電力設備帶電檢測技術

1、電力設備帶電檢測技術引引言言1主要帶電檢測技術主要帶電檢測技術2目目 錄錄31案例分析案例分析隨著電網規(guī)模逐隨著電網規(guī)模逐年年擴擴大大，設設備備檢檢修修試試驗驗工工作作量量急急劇劇增增加加，由由設設備檢備檢 修所帶來的經修所帶來的經濟濟成成本本、社社會會成成本本也也日日漸漸突突出出，傳傳統(tǒng)統(tǒng)的的設設備備試試驗驗、檢檢測測方方 法已經制約了法已經制約了電電網網及及公公司司的的發(fā)發(fā)展展。電力設備帶電檢電力設備帶電檢測測技技術術是是采采用用便便攜攜式式檢檢測測儀儀器器，對對運運行行中中設設備備狀態(tài)狀態(tài) 量進行現(xiàn)場檢量進行現(xiàn)場檢測測系系列列技技術術的的統(tǒng)統(tǒng)稱稱。帶帶電電檢檢測測技技術術突突出出特特點點

2、在在于于可可以以實實現(xiàn)現(xiàn) 部分輸、變、部分輸、變、配配電電設設備備在在運運條條件件下下的的狀狀態(tài)態(tài)診診斷斷、缺缺陷陷部部位位的的精精確確定定位位、 缺陷程度的定缺陷程度的定量量分分析析，解解決決了了部部分分設設備備運運行行后后沒沒有有測測試試手手段段的的難難題題，有有 利于提高設備利于提高設備的的可可靠靠性性，有有利利于于開開展展設設備備狀狀態(tài)態(tài)評評價價和和狀狀態(tài)態(tài)檢檢修。修。2設備缺陷：設備缺陷：聲、聲、光光、熱、熱、電磁電磁異異常常監(jiān)測信號：監(jiān)測信號：振動振動、超聲超聲波波、電、電磁磁波、波、發(fā)發(fā)熱、熱、局局部放部放電電設備運行設備運行在額定在額定電電壓下，其本壓下，其本體體能夠表征出能夠

3、表征出“聲、光、熱聲、光、熱、電電 磁磁”等特等特征，征，這這些特些特征征可通可通過過振動振動、超聲超聲波波、電、電磁磁波、波、發(fā)發(fā)熱、熱、局局部部 放電等狀放電等狀態(tài)量態(tài)量來來監(jiān)測監(jiān)測；帶電帶電檢檢測就測就是是通過通過監(jiān)監(jiān)測這測這些些狀態(tài)狀態(tài)量量的異的異動動， 達到發(fā)現(xiàn)達到發(fā)現(xiàn)設備設備缺缺陷的陷的目目的。的。3對對輸輸、變變、配電配電設設備的備的狀狀態(tài)監(jiān)態(tài)監(jiān)測測技術技術重重點開點開展展項目項目有有：空：空間間電電 磁磁波頻譜波頻譜測測試技試技術術、高頻局高頻局部部放電放電測測試技試技術術、振蕩波振蕩波測測試技試技術術、超超 聲聲波測試波測試技技術術、暫暫態(tài)態(tài)地電壓地電壓測測試技試技術術、高速

4、、高速示示波器精波器精確確定位技定位技術術、 超高頻超高頻測測試技試技術術、油油色色譜分析譜分析技技術術、紅紅外熱外熱成成像測像測試試技技術術、S SF6F6氣體氣體 分析技術分析技術、內窺鏡技、內窺鏡技術術等。等。技術難點在技術難點在于于基于基于現(xiàn)現(xiàn)場檢測場檢測和和應用應用研研究究，形形成抗干成抗干擾擾、故、故障障定定位位和和故障診故障診斷斷等電力等電力設設備綜合備綜合檢檢測的測的方方法和技法和技術術；工作；工作難難度在于度在于需需要要 測測試約數(shù)試約數(shù)萬萬余件設余件設備備，處理，處理統(tǒng)統(tǒng)計分計分析析大量數(shù)大量數(shù)據(jù)據(jù)，對發(fā)對發(fā)現(xiàn)現(xiàn)缺陷的缺陷的解解體體 分析確認分析確認檢測檢測技技術的術的有有

