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2012年5月1日高壓開關(guān)柜局部放電檢測技術(shù)目錄一、高壓開關(guān)柜的故障特征二、高壓開關(guān)柜局放實用檢測技術(shù)三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析四、測試儀器介紹五、現(xiàn)場測試六、結(jié)束語高壓開關(guān)柜是城市配電網(wǎng)中重要基礎(chǔ)設(shè)施，其運行的穩(wěn)定性直接影響到城市經(jīng)濟的發(fā)展,人民生活水平質(zhì)量的提高。

因此，開關(guān)柜設(shè)備的可靠性直接決定了用戶供電的可靠性。

一、高壓開關(guān)柜的故障特征一、高壓開關(guān)柜的故障特征狀態(tài)檢修是提高供電設(shè)備可靠性的重要技術(shù)手段。但是，開關(guān)柜不可能采取像高壓變壓器、GIS設(shè)備那樣的在線監(jiān)測技術(shù)路線，實現(xiàn)全面、實時的在線監(jiān)測。高壓開關(guān)柜數(shù)量眾多;

開關(guān)柜的設(shè)備造價低;

監(jiān)測設(shè)備的成本很高;一、高壓開關(guān)柜的故障特征一、高壓開關(guān)柜的故障特征開關(guān)柜設(shè)備故障已經(jīng)導致嚴重后果

開關(guān)柜爆炸導致供電中斷，影響電網(wǎng)供電可靠性;

引發(fā)火災事故，造成重大經(jīng)濟損失；一、高壓開關(guān)柜的故障特征一、GIS局部放電檢測背景開關(guān)柜究竟有哪些類型的故障？開關(guān)柜的主要故障形式又是什么？一、高壓開關(guān)柜的故障特征開關(guān)柜的故障類型及統(tǒng)計結(jié)果拒動故障，主要是機構(gòu)等機械原因;

誤動故障，主要是二次控制回路原因;

絕緣故障，主要是缺陷、爬電、閃絡等；開斷與關(guān)合故障，多種原因；載流故障，主要是接觸不良、插件偏心；外力或其它故障，如加工工藝不良等；一、高壓開關(guān)柜的故障特征一、高壓開關(guān)柜的故障特征根據(jù)中國電科院開關(guān)設(shè)備故障統(tǒng)計結(jié)果分析得出，不含40.5kV以上絕緣與載流故障約占30％~40%！1989～1997開關(guān)柜故障統(tǒng)計結(jié)果1992年～2002年廣東電網(wǎng)開關(guān)設(shè)備故障統(tǒng)計結(jié)果一、高壓開關(guān)柜的故障特征絕緣與載流故障約占66％！一、高壓開關(guān)柜的故障特征絕緣與載流故障都是與放電現(xiàn)象密切有關(guān)的！絕緣與載流故障比率約在30％～50％之間！對中壓開關(guān)設(shè)備實施放電檢測可顯著減少故障概率！二、、高高壓壓開開關(guān)關(guān)柜柜局局放放實實用用檢檢測測技技術(shù)術(shù)局部部放放電電定定義義電力力設(shè)設(shè)備備絕絕緣緣中中部部分分被被擊擊穿穿的的電電氣氣放放電電，，可可以以發(fā)發(fā)生生在在導導體體附附近近，，也也可可以以發(fā)發(fā)生生在在其其他他地地方方內(nèi)部部局局部部放放電電：：發(fā)發(fā)生生在在絕絕緣緣體體內(nèi)內(nèi)部部的的放放電電表面面局局部部放放電電：：發(fā)發(fā)生生在在絕絕緣緣體體表表面面的的放放電電電暈暈：：發(fā)發(fā)生生在在被被氣氣體體包包圍圍的的導導體體附附件件的的放放電電二、、高高壓壓開開關(guān)關(guān)柜柜局局放放實實用用檢