第4分冊 超聲波局部放電檢測細則（四川公司）

1、規(guī)章制度編號：國網（運檢/4）*-2016國家電網公司變電檢測管理通用細則第 4 分冊 超聲波局部放電檢測細則國家電網公司二一六年 X 月I目 錄前前 言言.II1 檢測條件檢測條件.11.1 環(huán)境要求.11.2 待測設備要求.11.3 人員要求.11.4 安全要求.11.5 檢測儀器要求.22 檢測準備檢測準備.23 檢測方法檢測方法.23.1 檢測原理圖.33.2 檢測步驟.33.3 檢測驗收.34 檢測數(shù)據分析和處理檢測數(shù)據分析和處理.35 檢測原始數(shù)據和記錄檢測原始數(shù)據和記錄.45.1 原始數(shù)據.45.2 檢測記錄.4附附錄錄A （規(guī)范性附錄）（規(guī)范性附錄） 超聲波局部放電檢測記錄超聲

2、波局部放電檢測記錄.5附附錄錄B （資料性附錄）（資料性附錄） 超聲測試典型圖譜超聲測試典型圖譜.6附附錄錄C （資料性附錄）（資料性附錄） 缺陷部位和缺陷類型判斷依據缺陷部位和缺陷類型判斷依據.15II前 言為進一步提升公司變電運檢管理水平，實現(xiàn)變電管理全公司、全過程、全方位標準化，國網運檢部組織 26 家省公司及中國電科院全面總結公司系統(tǒng)多年來變電設備運維檢修管理經驗，對現(xiàn)行各項管理規(guī)定進行提煉、整合、優(yōu)化和標準化，以各環(huán)節(jié)工作和專業(yè)分工為對象，編制了國家電網公司變電驗收、運維、檢測、評價、檢修管理通用細則和反事故措施（以下簡稱“五通一措”）。經反復征求意見，于 2016 年*月正式發(fā)布，

3、用于替代國網總部及省、市公司原有相關變電運檢管理規(guī)定，適用于公司系統(tǒng)各級單位。本細則是依據國家電網公司變電檢測管理通用細則編制的第 4 分冊超聲波局部放電檢測細則 ，適用于 35kV 及以上變電站氣體絕緣金屬封閉開關設備、GIL、罐式斷路器、金屬封閉式開關柜設備。本細則由國家電網公司運維檢修部負責歸口管理和解釋。本細則起草單位：*、*。本細則主要起草人：*、*。1超聲波局部放電檢測細則1檢測條件1.1環(huán)境要求a)檢測溫度宜在 1040C。b)空氣相對濕度不宜大于 90%，若在室外不應在有大風、雷、雨、霧、雪的環(huán)境下進行檢測。c)在檢測時應避免大型設備振動、人員頻繁走動等干擾源帶來的影響。d)通

4、過超聲波局部放電檢測儀器檢測到的背景噪聲幅值較小、無 50Hz/100Hz 頻率相關性（一個工頻周期出現(xiàn) 1 次/2 次放電） ，不會掩蓋可能存在的局部放電信號，不會對檢測造成干擾。1.2待測設備要求a)設備處于運行狀態(tài)。b)設備外殼清潔、無覆冰。c)運行設備上無各種外部作業(yè)。1.3人員要求進行電力設備超聲波局部放電帶電檢測的人員應具備如下條件：a)接受過超聲波局部放電帶電檢測培訓，熟悉超聲波局部放電檢測技術的基本原理、診斷分析方法，了解超聲波局部放電檢測儀器的工作原理、技術參數(shù)和性能，掌握超聲波局部放電檢測儀器的操作方法，具備現(xiàn)場檢測能力。b)了解被測設備的結構特點、工作原理、運行狀況和導致

5、設備故障的基本因素。c)具有一定的現(xiàn)場工作經驗，熟悉并能嚴格遵守電力生產和工作現(xiàn)場的相關安全管理規(guī)定。d)檢測當日身體狀況和精神狀況良好。1.4安全要求a)應嚴格執(zhí)行國家電網公司電力安全工作規(guī)程（變電部分） 的相關要求，填寫變電站第二種工作票。b)超聲波局部放電帶電檢測工作不得少于兩人。工作負責人應由有超聲波局部放電帶電檢測經驗的人員擔任，開始檢測前，工作負責人應向全體工作人員詳細布置檢測工作的各安全注意事項。c)檢測人員應避開設備防爆口或壓力釋放口。d)在進行檢測時，要防止誤碰、誤動設備。e)在進行檢測時，要保證人員、儀器與設備帶電部位保持足夠安全距離。f)防止傳感器墜落而誤碰設備。g)檢測