5、效效性性。4主要帶電檢測技術主要帶電檢測技術2引言引言1目目 錄錄35案例分析案例分析主要技術主要技術包括：包括：高頻局放高頻局放監(jiān)測監(jiān)測相對介質相對介質損耗因數(shù)損耗因數(shù)相對電容相對電容量比值量比值在線油色在線油色譜分譜分析析DGA油中腐蝕油中腐蝕性硫性硫分分析析同時采用同時采用超聲超聲波波監(jiān)測監(jiān)測、空間空間電電磁波磁波頻頻譜分譜分析析、紅、紅外外熱成熱成像像、紫、紫 外成像、外成像、高速高速示示波器波器定定位及位及工工業(yè)內業(yè)內窺窺鏡作鏡作為為輔助輔助技技術。術。61 電容型設備狀態(tài)電容型設備狀態(tài)監(jiān)監(jiān)測測技術技術2 開關類設開關類設備狀態(tài)備狀態(tài)監(jiān)監(jiān)測技術測技術7主要技術主要技術包括：包括：超高

6、頻、超高頻、射頻檢測、射頻檢測、超超聲波、頻譜聲波、頻譜分分析析 在檢測過在檢測過程中嘗程中嘗試試使使用用了了Pocket-AE對所對所采集不同信號采集不同信號依據(jù)噪聲依據(jù)噪聲識別識別技技術進術進行行特征特征性性識別識別，對信對信號號的特的特征征指數(shù)指數(shù)進進行行判斷，從判斷，從而完成對局而完成對局放放信號的分析。信號的分析。暫態(tài)地電壓暫態(tài)地電壓紅外熱成紅外熱成像檢測像檢測SF6氣體微氣體微水檢水檢測測、SF6氣氣體純度檢測體純度檢測、SF6氣氣體體有害氣體分有害氣體分析等。析等。主要主要技術技術包括：包括： 高頻局放高頻局放監(jiān)測監(jiān)測 交叉互聯(lián)交叉互聯(lián)電流電流監(jiān)監(jiān)測測 電纜光纖電纜光纖測溫等技術

7、測溫等技術同時采同時采用用超超聲波聲波監(jiān)監(jiān)測、測、空空間電間電磁磁波頻波頻譜譜分析分析、高速示高速示波器以及波器以及紅外熱成像紅外熱成像作作為輔助技術。為輔助技術。83 高壓電纜狀態(tài)監(jiān)高壓電纜狀態(tài)監(jiān)測測技術技術4 配網設備狀態(tài)監(jiān)配網設備狀態(tài)監(jiān)測測技術技術9主要主要技術技術包括包括 OWTS局放監(jiān)測局放監(jiān)測 暫態(tài)地電暫態(tài)地電壓監(jiān)測壓監(jiān)測 超聲波等超聲波等技術技術同同時時紅外紅外熱熱成像成像及及絕緣絕緣測測量等量等作作為輔為輔助助技術。技術。 主要測試儀器裝置10案例分析案例分析2引言引言1目目 錄錄311主要帶電檢測技術主要帶電檢測技術1 變壓器缺變壓器缺陷案例陷案例在 對 某站 2 110KV

8、 變壓器使用TECHIMP測試 儀進行狀態(tài)監(jiān)測時 ， 發(fā) 現(xiàn)局放信號 ， 通過采用 頻譜儀 、 超聲波 、 超高 頻 、 油色譜 、 紅外成像 等綜合技術對信號搜尋 跟蹤定位 ， 最后定位在 變壓器A相電纜桶內存在 局部放電。1125典型案例典型案例500450400350300250200150100500CH4 C2H4 C2H6 C2H2 CO CO2 H2總烴典型案例典型案例13經了解，經了解，這臺這臺變變壓壓 器生產廠家是第一次制器生產廠家是第一次制 造電纜出線變壓器造電纜出線變壓器，為為 了控制出線部位局方了控制出線部位局方， 采用環(huán)氧管結構，該環(huán)采用環(huán)氧管結構，該環(huán) 氧管存在質量