檢測測技技術(shù)術(shù)檢測測局局部部放放電電的的意意義義1常規(guī)規(guī)的的非非耐耐壓壓和和耐耐壓壓試試驗驗難難以以發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)局局部部放放電電這這類類絕絕緣緣缺缺陷陷2局部部放放電電將將導導致致電電力力設(shè)設(shè)備備絕絕緣緣的的劣劣化化和和缺缺陷陷的的惡惡性性循循環(huán)環(huán)，，嚴嚴重重時時甚甚至至會會導導致致絕絕緣緣事事故故3檢測測局局部部放放電電可可以以避避免免電電力力設(shè)設(shè)備備在在運運行行中中發(fā)發(fā)生生突突發(fā)發(fā)性性絕絕緣緣損損壞壞事事故故二、、高高壓壓開開關(guān)關(guān)柜柜局局放放實實用用檢檢測測技技術(shù)術(shù)局部部放放電電既既是是征征兆兆，，也也是是造造成成絕絕緣緣劣劣化化的的重重要要原原因因。。局部部放放電電檢檢測測和和監(jiān)監(jiān)測測是是實實現(xiàn)現(xiàn)狀狀態(tài)態(tài)監(jiān)監(jiān)測測的的重重要要技技術(shù)術(shù)手手段段。。導致致設(shè)設(shè)備備局局部部放放電電的的因因素素運行行狀狀態(tài)態(tài)的的影影響響運行行過過電電壓壓；；雷電電波波沖沖擊擊；；諧波畸畸變；設(shè)備本本身的的原因因絕緣材材料不不均勻勻；內(nèi)部存存在空空洞和和雜質(zhì)質(zhì)；導體表表面存存在凸凸出部部；絕緣強強度的的不足足；環(huán)境因因素的的影響響：潮濕、、過熱熱。二、高高壓開開關(guān)柜柜局放放實用用檢測測技術(shù)術(shù)局部放放電的的伴生生現(xiàn)象象電磁波波的發(fā)發(fā)射：：HF～VHF～UHF～SHF；聲音信信號：：可聞噪噪聲～～超聲聲波；；氣體生生成物物：氮化物物、碳碳化物物、氟氟化物物；光：紅外、、紫外外；發(fā)熱：：紅外；；電流行行波：：高頻脈脈沖電電流。。二、高高壓開開關(guān)柜柜局放放實用用檢測測技術(shù)術(shù)局部放放電的的電量量測量量法名稱檢測手段檢測對象使用條件備注脈沖電流法檢測阻抗變壓器、電纜、GIS、套管等離線IEC60270泄漏或介損HFCT、電容耦合器絕緣子、套管等容性設(shè)備在線離線可校準射頻檢測法HFCT、射頻天線、電容耦合變壓器、電纜、GIS、開關(guān)柜、發(fā)電機離線在線可校準*超高頻法超高頻天線變壓器、電纜、GIS、發(fā)電機離線在線無法校準二、高高壓開開關(guān)柜柜局放放實用用檢測測技術(shù)術(shù)局部放放電的的非電電量測測量法法名稱檢測手段檢測對象使用條件備注聲測法超聲波傳感器、麥克風變壓器、電纜、GIS套管、開關(guān)柜在線離線超聲波檢測法光測法光纖傳感器變壓器、GIS離線在線化學檢測法氣體傳感器變壓器、GIS離線在線DGA法SF6分解物二、高高壓開開關(guān)柜柜局放放實用用檢測測技術(shù)術(shù)開關(guān)柜柜局放放檢測測實用用技術(shù)術(shù)電磁測測量法法；聲音測測量法法；氣體測測量法法；光測量量法；；熱測量量法；；脈沖電電流法法；二、高高壓開開關(guān)柜柜局放放實用用檢測測技術(shù)術(shù)開關(guān)柜柜局放放的電電磁測測量法法(1)局部放放電發(fā)發(fā)生時時，放放電點點產(chǎn)生生高頻頻電流流波，，并向向兩個個方向向傳播播；受集膚膚效應應的影影響，，電流流波僅僅集中中在金金屬柜柜體內(nèi)內(nèi)表面面?zhèn)鞑ゲ?