6、中應保持儀器使用的同軸電纜完全展開，收放同軸電纜時禁止隨意舞動，并避免同軸電纜外皮受到刮蹭。h)保證檢測儀器接地良好，避免人員觸電。2i)在使用傳感器進行檢測時，如果有明顯的感應電壓，應戴絕緣手套，避免手部直接接觸傳感器金屬部件。j)檢測現(xiàn)場出現(xiàn)異常情況時，應立即停止檢測工作并撤離現(xiàn)場。1.5檢測儀器要求超聲波局部放電檢測儀器一般由超聲波傳感器、前置信號放大器（可選） 、數(shù)據采集單元、數(shù)據處理單元等組成，為實現(xiàn)對高處目標的檢測，宜配備超聲波傳感器專用的絕緣支撐桿。1.5.1主要技術指標a)檢測頻率范圍：通常選用 20kHz 到 200kHz 之間的某個子頻段，典型的如 20kHz100kHz。

7、b)檢測靈敏度不低于-40dBmV。1.5.2功能要求a)宜具有“連續(xù)模式”、 “時域模式”、 “相位模式”、 “飛行模式”和“特征指數(shù)模式”，其中， “連續(xù)模式”能夠顯示信號幅值大小、50Hz/100Hz 頻率相關性， “時域模式”能夠顯示信號幅值大小及信號波形， “相位模式”能夠反映超聲波信號相位分布情況， “飛行模式”能夠反映自由微粒運動軌跡，“特征指數(shù)模式”能夠反映超聲波信號發(fā)生時間間隔。b)應可記錄背景噪聲并與檢測信號實時比較。c)應可設定報警閾值。d)應具有放大倍數(shù)調節(jié)功能，并在儀器上直觀顯示放大倍數(shù)大小。e)應具備抗外部干擾的功能。f)應可將測試數(shù)據存儲于本機并導出至電腦。g)若

8、采用可充電電池供電，充電電壓為 220V、頻率為 50Hz，充滿電單次連續(xù)使用時間不低于4 小時。h)宜采用外施電源進行同步，從而在“相位模式”下對檢測信號進行觀察和分析。i)應可進行時域與頻域的轉換。j)宜具備檢測圖譜顯示功能。提供局部放電信號的幅值、相位、放電頻次等信息中的一種或幾種，并可采用波形圖、趨勢圖等譜圖中的一種或幾種進行展示。k)宜具備放電類型識別功能。具備模式識別功能的儀器應能判斷設備中的典型局部放電類型（自由金屬微粒放電、懸浮電位放電、沿面放電、絕緣內部氣隙放電、金屬尖端放電等） ，或給出各類局部放電發(fā)生的可能性，診斷結果應當簡單明確。2檢測準備a)檢測前，應了解被測設備數(shù)量

9、、型號、制造廠家、安裝日期等信息以及運行情況。b)配備與檢測工作相符的圖紙、上次的檢測記錄、標準化作業(yè)工藝卡。c)現(xiàn)場具備安全可靠的獨立電源。d)檢查環(huán)境、人員、儀器、設備、工作區(qū)域滿足檢測條件。e)按國家電網公司安全生產管理規(guī)定辦理工作許可手續(xù)。33檢測方法3.1檢測原理圖圖 1 超聲波局部放電檢測原理圖3.2檢測步驟a)檢查儀器完整性，按照儀器說明書連接檢測儀器各部件，將檢測儀器正確接地后開機。b)開機后，運行檢測軟件，檢查界面顯示、模式切換是否正常穩(wěn)定。c)進行儀器自檢，確認超聲波傳感器和檢測通道工作正常。d)若具備該功能，設置變電站名稱、設備名稱、檢測位置并做好標注。e)將檢測儀器調至