9、問題，氧管存在質量問題，曾曾 因該環(huán)氧管曾經發(fā)生過因該環(huán)氧管曾經發(fā)生過 事故事故。經現(xiàn)場處理。經現(xiàn)場處理，變變 壓器投運壓器投運后信號消后信號消失失。14套管套管與電與電纜纜軟連軟連接接的的環(huán)氧環(huán)氧管管存在存在局局部放電部放電典型案例典型案例由由于該于該制制造廠造廠當當時時為為我公我公司司提提供供4 4臺臺變變壓壓器器，可可 認定為同家族產認定為同家族產品。品。經測試其他三經測試其他三臺，臺，發(fā)現(xiàn)個別發(fā)現(xiàn)個別 電纜桶電纜桶內內也也存存在局在局放放信信號號。統(tǒng)統(tǒng)計計4 4臺臺變壓變壓器器1 12 2只只 1 11 10 0kVkV電纜電纜桶桶有有6 6只有明顯的局放信只有明顯的局放信號，號，因因

10、此此可認可認 定為定為家族性缺家族性缺陷陷。典型案例典型案例缺陷電纜桶152 GIS缺陷案例缺陷案例某某站站110kVGIS設備設備 出廠出廠日日期期是是1997年年11月，月， 投運日期投運日期為為1999年年8月月30日，日，共共安裝運安裝運行行5個間個間隔隔。 自運行自運行以來以來，設備設備運運行情行情 況良好況良好，未出現(xiàn)較大的異，未出現(xiàn)較大的異常情況。常情況。典型案例典型案例1#2#3#5#4#6#716#2月月2日和日和3月月16日日對對110kVGIS設備設備進行進行了了狀狀態(tài)監(jiān)態(tài)監(jiān)測測工作，工作， 未發(fā)現(xiàn)異未發(fā)現(xiàn)異常情況。常情況。但但9月月17日狀日狀態(tài)態(tài)監(jiān)測人員對監(jiān)測人員對該

11、該站進行的特站進行的特巡巡工工 作中，使作中，使用超用超高高頻局頻局放放檢測檢測儀儀發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)134GIS間間隔存隔存在在異常異常信信號，號， 經分析該經分析該異常信號應異常信號應該該是是在在3月月16日日至至9月月17日期間內出日期間內出現(xiàn)現(xiàn)的突的突 發(fā)的信號發(fā)的信號，隨后有關，隨后有關技技術人員開展術人員開展了了一系列跟蹤一系列跟蹤監(jiān)監(jiān)測、缺陷定測、缺陷定 位及分析位及分析工作。工作。17典型案例典型案例接地接地刀閘處超高頻刀閘處超高頻放放電現(xiàn)象三維電現(xiàn)象三維波波形圖形圖頻域圖頻域圖410MHZ時域圖時域圖典型案例典型案例18根據(jù)頻譜根據(jù)頻譜儀測儀測試試，在在9月月17日日時時域異域異常常信

12、號信號為為600MHz以以上，上，9月月29日時日時域域410MHz時時有有明明顯顯的的信信號號；結結合合超超高高頻頻信號信號 與頻譜信與頻譜信號的號的變變化特化特征征，在，在現(xiàn)現(xiàn)場采場采取取了排了排除除外界外界干干擾、擾、與與同類同類 設備比較設備比較等措等措施施，通，通過過連續(xù)連續(xù)的的監(jiān)測監(jiān)測及及相關相關數(shù)數(shù)據(jù)分據(jù)分析析，經，經分分析認析認 為為在在134-4隔隔離離開關開關內內部存部存在在局部局部放放電缺陷電缺陷 ，決定解，決定解體檢體檢查查。11月月3日在日在國國內內某公某公司司對更對更換換下下的的134-4隔離隔離開開關關絕緣絕緣件件、134-47接地隔接地隔離離開開關關及及絕絕緣緣