，而而不會會直接接穿透透；在金屬屬斷開開或絕絕緣連連接處處，電電流波波轉(zhuǎn)移移至外外表面面，并并以電電磁波波形式式進入入自由由空間間；電磁波波上升升沿碰碰到金金屬外外表面面，產(chǎn)產(chǎn)生暫暫態(tài)對對地電電壓(TransientEarthVoltage)。二、高高壓開開關(guān)柜柜局放放實用用檢測測技術(shù)術(shù)開關(guān)柜柜局放放的電電磁測測量法法(2)暫態(tài)對對地電電壓可可用TEV傳感器器進行行測量量，其其幅值值與放放電量量和傳傳播途途徑的的衰減減程度度有關(guān)關(guān)；衰減量量主要要取決決于放放電點點位置置、設(shè)設(shè)備的的內(nèi)部部結(jié)構(gòu)構(gòu)以及及開口口大小小有關(guān)關(guān)，如如墊圈圈的厚厚度。。利用裝裝設(shè)在在金屬屬柜體體外表表面上上的兩兩個TEV傳感器器所測測量的的信號號到達達時差差，可可以實實現(xiàn)粗粗略的的局部部放電電定位位。二、高高壓開開關(guān)柜柜局放放實用用檢測測技術(shù)術(shù)開關(guān)柜柜局放放的電電磁測測量法法(3)暫態(tài)對對地電電壓傳傳感器器類似似于RF耦合電電容器器；開關(guān)柜柜殼體體上暫暫態(tài)對對地電電壓的的變化化會在在傳感感器的的金屬屬極板板上感感應出出高頻頻電流流，感感應電電流的的大小小與放放電脈脈沖的的前沿沿陡峭峭程度度有關(guān)關(guān)；對傳感感器輸輸出的的高頻頻電流流進行行處理理，可可以間間接獲獲得局局部放放電的的強度度和頻頻度。。二、高壓開開關(guān)柜局放放實用檢測測技術(shù)開關(guān)柜局放放的聲音測測量法(1)局部放電前前，放電點點周圍的電電場應力、、介質(zhì)應力力、粒子力力處于相對對平衡狀態(tài)態(tài)。局部放電是是一種快速速的電荷釋釋放或遷移移過程，導導致放電點點周圍的電電場應力、、機械應力力與粒子力力失去平衡衡狀態(tài)而產(chǎn)產(chǎn)生振蕩變變化過程；；機械應力與與粒子力的的快速振蕩蕩，導致放放電點周圍圍介質(zhì)的振振動現(xiàn)象，，從而產(chǎn)生生聲波信號號；二、高壓開開關(guān)柜局放放實用檢測測技術(shù)開關(guān)柜局放放的聲音測測量法(2)放電強度的的大小決定定了電場應應力、機械械應力和粒粒子力的振振蕩幅度，，直接決定定了振動的的程度和聲聲波的相度度；對于同種程程度的放電電，振動幅幅度與介質(zhì)質(zhì)的彈性系系數(shù)有關(guān)，，固體與液液體振動小小，氣體振振動大；振動和聲波波的傳播過過程是有損損耗的，傳傳播途徑的的差異導致致超聲波響響度與放電電強度之間間復雜的比比例關(guān)系；；二、高壓開開關(guān)柜局放放實用檢測測技術(shù)開關(guān)柜局放放的聲音測測量法(3)電纜絕緣的的內(nèi)部放電電導致的振振動幅度較較小，難以以采用超聲聲波方法測測量；絕緣子、母母排導致的的表面放電電導致的振振動幅值較較大，方便便使用超聲聲波方法進進行測量；；二、高壓開開關(guān)柜局放放實用檢測測技術(shù)電磁測量與與聲音測量量的對比電磁測量法法對脈沖的變變化速度比比較敏感感，比較適適合介質(zhì)內(nèi)內(nèi)部放電；；對放電頻譜譜較低的套套管、終端端、絕緣子子表面放電電不敏感；；易受外界電電磁干擾的的影響；能夠精確定定位，但分分辨率不高高，主要是是設(shè)備精度度限制；傳播過程衰衰減較??；；聲音測量法法對介質(zhì)類型型比較敏感感，適合檢檢測空氣介介質(zhì)放電；；比較適合檢檢測套管、、終端、絕絕緣子的表表面放電；；易受現(xiàn)場機機械振動的的干擾；定位精度受受內(nèi)部反射射、折射等等現(xiàn)象的影影響，但對對設(shè)備精度度要求較低低；傳播過程衰衰減大；二、高壓開開關(guān)柜局放放實用檢測測技術(shù)局部放電檢檢測策略單一的運用用某種檢測測方法，存存在著一定定局限性，，并不能全全面、客觀觀、真實的的反映被檢檢設(shè)備的運運行狀況，，有時甚至至出現(xiàn)誤判判斷。