電力變壓器檢測(cè)技術(shù)研究設(shè)計(jì)(共43頁(yè))

1、PAGE PAGE 53 畢業(yè)設(shè)計(jì)(b y sh j)（論文）題 目：電力變壓器檢測(cè)技術(shù)研究(ynji)設(shè)計(jì)摘要(zhiyo) 局部放電測(cè)量是目前測(cè)試電力設(shè)備特性、發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部缺陷、預(yù)防設(shè)備故障的一種非常有效的手段。為滿足現(xiàn)代電力企業(yè)的需求，超高頻法、超聲波法、油色譜法等許多局部放電在線檢測(cè)技術(shù)得以發(fā)展，并在現(xiàn)實(shí)中得到應(yīng)用。本文介紹了北京市電力公司主變壓器局部放電在線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研究(ynji)，對(duì)局部放電的測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了分析，積累了大量數(shù)據(jù)、樣本和經(jīng)驗(yàn)，給出了技術(shù)應(yīng)用的兩個(gè)典型案例，介紹了DMS超高頻和TECHIMP高頻兩種先進(jìn)技術(shù)方法的典型典型圖譜。建立多種局部放電在線檢測(cè)方法合理搭配的

2、聯(lián)合診斷方法，為未來(lái)電力設(shè)備在線檢測(cè)方法發(fā)展提供指導(dǎo)。關(guān)鍵詞: 變壓器， 局部放電， 在線(zi xin)檢測(cè) ，高頻， 超高頻目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc293558846 第一章引言 HYPERLINK l _Toc293558847 1.1選題背景和意義 HYPERLINK l _Toc293558848 1.2文獻(xiàn)綜述 HYPERLINK l _Toc293558849 1.3本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 HYPERLINK l _Toc293558850 第二章局部放電與變壓器局部放電的測(cè)量 HYPERLINK l _Toc293558851

3、2.1局部放電概述 HYPERLINK l _Toc293558852 2.2變壓器局部放電測(cè)量方法 HYPERLINK l _Toc293558853 第三章北京市電力公司局部放電在線檢測(cè)技術(shù) HYPERLINK l _Toc293558854 3.1空間電磁波頻譜測(cè)試技術(shù) HYPERLINK l _Toc293558855 3.2 POCheck高頻局放監(jiān)測(cè)技術(shù) HYPERLINK l _Toc293558856 3.3地電波(din b)局放監(jiān)測(cè)技術(shù) HYPERLINK l _Toc293558857 3.4超聲波局放監(jiān)測(cè)技術(shù) HYPERLINK l _Toc293558858 3.5

4、OWTS振蕩波局放監(jiān)測(cè)技術(shù) HYPERLINK l _Toc293558859 3.6高速(o s)示波器精確定位技術(shù) HYPERLINK l _Toc293558860 3.7超高頻局放監(jiān)測(cè)技術(shù) HYPERLINK l _Toc293558861 3.8油色譜分析(s p fn x)技術(shù) HYPERLINK l _Toc293558862 3.9氣體分析技術(shù) HYPERLINK l _Toc293558863 第四章局部放電聯(lián)合診斷技術(shù) HYPERLINK l _Toc293558864 4.1聯(lián)合診斷技術(shù)原理 HYPERLINK l _Toc293558865 4.2典型圖譜的實(shí)測(cè)比對(duì) H

5、YPERLINK l _Toc293558866 4.3聯(lián)合診斷技術(shù)的確立 HYPERLINK l _Toc293558867 第五章典型案例 HYPERLINK l _Toc293558868 5.1案例 HYPERLINK l _Toc293558869 第六章結(jié)論 HYPERLINK l _Toc293558870 參考文獻(xiàn) HYPERLINK l _Toc293558871 致謝第一章引言(ynyn)1.1選題背景(bijng)和意義隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，針對(duì)電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的要求越來(lái)越高，而電力變壓器是電力系統(tǒng)的樞紐設(shè)備，其運(yùn)行的可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。對(duì)實(shí)際故障的統(tǒng)計(jì)分