13、盆盆子子進進行行了了試試驗驗、解解體體及及分分析析工工作作。典型案例典型案例19B相絕相絕緣拉緣拉桿桿空洞實物空洞實物及及X光照片光照片 經經過過車床切削車床切削后后在在B相絕緣傳動相絕緣傳動軸高軸高電位端出現(xiàn)電位端出現(xiàn)3個孔洞，孔個孔洞，孔洞洞1尺寸尺寸 為：為：直徑直徑2.5毫米，毫米，深深1.4毫米；孔毫米；孔洞洞2 尺寸尺寸為：直徑為：直徑2.8毫米毫米，深深1.6毫米；毫米；孔洞孔洞2尺寸為：直尺寸為：直徑徑1.3毫米，毫米，深深1.0毫毫米。米。20對相關絕緣件進行局部放電試驗，其結果如下：21通過上通過上述述工工作認為作認為134-4隔離開隔離開關關相絕緣拉相絕緣拉桿桿存在內部空

14、存在內部空穴穴絕緣缺陷，絕緣缺陷，造造成運成運 行中行中產生局部放電產生局部放電現(xiàn)現(xiàn)象。象。部件部件名稱名稱施加電施加電 壓壓（kV）局部局部放電放電量量（pC）廠家廠家出廠值出廠值試驗規(guī)試驗規(guī) 程要求程要求 值值結論結論絕緣絕緣盆盆A相相151kV2.73pC5pC合格合格絕緣絕緣盆盆B相相151kV1.83pC5pC合格合格絕緣絕緣盆盆C相相151kV1.73pC5pC合格合格B相絕相絕緣拉桿緣拉桿151kV4.03pC5pC按照按照出廠標準不合格出廠標準不合格C相絕相絕緣拉桿緣拉桿151kV4.03pC5pC按照按照出廠標準不合格出廠標準不合格AC絕緣連絕緣連 桿桿3pC5pC返廠返廠后

15、，試驗前進行后，試驗前進行 廠內廠內工裝時損壞工裝時損壞3 高壓電纜高壓電纜缺陷案例缺陷案例22某廠家進某廠家進口電口電纜纜終終端端在電網投運在電網投運十十余年中余年中，在在一一個地區(qū)共個地區(qū)共發(fā)發(fā)生生6次次故故障障，全國發(fā)生，全國發(fā)生17次故次故障障，近兩年故，近兩年故障障發(fā)生頻次呈發(fā)生頻次呈增增加加 趨勢。故趨勢。故障均伴隨強障均伴隨強烈烈爆炸，對周爆炸，對周圍圍設備和人員設備和人員造造成威脅，對成威脅，對電電網安全網安全運運行行帶帶來來一一定定的的風險風險。多多次次對該進對該進口口終終端端開展了帶電開展了帶電局局放檢測放檢測，成功發(fā)現(xiàn)，成功發(fā)現(xiàn)多多20多多異異常設備，部常設備，部分分是危

16、急缺陷是危急缺陷，給予給予 了及時了及時處處理。理。某某變電變電站站3#變變聯(lián)聯(lián)絡電絡電纜纜測試測試情情況況 高頻檢測高頻檢測A相接頭相接頭Techimp 高頻局放高頻局放信號，幅信號，幅值最高值最高5V23113A相相 電纜倉電纜倉24113B相相 電電纜纜 倉倉超高頻檢測超高頻檢測射頻檢測射頻檢測251133主主變電變電纜纜終終端端A相相超聲波檢測超聲波檢測 在在1133主變主變電電纜纜終終端端A相法相法蘭蘭盤與盤與護護層保層保護護器連接器連接的螺栓處的螺栓處存存在在11dB的異的異常常信信號；號；SF6氣體分析氣體分析使用使用SF6有有害害氣氣體成體成份份分析分析儀儀進行進行相相關檢關檢