唯有綜合運運用不同的的檢測方法法，通過相相關(guān)軟件對對測試數(shù)據(jù)據(jù)進行專業(yè)業(yè)分析才能能做到對設(shè)設(shè)備運行狀狀況最客觀觀的評估，，從而做出出合理的決決策。二、高壓開開關(guān)柜局放放實用檢測測技術(shù)聲－電聯(lián)合合測試是開關(guān)柜局局部放電檢檢測的最佳選擇??！二、高壓開開關(guān)柜局放放實用檢測測技術(shù)沿面放電模模型瓷絕緣子表表面放電模模型開裂瓷絕緣緣子內(nèi)部放放電模型超聲波檢測測有效，電電磁檢測不不敏感；超聲波檢測測有效，電電磁檢測不不敏感；電磁法檢測測有效，超超聲波檢測測基本無信信號；三、高壓開開關(guān)柜局放放數(shù)據(jù)的分分析局部放電數(shù)數(shù)據(jù)分析技技術(shù)不是簡簡單地回答答“Yes”與“No”，其目標是是在海量數(shù)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)“異常者””，總結(jié)出指指導檢修的的普遍性規(guī)規(guī)律；三、高壓開開關(guān)柜局放放數(shù)據(jù)的分分析對高壓開關(guān)關(guān)柜局放數(shù)數(shù)據(jù)進行分分析，需要要遵循下列列基本原則則：基于任何檢檢測技術(shù)的的數(shù)據(jù)都是是有用的；；基于任何檢檢測技術(shù)的的數(shù)據(jù)都有有其局限性性；規(guī)律隱藏在在長期、連連續(xù)的測試試數(shù)據(jù)當中中；實施狀態(tài)檢檢修，既需需要充分利利用現(xiàn)有的的規(guī)律，更更需要對現(xiàn)現(xiàn)有規(guī)律的的持續(xù)完善善和補充；；三、高壓開開關(guān)柜局放放數(shù)據(jù)的分分析高壓開關(guān)柜柜局放數(shù)據(jù)據(jù)的常用分分析方法-統(tǒng)計診斷技技術(shù)：統(tǒng)計診斷技技術(shù)首先需需要開展廣廣泛的現(xiàn)場場測試，以以獲取足夠夠的統(tǒng)計樣樣本；根據(jù)企業(yè)的的具體條件件選擇合理理的正常設(shè)設(shè)備概率，，據(jù)此可以以大致判斷斷具體設(shè)備備的絕緣狀狀態(tài)；根據(jù)統(tǒng)計結(jié)結(jié)果給出的的設(shè)備狀態(tài)態(tài)判斷分析析結(jié)果并不不代表設(shè)備備必然故障障與否，僅僅屬于一種種可能性；；統(tǒng)計診斷技技術(shù)是一種種開放、循循環(huán)的過程程；三、高壓開開關(guān)柜局放放數(shù)據(jù)的分分析高壓開關(guān)柜柜局放數(shù)據(jù)據(jù)的常用分分析方法-趨勢分析技技術(shù)：假設(shè)條件：：電力設(shè)備的的絕緣劣化化是一種緩緩慢累積的的過程，突突發(fā)性的絕絕緣破壞不不適合趨勢勢分析法；；絕緣裂化判判據(jù)：三、高壓開開關(guān)柜局放放數(shù)據(jù)的分分析高壓開關(guān)柜柜局放數(shù)據(jù)據(jù)的常用分分析方法-趨勢分析技技術(shù)三、高壓開開關(guān)柜局放放數(shù)據(jù)的分分析高壓開關(guān)柜柜局放數(shù)據(jù)據(jù)的常用分分析方法-橫向分析技技術(shù)：考慮的可比比因素：A