6、析表明，絕緣故障是影響變壓器正常運(yùn)行的主要原因，而局部放電是造成變壓器絕緣劣化的主要原因。它既是絕緣缺陷(quxin)的預(yù)兆，又是其發(fā)展的產(chǎn)物。目前國(guó)內(nèi)的局放試驗(yàn)多在離線狀態(tài)下進(jìn)行，此時(shí)變壓器已經(jīng)脫離電網(wǎng)及外界干擾，測(cè)量較容易。但離線狀態(tài)下，設(shè)備處于“冷狀態(tài)”，外界的電磁場(chǎng)、發(fā)熱、機(jī)械振動(dòng)等環(huán)境影響都與實(shí)際運(yùn)行時(shí)不同，所測(cè)數(shù)據(jù)也有一定偏差，因此有必要進(jìn)行局放在線檢測(cè)。同時(shí)，在線檢測(cè)時(shí)試品不用承受高于額定值的過(guò)電壓，不會(huì)影響被試設(shè)備，屬于非破壞性試驗(yàn)。此外，帶電檢測(cè)可以在不影響設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，隨時(shí)測(cè)量或監(jiān)測(cè)設(shè)備的“健康狀態(tài)”，使管理者對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)心中有數(shù)，也便于科學(xué)合理地安排設(shè)備檢修周期

7、及檢修項(xiàng)目，使維修更換時(shí)有的放矢，不僅大量縮減檢修時(shí)間及相應(yīng)人力物力財(cái)力消耗，也使企業(yè)管理水平上升到一個(gè)新的層面，實(shí)現(xiàn)對(duì)在役設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)和數(shù)字化管理。電力設(shè)備綜合監(jiān)測(cè)、分析、診斷一直是電力部門期待解決的問(wèn)題。傳感技術(shù)、信號(hào)檢測(cè)處理技術(shù)及診斷技術(shù)的發(fā)展，為建立電力變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供了技術(shù)基礎(chǔ)，變壓器運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累為絕緣診斷提供了依據(jù)。本課題期望能夠引進(jìn)、消化、吸收國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合北京市電力公司設(shè)備的實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)北京市電力公司自己特色的主變壓器局部放電在線檢測(cè)實(shí)施方法和分析判斷方法。1.2文獻(xiàn)(wnxin)綜述局部放電檢測(cè)是以發(fā)生局部放電時(shí)產(chǎn)生的電光聲等現(xiàn)象為依據(jù)，來(lái)判

8、斷局部放電的狀態(tài)，包括(boku)定位和放電的程度。其檢測(cè)方法有脈沖電流法、超聲波檢測(cè)法、光測(cè)法、化學(xué)檢測(cè)法等多種檢測(cè)方法。l、脈沖電流法脈沖電流法通過(guò)檢測(cè)阻抗或電流傳感器，檢測(cè)變壓器套管末屏接地線、外殼接地線、中性點(diǎn)接地線、鐵心接地線以及繞組中由于局部放電引起的脈沖電流，獲得視在放電量。脈沖電流法是研究最早、應(yīng)用最廣泛的一種檢測(cè)方法，IEC 60270為IEC正式公布的局部放電測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)變壓器局部放電用的電流傳感器通常由羅戈夫斯基線圈制成。電流傳感器按頻帶可分為窄帶和寬帶兩種，窄帶傳感器帶寬一般在10kHz左右，中心頻率在20-30kHz之間或更高;寬帶傳感器帶寬為100kHz左右，中心