10、最小量程，傳感器懸浮于空氣中，測量空間背景噪聲并記錄，根據現(xiàn)場噪聲水平設定信號檢測閾值。f)將檢測點選取于斷路器斷口處、隔離開關、接地開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器、導體連接部件，檢測前應將傳感器貼合的殼體外表面擦拭干凈，檢測點間隔應小于檢測儀器的有效檢測范圍。g)在超聲波傳感器檢測面均勻涂抹專用檢測耦合劑，施加適當壓力緊貼于殼體外表面以盡量減小信號衰減，檢測時傳感器應與被試殼體保持相對靜止，對于高處設備，例如某些GIS母線氣室，可用配套絕緣支撐桿支撐傳感器緊貼殼體外表面進行檢測，但須確保傳感器與設備帶電部位有足夠的安全距離。h)在顯示界面觀察檢測到的信號，觀察時間不低于15秒，如果發(fā)現(xiàn)

11、信號無異常，幅值和50Hz/100Hz頻率相關性較低，則保存數(shù)據，繼續(xù)下一點檢測。i)如果發(fā)現(xiàn)信號異常，則在該氣室進行多點檢測，延長檢測時間并記錄多組數(shù)據進行幅值對比和趨勢分析，為準確進行相位相關性分析，可從設備本體引出同步信號至檢測儀器。j)填寫設備檢測數(shù)據記錄表（附錄A） ，對于存在異常的氣室，應附檢測圖片和缺陷分析。3.3檢測驗收a)檢查檢測數(shù)據是否準確、完整。b)將工作現(xiàn)場恢復至檢測前狀態(tài)。4檢測數(shù)據分析和處理4根據連續(xù)圖譜、時域圖譜和相位圖譜特征判斷測量信號是否具備 50Hz/100Hz 相關性。若具備，說明存在局部放電，繼續(xù)如下分析和處理：a)同一類設備局部放電信號的橫向對比，相似

12、設備在相似環(huán)境下檢測得到的局部放電信號，其測試幅值和測試圖譜應比較相似，例如對同一GIS間隔A、B、C三相斷路器氣室同一位置的局部放電圖譜對比，可以幫助判斷是否有放電。b)同一設備歷史數(shù)據的縱向對比，通過在較長的時間內多次測量同一設備的局部放電信號，可以跟蹤設備的絕緣狀態(tài)劣化趨勢，如果測量值有明顯增大，或出現(xiàn)典型局部放電圖譜，可判斷此測試部位存在異常，典型放電圖譜參見附錄B。c)若檢測到異常信號，可借助其它檢測儀器（如特高頻局部放電檢測儀、示波器、頻譜分析儀以及SF6分解物檢測分析儀） ，對異常信號進行綜合分析，并判斷放電的類型，根據不同的判據對被測設備進行危險性評估。在條件具備時，利用聲聲定

13、位/聲電定位等方法，根據不同布置位置傳感器檢測信號的強度變化規(guī)律和時延規(guī)律來確定缺陷部位，以GIS檢測為例，一般先確定缺陷位于的氣室，再精確定位到高壓導體/殼體等部位。同時進行缺陷類型識別，可以根據超聲波檢測信號的50Hz/100Hz頻率相關性、信號幅值水平以及信號的相位關系，進行缺陷類型識別，具體分析方法見附錄C。5檢測原始數(shù)據和記錄5.1原始數(shù)據在檢測過程中，應隨時保存超聲波局放檢測原始數(shù)據，若檢測儀器數(shù)據可導出，存放方式如下：a)建立一級文件夾，文件夾名稱：變電站名檢測日期。b)建立二級文件夾，文件夾名稱：調度號（如：111、14-9、224-9） 。當被檢測間隔三相分倉時，需分相建立文

14、件夾，文件夾名稱：調度號+相別（如 111A、111B、111C） 。c)文件名：被測氣室編號+被測部位。d)當檢測到異常時，需對該間隔上的所有氣室進行檢測并分別建立文件夾，文件夾名稱：調度號相別（A、B、C）被測氣室編號。5.2檢測記錄檢測工作完成后，應在 5 個工作日內完成檢測記錄整理并錄入 PMS 系統(tǒng)，記錄格式見附錄 A。5附錄A（規(guī)范性附錄）超聲波局部放電檢測記錄A.1超聲波局部放電檢測記錄表 A.1 超聲波局部放電檢測記錄一、基本信息一、基本信息變電站委托單位試驗單位試驗性質試驗日期試驗人員試驗地點報告日期報告人審核人批準人試驗天氣溫度（）濕度（%）二、設備銘牌二、設備銘牌運行編號