17、測測，無，無異異常常 數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。26 結論：結論：A相電纜接頭內部嚴重放相電纜接頭內部嚴重放電電，屬，屬 危急缺陷，必危急缺陷，必需需馬馬上上停停運。運。27電纜接頭電纜接頭切割后在實切割后在實驗驗室進行的試驗室進行的試驗28實驗室傳實驗室傳統(tǒng)脈沖法電統(tǒng)脈沖法電纜纜接頭局放試驗接頭局放試驗29電纜油化驗電纜油化驗30電纜接頭電纜接頭解體情況解體情況31定性：家定性：家族性缺陷族性缺陷32該批進口電該批進口電纜纜終終端端投投入入使使用用集集中中在在19972004年期間，應年期間，應用用于于110kV及及以上的以上的GIS終端或變終端或變壓壓器器終終端端，金金屬屬應應力力錐錐結結構構。該該批批

18、終終端端分分布布在在22個變電個變電 站，站，78路電纜回路，路電纜回路，共共計計139組組 。普測后危急缺。普測后危急缺陷陷11組，組，嚴嚴重重缺缺陷陷2組組，一，一般缺陷般缺陷17組，無缺陷組，無缺陷表表征征109組。組。具具有有典典型型家家族族性性缺缺陷陷特特征征。主主要要問問題題為：為：工藝設計不合工藝設計不合理理形形成成氣氣隙隙 電纜絕緣增厚電纜絕緣增厚處處理理工工藝藝復復雜雜，對對安安裝裝質質量量的的要要求求過過于于苛苛刻刻，帶帶材材繞繞包包質量質量難以保證；關難以保證；關鍵鍵工工藝藝未未做做明明確確質質量量要要求求，允允許許誤誤差差范范圍圍過過大大且且缺缺失失必必要要的的質質 量

19、控制、檢查量控制、檢查手手段段。諸多工藝、制諸多工藝、制造造缺缺陷陷導導致致局局放放發(fā)發(fā)展展 該該終端核心部終端核心部位位電電場場集集中中，并并存存在在彈彈性性元元件件失失效效、應應力力錐錐涂涂層層開開裂裂、密密封元件開裂變封元件開裂變形形等等缺缺陷陷。4 開關柜缺開關柜缺陷案例陷案例332月月24日，日，檢測檢測人人員員在在對某變電對某變電站站進行進行狀狀態(tài)監(jiān)態(tài)監(jiān)測測普測普測時時使使 用超聲波用超聲波發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)35kV開開關關柜柜331處有明顯處有明顯的的局放超聲，局放超聲，且且3455 至至333開關開關柜柜PDL01值值大。大。3月月2日狀日狀態(tài)態(tài)監(jiān)測人員在監(jiān)測人員在該該站使用站使用 PD

20、M03對對3455至至334開關開關柜柜進行了長時進行了長時間間在線檢測。對在線檢測。對 PDM03長期檢測的長期檢測的數(shù)據(jù)分析發(fā)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)現(xiàn)3455處存處存在在放電異常。并放電異常。并 于于3月至月至4月底月底期期間多間多次次對該對該站站35kV柜柜進行進行了了跟蹤跟蹤檢檢測。測。典型案例典型案例現(xiàn)場使用現(xiàn)場使用的儀器的儀器是是U Ul ltraprtrapro obe9000be9000 超聲波超聲波局局部部放電探測儀放電探測儀34典型案例典型案例調度調度號號或或開開關關柜柜名名稱稱有無有無異音異音備注備注（異音地點、（異音地點、頻頻率率、d dB B值）值）3 345-45-5 5到到