9、頻率在200-400kHz之間。脈沖電流法通常被用于變壓器出廠試驗(yàn)以及力其他離線測(cè)試中，其離線測(cè)量靈敏度高，而且可以測(cè)量視在放電量。脈沖電流法的缺點(diǎn)(qudin)在于:由于運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)干擾嚴(yán)重，導(dǎo)致脈沖電流法無(wú)法有效應(yīng)用于在線監(jiān)測(cè);對(duì)于變壓器這類具有繞組結(jié)構(gòu)的設(shè)備，由于局部放電在繞組內(nèi)的傳播導(dǎo)致脈沖電流法在標(biāo)定時(shí)產(chǎn)生很大的誤差;當(dāng)試樣的電容量較大時(shí)，受藕合電容的限制，測(cè)試儀器的測(cè)量靈敏度受到一定限制;測(cè)量頻率低，頻帶窄，包含的信息量少。2、超聲波法用固定在變壓器油箱壁上的超聲波傳感器可以接受到局部放電產(chǎn)生的超聲波，由此來(lái)檢測(cè)局部放電的大小和位置。由于此方法受電氣干擾的影響比較小以及它在局部放電定位

10、中的作用，人們對(duì)超聲波的研究比較深入。局部放電產(chǎn)生的聲波頻率范圍分布很廣，一直延伸到超聲波頻率，而現(xiàn)場(chǎng)中的環(huán)境干擾(如運(yùn)行中變壓器的勵(lì)磁噪聲、散熱器風(fēng)扇、冷卻器、潛油泵的噪聲、循環(huán)油噪聲等)的頻率大多為聲頻。因此，選擇局部放電的超聲頻段進(jìn)行檢測(cè)容易避開(kāi)干擾的影響，選用的頻率范圍一般為70-150kHz，目的是為了避開(kāi)鐵心的磁噪聲和變壓器的機(jī)械振動(dòng)噪聲。很早以前人們就用局部放電發(fā)生的聲波和超聲波來(lái)檢測(cè)放電的位置，但由于靈敏度很低，在局部放電測(cè)試中很少使用。近年來(lái)，由于換能元件靈敏度的提高和低噪聲的集成元件放大器的應(yīng)用，大大提高了超聲波測(cè)量的靈敏度。再加上設(shè)計(jì)好的超聲波探測(cè)儀器可以很好地消除干擾，

11、能有效確定局部放電的部位。超聲檢測(cè)主要用于定性地?cái)嗑址判盘?hào)的有無(wú)，以及結(jié)合脈沖電流法或直接利用超聲信號(hào)對(duì)局放源進(jìn)行物理定位。在電力變壓器的離線和在線檢測(cè)中，它是主要的輔助測(cè)量手段。3、DGA法(氣相色譜法)當(dāng)變壓器中發(fā)生局部放電(fng din)時(shí)，各種絕緣材料發(fā)生分解破壞，產(chǎn)生新的生成物，通過(guò)檢測(cè)氣體生成物的組成和濃度，可以判斷局部放電的狀態(tài)。目前，該方法廣泛應(yīng)用于變壓器，分析各種氣體的組成和濃度可確定故障類型和故障程度。IEC為此特意制定了三比值法的推薦標(biāo)準(zhǔn)。該方法目前已廣泛應(yīng)用于變壓器的在線故障診斷中，并且建立起模式識(shí)別系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)識(shí)別，是當(dāng)前在變壓器局放檢測(cè)領(lǐng)域非常有效的方法。

12、該方法的優(yōu)點(diǎn)是不受外界電磁干擾的影響，準(zhǔn)確度較高。但是DGA法具有兩個(gè)缺點(diǎn):油氣分析是一個(gè)長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)過(guò)程，因而無(wú)法發(fā)現(xiàn)突發(fā)性故障;該方法無(wú)法進(jìn)行故障定位。4、紅外熱像法它是利用變壓器內(nèi)部局部(jb)放電產(chǎn)生的電熱能量轉(zhuǎn)換來(lái)檢測(cè)局部放電區(qū)域的溫度變化。優(yōu)點(diǎn)是使用方便，結(jié)果直觀。缺點(diǎn)是當(dāng)故障點(diǎn)處于變壓器深處時(shí)，檢測(cè)不到。用于定性測(cè)量有其一定意義，但用于定量研究還存在困難。目前多用于套管的檢測(cè)。5、RIV法(無(wú)線電干擾(gnro)測(cè)量法)局部放電會(huì)產(chǎn)生無(wú)線電干擾的現(xiàn)象很早就被人們所認(rèn)識(shí)。例如人們常采用無(wú)線電電壓干擾儀來(lái)檢測(cè)由于局放對(duì)無(wú)線電通訊和無(wú)線電控制(kngzh)的干擾，并已制定了測(cè)量方法的標(biāo)準(zhǔn)