、B、C三相測試數(shù)數(shù)據(jù)的比較較；鄰近開關(guān)柜柜測試數(shù)據(jù)據(jù)的比較；；同型開關(guān)設(shè)設(shè)備測試數(shù)數(shù)據(jù)的比較較；三、高壓開開關(guān)柜局放放數(shù)據(jù)的分分析高壓開關(guān)柜柜局放數(shù)據(jù)據(jù)的常用分分析方法-橫向分析技技術(shù)：開關(guān)柜測試試數(shù)據(jù)分析方方法dB間隔號間隔1間隔2間隔3。。。。。。。。。。。。。。。。間隔n1020304050三、高壓開開關(guān)柜局放放數(shù)據(jù)的分分析UltraTEVPlus+測試信號強強度以數(shù)值值形式顯示示。測試儀器可可以顯示每每個周期的的PD脈沖數(shù)、嚴嚴重程度、、內(nèi)部放電電最大水平平。超聲波信號號既可以通通過數(shù)值顯顯示，也可可以通過耳耳機聽到。。四、測試儀儀器介紹UltraTEVPlus+判斷規(guī)則（（地電波模模式）背景值設(shè)備上的測試值(p)推斷所需采取的措施0～10dBP≤20dB未發(fā)現(xiàn)明顯的放電現(xiàn)象每3個月測試一次20＜P≤30dB檢測到一定程度的放電現(xiàn)象引起關(guān)注，需要跟蹤測試或用監(jiān)測儀進行在線監(jiān)測，觀察設(shè)備的放電趨勢。30＜P≤40dB檢測到較強的放電現(xiàn)象用定位儀進行定位，確定放電源的位置，對設(shè)備采取相應的措施?；蛴迷诰€監(jiān)測儀進行監(jiān)測，觀察放電趨勢。P＞40dB檢測到強烈的放電現(xiàn)象用定位儀進行定位，確定放電源的位置，對缺陷設(shè)備進行停電檢修四、測試儀儀器介紹UltraTEVPlus+判斷規(guī)則（（超聲波模模式）背景值設(shè)備上的測試值(p)推斷所需采取的措施0～5dBP≤7dB未發(fā)現(xiàn)明顯的放電現(xiàn)象每3個月測試一次7＜P≤10dB檢測到一定程度的放電現(xiàn)象引起關(guān)注，需要跟蹤測試，觀察設(shè)備的放電趨勢。10＜P≤30dB檢測到較強的放電現(xiàn)象用定位儀進行定位，確定放電源的位置，對設(shè)備采取相應的措施。或用在線監(jiān)測儀進行監(jiān)測，觀察放電趨勢。P＞30dB檢測到強烈的放電現(xiàn)象用定位儀進行定位，確定放電源的位置，對缺陷設(shè)備進行停電檢修四、測試儀儀器介紹PDL1計算放電脈脈沖到達兩兩個探頭的的不同時間間，并且輪輪流地顯示示與探頭相相關(guān)的局部部放電信息息，可對故故障進行精精確定位。?？膳c示波器器連接使用用，以判斷斷放電類型型。四、測試儀儀器介紹PDL1判斷規(guī)則（（地電波模模式）背景值設(shè)備上的測試值(p)推斷所需采取的措施0～10dBP≤20dB未發(fā)現(xiàn)明顯的放電現(xiàn)象每3個月測試一次20＜P≤30dB檢測到一定程度的放電現(xiàn)象引起關(guān)注，需要跟蹤測試或用監(jiān)測儀進行在線監(jiān)測，觀察設(shè)備的放電趨勢。30＜P≤40dB檢測到較強的放電現(xiàn)象用定位儀進行定位，確定放電源的位置，對設(shè)備采取相應的措施?；蛴迷诰€監(jiān)測儀進行監(jiān)測，觀察放電趨勢。