15、生產廠家額定電壓投運日期出廠日期出廠編號設備型號三、檢測數(shù)據三、檢測數(shù)據序號檢測位置圖譜文件備注1圖譜2圖譜3圖譜4圖譜5圖譜6圖譜7圖譜8圖譜9圖譜10圖譜特征分析檢測儀器檢測結論備注6附錄B（資料性附錄）超聲測試典型圖譜B.1某 550kV GIS絕緣支柱絕緣子上放電某GIS絕緣支柱絕緣子上放電信號圖見圖B.1，解體后放電痕跡見圖B.2。圖 B.1 GIS 絕緣支柱絕緣子上放電信號圖圖 B.2 GIS 絕緣支柱絕緣子上放電痕跡分析：在絕緣支柱絕緣子附近，測量到的信號約為10mV20mV之間，不是很穩(wěn)定，50Hz相關性較大，100Hz相關性也出現(xiàn)，并且也不穩(wěn)定。解體后發(fā)現(xiàn)表面有明顯的電樹。B

16、.2某 550kV GIS斷路器屏蔽罩松動某550kV GIS斷路器屏蔽罩松動引發(fā)的放電信號圖見圖B.3，解體后放電痕跡見圖B.4。圖 B.3 斷路器屏蔽罩松動放電信號圖7圖 B.4 GIS 斷路器屏蔽罩松動放電痕跡分析：從相位圖譜中可看出信號在50mV左右，呈現(xiàn)典型的100Hz相位相關性，判斷為屏蔽松動，形成懸浮電位放電。解體后發(fā)現(xiàn)明顯的放電灼燒痕跡。B.3363kV GIS母線筒罐體上的顆粒某363kV GIS母線筒罐體上的顆粒引發(fā)的信號圖見圖B.5，解體后放電痕跡見圖B.6，解體后顆粒痕跡見圖B.7。圖 B.5 GIS 母線筒罐體上的顆粒信號圖圖 B.6 GIS 母線筒罐體上的顆粒放電位

17、置圖 B.7 GIS 母線筒罐體上的顆粒痕跡8分析：在母線氣室手孔附近測得信號超過100mV，底部也有信號。50Hz和100Hz相關性都出現(xiàn)，且數(shù)值相差不多。解體后發(fā)現(xiàn)手孔和殼體底部都有雜質。B.4252kV GIS支撐絕緣子上的放電某252kV GIS支撐絕緣子上的放電引發(fā)的信號圖見圖B.8，解體后放電痕跡見圖B.9及圖B.10。圖 B.8 GIS 支撐絕緣子上的放電信號圖圖 B.9 GIS 支撐絕緣子上的顆粒放電痕跡 1圖 B.10 GIS 支撐絕緣子上的顆粒放電痕跡 2分析：信號達到了500mV，呈現(xiàn)了明顯的100Hz相位相關性。解體后在導電環(huán)周圍發(fā)現(xiàn)明顯的放電痕跡。B.5252kV G

18、IS母線上的毛刺放電某252kV GIS母線上的毛刺放電引發(fā)的信號圖見圖B.11。9圖 B.11 GIS 母線上的毛刺放電信號圖分析：信號大小約為2mV左右，出現(xiàn)了50Hz相關信號。從相位圖上可明顯的看出在負半周放電的信號特性。解體后發(fā)現(xiàn)有微小顆粒形成的毛刺附著在導體上。B.6252kV GIS CT室內導電桿接觸不良某252kV GIS CT室內導電桿接觸不良引發(fā)的信號圖見圖B.12，解體后放電痕跡見圖B.13。圖 B.12 GIS CT 室內導電桿接觸不良放電信號圖圖 B.13 GIS CT 室內導電桿接觸不良痕跡分析：信號的峰值達到20mV，并且100Hz相關性極強，50Hz相關性基本沒