13、。用RIV表來(lái)檢測(cè)局放的測(cè)量線路與脈沖電流直測(cè)法的測(cè)量電路相似。此外，還可以利用一個(gè)接收線圈來(lái)接收由于局放而發(fā)出的電磁波，對(duì)于不同測(cè)試對(duì)象和不同的環(huán)境條件，選頻放大器可以選擇不同的中心頻率(從幾萬(wàn)赫茲到幾十萬(wàn)赫茲)，以獲得最大的信噪比。這種方法已被用于檢查電機(jī)線棒和沒(méi)有屏蔽層的長(zhǎng)電纜的局放部位。6、光測(cè)法光測(cè)法利用局放產(chǎn)生的光輻射進(jìn)行檢測(cè)。在變壓器油中，各種放電發(fā)出(fch)的光波長(zhǎng)不同，研究表明通常在500700nm之間。在實(shí)驗(yàn)室利用光測(cè)法來(lái)分析局放特征及絕緣劣化等方面已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，但是由于光測(cè)法設(shè)備復(fù)雜昂貴、靈敏度低，且需要被檢測(cè)物質(zhì)對(duì)光是透明的，因而在實(shí)際中無(wú)法應(yīng)用。7、射頻檢測(cè)法

14、利用羅果夫斯基線圈從變壓器中性點(diǎn)處測(cè)取信號(hào)，測(cè)量的信號(hào)頻率可以達(dá)到3萬(wàn)千赫茲，大大提高了局放的測(cè)量頻率，同時(shí)測(cè)試系統(tǒng)安裝方便，檢測(cè)設(shè)備不改變電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式。但對(duì)于三相電力變壓器，得到的信號(hào)是三相局放信號(hào)的總和，無(wú)法進(jìn)行分辨，且信號(hào)易受外界干擾。隨著數(shù)字濾波技術(shù)的發(fā)展，射頻檢測(cè)法在局放在線檢測(cè)中得到了較廣泛的應(yīng)用。8、超高頻法局部放電超高頻檢測(cè)是通過(guò)超高頻傳感器接收變壓器內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的超高頻電磁波，實(shí)現(xiàn)局部放電的檢測(cè)，并實(shí)現(xiàn)抗干擾。變壓器每一次局部放電都發(fā)生正負(fù)電荷的中和，伴隨有一個(gè)很陡的電流脈沖，并向周圍輻射電磁波。根據(jù)已經(jīng)取得的結(jié)論:局部放電所輻射的電磁波的頻譜特性與局部放電源的幾何

15、形狀以及放電間隙的絕緣強(qiáng)度有關(guān)。當(dāng)放電間隙比較小，且放電間隙的絕緣強(qiáng)度比較高時(shí)，放電過(guò)程的時(shí)間比較短，電流脈沖的陡度比較大，輻射的電磁波超高頻分量比較豐富。目前已經(jīng)證實(shí):變壓器內(nèi)部局部放電確實(shí)能激發(fā)出很高頻率的電磁波，最高可達(dá)數(shù)1GHz。傳統(tǒng)的局部放電檢測(cè)方法，測(cè)量頻率低，易受外界干擾。通常超高頻檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)頻帶是500一1500MHz，而實(shí)測(cè)表明，現(xiàn)場(chǎng)噪聲通常低于400MHz，可最大限度避開(kāi)(b ki)干擾。同時(shí)，由于檢測(cè)頻帶寬，具有較高的靈敏度。另外，與其它方法不同，超高頻法測(cè)得的波形更加符合實(shí)際的放電波形，可以較全面的研究變壓器內(nèi)部局部放電的本質(zhì)特征。其缺點(diǎn)是超高頻法體外檢測(cè)靈敏度低，

