向上各施加脉冲数为1000个。试验后，装置不应发生紧固件松动、机械损坏等现象，在技术要求限值内功能应正常。10.4.11 外壳防护性能试验10.4.12 按“GB 4208 外壳防护等级（IP 代码）”中规定的试验要求和试验方法进行，室内及遮蔽场所使用的装置，应符合外壳防护等级IP51的要求；

30、户外使用的装置，应符合外壳防护等级IP55的要求。10.4.13 连续通电试验10.4.14 按照现场配置方案组成在线监测系统，工作电压为额定值，施加相应信号使在线监测装置工作在有效测量范围，进行72h 连续通电试验（常温）。同时进行测量数据稳定性检查，数据记录时间间隔不大于2小时，或不少于 12 次/24h。要求72h 期间监测装置各项功能正常。10.4.15 结构及外观检查10.4.16 根据4.1.8的要求逐项进行检查。10.5 功能及性能检验10.6 10.6.1 传感器频响特性检验10.6.2 在微波暗室（或者GTEM小室）环境中，利用高频信号发生器产生的频率、幅值可调的脉冲信号，检验传感器的频响特性曲线及其指标是否满足技术要求的规定。10.6.3 系统灵敏度检验10.6.4 在微波暗室（或者GTEM小室）环