P＞40dB檢測到強烈的放電現(xiàn)象用定位儀進行定位，確定放電源的位置，對缺陷設(shè)備進行停電檢修四、測試儀儀器介紹PDM03持續(xù)監(jiān)測局局部放電信信號，數(shù)據(jù)據(jù)可以儲存存兩個月4個天線可有有效屏蔽外外部干擾，，8個檢測探頭頭能全面檢檢測局放信信號并實現(xiàn)現(xiàn)定位數(shù)據(jù)可以在在個人計算算機上通過過標準電子子數(shù)據(jù)表分分析軟件包包分析，得得出短期局局部放電劇劇烈程度值值、每測量量循環(huán)周期期內(nèi)的脈沖沖數(shù)量等局局放參數(shù)四、測試儀儀器介紹自檢：用儀器配備的自檢源檢測各個通道現(xiàn)場布線：1、2、11、12為天線，距開關(guān)柜最好2.1m以上初始化設(shè)置：開關(guān)房位置、名稱、開關(guān)類型、時間、日期等連續(xù)監(jiān)測，數(shù)據(jù)分析PDM03工作模式四、測試儀儀器介紹開關(guān)柜前面天線1天線2天線11天線12傳感器PDM03探頭布置四、測試儀儀器介紹PDM03測量數(shù)據(jù)格格式（DATA.txt）儀器簡介四、測試儀儀器介紹PDM03局放判斷存在局放？短期局部放電劇烈程度值>0每測量循環(huán)周期內(nèi)的脈沖數(shù)量>0.05局部放電源位于開關(guān)裝置內(nèi)部四、測試儀儀器介紹便攜式多功能測量儀(UltraTEV)主要用來初判是否存在局放局部放電監(jiān)測儀(PDM03)主要實現(xiàn)對局放點定位實際工作中宜將二者結(jié)合使用儀器使用策策略四、測試儀儀器介紹五、現(xiàn)場測測試（1）空調(diào)調(diào)干擾測試中存在在的干擾干擾陳舊空調(diào)老化照明燈具現(xiàn)場電子儀器重負荷設(shè)備建筑電氣、汽車等五、現(xiàn)場測測試測量現(xiàn)場背背景噪音消除現(xiàn)場干干擾源記錄開關(guān)柜柜的銘牌參參數(shù)地電波模式式下，測量量開關(guān)柜的的地電波信信號，并記記錄測量數(shù)數(shù)據(jù)超聲波模式式下，測量量開關(guān)柜的的超聲波信信號，并記記錄測量數(shù)數(shù)據(jù)判斷開關(guān)柜柜是否存在在局放五、現(xiàn)場測測試測試步驟：：便攜式測試試儀超聲（（28dB）和TEV（25dB)信號均超標標。初步判判定遠景開開關(guān)房內(nèi)的的開關(guān)柜存存在局部放放電，用PDM03進一步連續(xù)續(xù)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)現(xiàn)還是存在在明顯的局局放信號。。這批開關(guān)柜柜為半封閉閉式SM6開關(guān)柜，結(jié)結(jié)構(gòu)較落后后，投運已已達10多年。另外外，運行人人員發(fā)現(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)場有臭氧氧味道，決決定把這幾幾臺開關(guān)柜柜停運。最后經(jīng)仔細細檢查，發(fā)發(fā)現(xiàn)這些開開關(guān)柜內(nèi)部部老化嚴重重，有明顯顯的銅銹和和污漬，可可能是引發(fā)發(fā)局放的原原因之一。。局放測試應應用(1)白云局遠景景開關(guān)房局局放測試五、現(xiàn)場測測試局放測試應應用(2)芳村紫香開開關(guān)房局放放測試超聲信號:15dB(5dB)TEV信號:25dB(0dB)五、現(xiàn)場測測試每個探測器器的短期局局部放電劇劇烈程度值值=0每測量循環(huán)環(huán)周期內(nèi)的的脈沖數(shù)量量=0依判據(jù)，不不存在明顯顯的局放信信號發(fā)現(xiàn)該開關(guān)關(guān)柜內(nèi)部外外絕緣老化化嚴重，電電極有明顯顯白色銹蝕蝕局放測試應應用五、現(xiàn)場測測試受環(huán)境潮濕濕影響，在在裸露導體體及絕緣交交接部分容容易發(fā)生凝凝露，繼