16、體內(nèi)檢測(cè)預(yù)置超高頻傳感器要廠家配合;此外，難以進(jìn)行標(biāo)定是阻礙超高頻技術(shù)應(yīng)用的最大障礙。局部放電超高頻檢測(cè)技術(shù)近年來(lái)得到了較快的發(fā)展，在以GIS為代表的電力設(shè)備中得到了成功的應(yīng)用。由于GIS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，超高頻檢測(cè)GIS局部放電已成功地應(yīng)用多年。局部放電信號(hào)在GIS中是以TEM波和TE波、TM波的形式傳播的，GIS的同軸結(jié)構(gòu)相當(dāng)于導(dǎo)引電磁波的波導(dǎo)管，TE波與TM波在其中傳播的截止頻率取決于G工S的結(jié)構(gòu)尺寸，同時(shí)由于間隔的作用，一個(gè)GIS系統(tǒng)如同一系列的諧振腔，諧振腔中信號(hào)傳播損耗小，信號(hào)傳播時(shí)間長(zhǎng)，通常一個(gè)納秒級(jí)的局部放電信號(hào)可以持續(xù)I0mS以上，有利于檢測(cè)。對(duì)變壓器而言，局部放電通常發(fā)生在變壓器

17、內(nèi)的油一隔板絕緣中，由于絕緣結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，電磁波在其中傳播會(huì)發(fā)生多次折返射及衰減。同時(shí)，變壓器內(nèi)箱壁也會(huì)對(duì)電磁波的傳播帶來(lái)不利影響，這就大大增加了檢測(cè)的難度(nd)。因此，變壓器局部放電超高頻檢測(cè)技術(shù)的研究還處于起步階段。國(guó)外方面，荷蘭KEMA實(shí)驗(yàn)室的RutgerS等人在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)變壓器局部放電超高頻檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了初步研究。研究結(jié)果表明:油中放電上升沿很陡，脈沖寬度多為納秒級(jí)，能激起IGHz以上的超高頻電磁波。他們還在實(shí)驗(yàn)室中檢測(cè)到了幾種缺陷放電的超高頻信號(hào)，并研制了300-1200MHZ的超高頻天線運(yùn)用于實(shí)際變壓器中。他們將天線插入變壓器放油閥中，天線面與油箱壁在同一平面上，所測(cè)得的信號(hào)通過(guò)

18、一個(gè)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)從變壓器導(dǎo)出并送入檢測(cè)裝置，這樣電磁波到達(dá)傳感器時(shí)衰減較少;同時(shí)，波導(dǎo)結(jié)構(gòu)有利于電磁波的無(wú)損傳播，從而提高了超高頻法的檢測(cè)靈敏度(可達(dá)到10pC)。英國(guó)Strathclyde大學(xué)的Judd等人在GIS超高頻檢測(cè)研究的基礎(chǔ)上，也對(duì)變壓器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。傳感器為盤式的電容禍合器 (disccoupler)，在變壓器頂部靠近高壓(goy)側(cè)的箱體上開(kāi)一介質(zhì)窗，傳感器通過(guò)介質(zhì)窗提取局部放電信號(hào)，送入頻譜分析儀，選取最優(yōu)頻率后，使用頻譜儀的POW (pointonwave)模式進(jìn)行分析，取得了一定的成果。此外他們還使用最小路徑法對(duì)變壓器局部放電的定位進(jìn)行了探討，他們最主要