19、有，相位圖也呈現(xiàn)典型的100Hz相位相關性。判斷CT內部出現(xiàn)懸浮電位故障。現(xiàn)場偶爾能聽到異音。解體后發(fā)現(xiàn)CT的電極沒能完全進入適配孔中，氣室中可見明顯的SF6氣體放電分解物。B.7252kV GIS斷路器氣室屏蔽罩松動某252kV GIS斷路器氣室屏蔽罩松動引發(fā)的信號圖見圖B.14。10圖 B.14 GIS 斷路器氣室屏蔽罩松動放電信號圖分析：信號峰值為6mV左右，呈現(xiàn)有100Hz相關性。判斷為該氣室中心導體可能有屏蔽松動現(xiàn)象。解體后發(fā)現(xiàn)斷路器屏蔽罩松動。B.8126kV GIS隔離開關氣室放電某126kV GIS隔離開關氣室放電引發(fā)的信號圖見圖B.15。圖 B.15 GIS 隔離開關氣室放電

20、信號圖分析：放電信號非常大，峰值達到1000mV左右，從相位圖可看出明顯的50Hz相關性。判斷為該氣室有嚴重局部放電，立即停電處理，解體后發(fā)現(xiàn)隔離開關樁頭嚴重燒損。B.9126kV GIS屏蔽松動某126kV GIS屏蔽松動引發(fā)的信號圖見圖B.16，解體后放電痕跡見圖B.17。圖 B.16 GIS 屏蔽松動放電信號圖11圖 B.17 GIS 屏蔽松動放電痕跡分析：在母線筒信號峰值達到40mV，100Hz相關性很強，根據結構分析可能是連接件松動。解體打開后發(fā)現(xiàn)連接錐體的彈簧沒有壓緊。B.10126kV GIS 三相共體CT屏蔽松動某126kV GIS 三相共體CT屏蔽松動引發(fā)的信號圖見圖B.18

21、。圖 B.18 GIS 三相共體 CT 屏蔽松動放電信號圖分析：呈現(xiàn)典型的懸浮電位故障，判斷認為是CT內部某部件的松動引發(fā)的放電，解體后檢查發(fā)現(xiàn)繞組間絕緣板松動。B.11126kV GIS CT缺失螺母某126kV GIS CT缺失螺母引發(fā)的信號圖見圖B.19，解體后放電痕跡見圖B.20。圖 B.19 GIS CT 缺失螺母放電信號圖12圖 B.20 GIS CT 缺失螺母放電痕跡分析：信號達200mV,100Hz相關性很強，判斷有懸浮電位故障。解體打開后發(fā)現(xiàn)丟失一個螺母，緊固后恢復正常。B.12部分實驗室模擬試驗實驗室條件下模擬的部分典型缺陷信號圖見圖B.21B.27。圖 B.21 單個金屬

22、球狀顆粒放電信號圖圖 B.22 單個絲狀金屬顆粒放電信號13圖 B.23 綁在導體上的長 2cm 的細銅線模擬尖峰放電信號圖 B.24 毛刺放電的典型圖譜圖 B.25 自由顆粒放電的典型圖譜圖 B.26 電位懸浮放電的典型圖譜14圖 B.27 機械振動放電的典型圖譜15附錄C（資料性附錄）缺陷部位和缺陷類型判斷依據C.1缺陷部位判斷依據多傳感器定位利用時延方法實現(xiàn)空間定位。在疑似故障部位利用多個傳感器同時測量，并以信號首先到達的傳感器作為觸發(fā)信號源，就可以得到超聲波從放電源至各個傳感器的傳播時間，再根據超聲波在設備媒質中的傳播速度和方向，就可以確定放電源的空間位置。單傳感器定位移動傳感器，測試

23、氣室不同的部位，找到信號的最大點，對應的位置即為缺陷點。通過兩種方法判斷缺陷在罐體或中心導體上。方法一，通過調整測量頻帶的方法，將帶通濾波器測量頻率從 100kHz 減小到 50kHz，如果信號幅值明顯減小，則缺陷位置應在殼體上；信號水平基本不變，則缺陷位置應在中心導體上。方法二，如果信號水平的最大值在罐體表面周線方向的較大范圍出現(xiàn)，則缺陷位置應在中心導體上；如果最大值在一個特定點出現(xiàn)，則缺陷位置應在殼體上。C.2缺陷類型判斷依據缺陷類型判斷依據見表 C.1。表 C.1 缺陷類型判斷依據缺陷類型判斷依據自由微粒缺陷電暈放電懸浮電位信號水平高低高峰值/有效值高低高50Hz 頻率相關性無高低100Hz 頻率相關性無低高相位關系無有有注：局部放電信號 50Hz 相關性（50Hz