21、3 33 30 0之之間間縫隙處縫隙處有有開關開關柜后柜處：柜后柜處：4 40 0K KH Hz z，2 21 1d dB B；2 20 0K KH Hz z，1 10 0d dB B3 33030到到3 33 31 1之之間間縫隙處縫隙處有有開關開關柜后柜處：柜后柜處：4 40 0K KH Hz z，2 22 2d dB B；2 20 0K KH Hz z，1 14 4d dB B3 33131到到3 33 32 2之之間間縫隙處縫隙處有有開關開關柜后柜處：柜后柜處：4 40 0K KH Hz z，2 25 5d dB B；2 20 0K KH Hz z，1 16 6d dB B3 3323

22、2到到3 33 33 3之之間間縫隙處縫隙處有有開關開關柜后柜處：柜后柜處：4 40 0K KH Hz z，2 23 3d dB B；2 20 0K KH Hz z，1 12 2d dB B3 33333到到3 33 34 4之之間間縫隙處縫隙處有有開關開關柜后柜處：柜后柜處：4 40 0K KH Hz z，2 20 0d dB B；2 20 0K KH Hz z，1 11 1d dB BPDM0PDM03 3在線監(jiān)測在線監(jiān)測儀儀探頭布置點圖探頭布置點圖典型案例典型案例35監(jiān)測數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)圖據(jù)圖各通各通道烈道烈度度圖圖 紅色紅色為為1 1通通道道、藍、藍色色為為3 3通通道道36各通各通道脈道脈

23、沖沖數(shù)圖數(shù)圖 紅色紅色為為1 1通通道道、淡淡紅色紅色為為1 12 2通通道道、綠、綠色色為為3 3通道通道5月月4日進日進行停行停電電檢查，結合檢查，結合傳傳統(tǒng)試驗發(fā)現(xiàn)統(tǒng)試驗發(fā)現(xiàn)在在336335間穿柜管間穿柜管 內簧片變內簧片變形，進行了形，進行了更更換。換。發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)3處處穿穿柜柜管內部出現(xiàn)管內部出現(xiàn)明明顯局放缺陷顯局放缺陷，更換了相應更換了相應的的穿柜管；對穿柜管；對恢復后的恢復后的設備設備進進行了行了相相關檢關檢測測，未，未發(fā)發(fā)現(xiàn)異現(xiàn)異常常信號信號，缺陷缺陷得得到消到消除除。37典型案例典型案例3 3月月2 26 6日在日在對對某某110k110kV V變電站進行變電站進行氣氣體測試時發(fā)

24、體測試時發(fā)先先該站所有該站所有3 35 5kVkV斷路器內斷路器內SFSF6 6氣體氣體中中有害有害物物質均質均超超出規(guī)出規(guī)程程要求要求，詳細詳細情情況見況見下下表：表：385 SF6斷路器斷路器缺陷案例缺陷案例典型案例典型案例調度號調度號SOSO2 2（L L/ /L L） H H2 2S S（L L/ /L L）標準標準3 30 01 19 9.8.88 80 0.5.51 1 5 5為缺陷為缺陷3 30 02 21 14.14.18 80 0.5.56 63 34 45 51 12.22.27 70 0.6.61 131319 9.4.41 10 0.2.28 8水分及純水分及純度的度的

25、測測試，試，測測試結試結果果如下：如下：39注：注：水分要求在水分要求在2 25 50 0p pp pm m以以下下；純度要；純度要求求9 97 7以上。以上。典型案例典型案例調度號調度號SOSO2 2含量含量水分水分含量含量氣體氣體純度純度4 4月月1 17 7日日4 4月月2 20 0日日4 4月月2 28 8日日3 30 01 11 13.3.4 4L L/ /L L1 13.83.87 7L L/ /L L1 12.32.38 8L L/ /L L4 420p20pp pm m9 90.00.0% %3 30 02 21 16.46.47 7L L/ /L L1 16.36.37 7L L/ /L L1 15.15.17 7L L/ /L L4 460p60pp pm m8 84.94.9% %3 34 45 51 15.75.79 9L L/ /L L1 15.5.4 4L L/ /L L1 14.14.19 9L L/ /L L4 425p25pp pm m8 87.67.6% %31311 10.20.20 0L