19、的貢獻(xiàn)是發(fā)明了一系列超高頻天線的標(biāo)定計(jì)算方法，為以后超高頻法測(cè)量局部放電的標(biāo)準(zhǔn)化奠定了一定的基礎(chǔ)。此外，法國(guó)ALSTOM輸配電研究中心的K.Raja等人在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究了各種典型局部放電模型的超高頻特性，發(fā)明了能夠選擇干擾最小的頻段進(jìn)行檢測(cè)的 ZeroSpan超高頻局部放電檢測(cè)方法，并據(jù)此建立了模式識(shí)別方法。國(guó)內(nèi)方面，西安交通大學(xué)王國(guó)利等人在變壓器的超高頻局部放電檢測(cè)方面作了許多工作，建立了檢測(cè)頻帶可調(diào)的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)系統(tǒng)及局部放電自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，思路和方法與國(guó)外幾家基本相同。清華大學(xué)則試圖通過(guò)在變壓器內(nèi)部引出線的附近(fjn)安置UHF天線的方法來(lái)測(cè)量變壓器的內(nèi)部放電，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行了研究。第二章局

20、部放電(fng din)與變壓器局部放電的測(cè)量2.1局部(jb)放電概述1、局部放電的定義根據(jù)GB/T7354-2006局部放電測(cè)量中的定義，局部放電是指導(dǎo)體間絕緣僅被部分橋接的電氣放電，這種放電可以在導(dǎo)體附近發(fā)生也可以不在導(dǎo)體附近發(fā)生。當(dāng)電力設(shè)備的絕緣內(nèi)部存在氣隙或生產(chǎn)過(guò)程中造成一些缺陷，在高電場(chǎng)強(qiáng)度作用下，氣隙首先擊穿，并會(huì)發(fā)生多次的重復(fù)擊穿和熄滅，而周圍的絕緣介質(zhì)仍保持著絕緣性能，整個(gè)絕緣結(jié)構(gòu)并未形成電極間的貫穿性放電通道。局部放電一般存在于固體絕緣的空隙中，液體絕緣的氣泡中，電極表面的尖銳部位或電場(chǎng)中的懸浮金屬的表面;介質(zhì)的沿面放電，層壓材料中的放電，固體絕緣的表面和內(nèi)層的樹(shù)枝狀爬電等

21、也屬于這一類。2、局部(jb)放電的危害如果電氣設(shè)備絕緣在運(yùn)行電壓下出現(xiàn)局部放電，這些微弱的放電會(huì)使絕緣材料受到電暈腐蝕、局部過(guò)熱、紫外線輻射和氧化作用，產(chǎn)生的累積效應(yīng)會(huì)使絕緣的介電性能逐漸(zhjin)劣化并使局部缺陷擴(kuò)大，最后導(dǎo)致整個(gè)絕緣擊穿，設(shè)備損壞。如油紙絕緣在局部放電作用下會(huì)產(chǎn)生不飽和烴C2H2、H2、CH4和x蠟，蠟質(zhì)會(huì)積留在固體絕緣上，放電產(chǎn)生的氣體又使放電增加，造成在場(chǎng)強(qiáng)高的部位或絕緣紙有損傷的部位發(fā)生擊穿，或沿著(yn zhe)層間間隙爬電，或形成樹(shù)枝狀放電，在放電通道上會(huì)形成整齊的碳化層，最終貫穿絕緣。雖然局部放電會(huì)使絕緣劣化而導(dǎo)致?lián)p壞，但它的發(fā)展是需一定時(shí)間的，發(fā)展時(shí)間與

22、設(shè)備本身的運(yùn)行狀況及局部放電種類，與其產(chǎn)生的位置和設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)等多種因素有關(guān)。因此，一個(gè)絕緣系統(tǒng)壽命與放電量的關(guān)系分散性很大，這也是該項(xiàng)測(cè)試技術(shù)有待研究的一個(gè)課題。總的來(lái)講，對(duì)一個(gè)絕緣系統(tǒng)的好壞判斷是其局部放電越小越好。3、局部放電測(cè)量的目的和意義用傳統(tǒng)的絕緣試驗(yàn)方法很難發(fā)現(xiàn)局部放電缺陷，并且lmin交流耐壓試驗(yàn)還會(huì)損傷絕緣，影響設(shè)備以后的運(yùn)行性能，隨著電壓等級(jí)提高，這個(gè)問(wèn)題更為嚴(yán)重。因而，測(cè)試電氣設(shè)備的局部放電特性是目前預(yù)防電氣設(shè)備故障的一種好方法，可以發(fā)現(xiàn)潛在絕緣薄弱部位，通過(guò)局部放電試驗(yàn)的變壓器類設(shè)備，在運(yùn)行中可靠性是比較高的。目前局部放電已列為變壓器類設(shè)備的出廠、交接和預(yù)試項(xiàng)目，在國(guó)

23、家電網(wǎng)公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修(jinxi)試驗(yàn)規(guī)程中列為診斷性試驗(yàn)項(xiàng)目，成為國(guó)內(nèi)外廣泛采用的一種評(píng)定絕緣質(zhì)量的有重大意義的方法，是一種非破壞性試驗(yàn)。進(jìn)行局部放電測(cè)量的目的主要有:1)驗(yàn)證設(shè)備在規(guī)定電壓下，局部放電量應(yīng)小于規(guī)定數(shù)值;2)確定起始和熄滅(xmi)放電電壓; 3)制定在規(guī)定電壓下的放電標(biāo)準(zhǔn)。4、局部放電特征參量及形成(xngchng)機(jī)理局部放電的主要特征參量表征局部放電的主要特征有以下三個(gè):l)視在放電量q:是指在試品兩端注入一定電荷量，使試品端電壓的變化量和局部放電時(shí)端電壓變化量相同。此時(shí)注入的電荷量即稱為局部放電的視在放電量，以皮庫(kù)(pC)表示。實(shí)際上，視在放電量與試品實(shí)際點(diǎn)的

24、放電量并不相等，后者不能直接測(cè)得。試品放電引起的電流脈沖在測(cè)量阻抗端子上所產(chǎn)生的電壓波形可能不同于注入脈沖引起的波形，但通?？梢哉J(rèn)為這二個(gè)量在測(cè)量?jī)x器上讀到的響應(yīng)值相等。2)局部放電起始電壓Ui:是指試驗(yàn)電壓從不產(chǎn)生局部放電的較低電壓逐漸增加時(shí)，在試驗(yàn)中局部放電量超過(guò)某一規(guī)定值時(shí)的最低電壓值。3)局部放電熄滅電壓U0:是指試驗(yàn)電壓從超過(guò)局部放電起始電壓的較高值逐漸下降時(shí)，在試驗(yàn)中局部放電量小于某一規(guī)定值時(shí)的最高電壓值。局部放電的形成機(jī)理根據(jù)放電類型來(lái)分，局部放電大致可分為絕緣材料內(nèi)部放電、表面放電及高壓電極的尖端放電。1)內(nèi)部放電如絕緣材料中含有氣隙、雜質(zhì)、油隙等，這時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)內(nèi)部或介質(zhì)

25、與電極之間的放電，其放電特性與介質(zhì)特性及夾雜物的形狀、大小及位置都有關(guān)系。在此以固體或液體絕緣中的氣隙(空穴)為例來(lái)闡述局部放電的形成.在實(shí)際試驗(yàn)中，由于放電空穴兩端的電壓變化不能得知，則真實(shí)(zhnsh)放電量q，是不能測(cè)得的。但由放電引起電源輸入端的電壓變化U?？蓽y(cè)到，絕緣介質(zhì)整體電容可測(cè)得，則由局部放電引起的視在放電量q可求得。所以，在局部放電試驗(yàn)中，由局部放電儀測(cè)量所測(cè)得的值為由pC為單位表示的視在放電量，是在真實(shí)放電量不可能測(cè)出的情況下的一種變通方法，在實(shí)際運(yùn)用中，通過(guò)由視在放電量的大小(dxio)來(lái)判斷絕緣的優(yōu)劣。由上述及圖2-2可看出，內(nèi)部局部放電總是出現(xiàn)在電源周期中的第一(dy

26、)或第三象限，每周期的平均放電次數(shù)與外施電壓u有關(guān)，每周放電次數(shù)隨著u的上升與增加，大約呈直線關(guān)系，每個(gè)周期出現(xiàn)的局部放電脈沖可在局部放電測(cè)量?jī)x的顯示器上觀察脈沖或放大波形分析.當(dāng)絕緣介質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)局部放電后，外施電壓在低于起始電壓的情況下，放電也能繼續(xù)維持。該電壓在理論上可比起始電壓低一半，也即絕緣介質(zhì)兩端的電壓僅為起始電壓的一半，這個(gè)維持到放電消失時(shí)的電壓稱之為局放熄滅電壓。而實(shí)際情況與理論分析有差別，在固體絕緣中，熄滅電壓比起始電壓約低5%-20%。在油浸紙絕緣中，由于局部放電引起氣泡迅速形成，所以熄滅電壓低得多。這也說(shuō)明在某種情況下電氣設(shè)備存在局部缺陷而正常運(yùn)行時(shí)，局部放電量較小，也就是運(yùn)

27、行電壓尚不足以激發(fā)大放電量的放電。當(dāng)其系統(tǒng)有一過(guò)電壓干擾時(shí)，則觸發(fā)幅值大的局部放電，并在過(guò)電壓消失后如果放電繼續(xù)維持，最后導(dǎo)致絕緣加速劣化及損壞。2)表面放電如在電場(chǎng)中介質(zhì)有一平行于表面的場(chǎng)強(qiáng)分量，當(dāng)其這個(gè)分量達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，則可能出現(xiàn)表面放電。這種情況可能出現(xiàn)在套管法蘭處、電纜終端部，也可能出現(xiàn)在導(dǎo)體和介質(zhì)彎角表面處，見(jiàn)圖2-4。內(nèi)介質(zhì)與電極間的邊緣處，在r點(diǎn)的電場(chǎng)有一平行于介質(zhì)表面的分量，當(dāng)電場(chǎng)足夠強(qiáng)時(shí)則產(chǎn)生表面放電。在某些情況下，空氣中的起始放電電壓可以計(jì)算。表面局部放電的波形與電極的形狀有關(guān)，如電極為不對(duì)稱時(shí)，則正負(fù)半周的局部放電幅值是不相等的，見(jiàn)圖2-5。當(dāng)產(chǎn)生表面放電的電極處于高電

28、位時(shí)，在負(fù)半周出現(xiàn)的放電脈沖較大、較稀;正半周出現(xiàn)的放電脈沖較密，但幅值小。此時(shí)若將高壓(goy)端與低壓端對(duì)調(diào)，則放電圖形亦相反。3)電暈放電(fng din)(電極尖端在氣體中的放電)電暈放電是在電場(chǎng)極不均勻的情況下，導(dǎo)體表面附近的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)所發(fā)生的放電。在高壓電極邊緣，尖端周圍可能由于電場(chǎng)集中造成電暈放電。電暈放電在負(fù)極性時(shí)較易發(fā)生，也即在交流時(shí)它們可能僅出現(xiàn)在負(fù)半周。電暈放電是一種自持放電形式，發(fā)生電暈時(shí)，電極附近出現(xiàn)大量空間電荷，在電極附近形成流注放電?，F(xiàn)以棒一板電極為例來(lái)解釋，在負(fù)電暈情況下，如果正離子出現(xiàn)在棒電極附近，則由電場(chǎng)吸引并向負(fù)電極運(yùn)動(dòng)，離子沖擊(chn

29、gj)電極并釋放出大量的電子，在尖端附近形成正離子云。負(fù)電子則向正極運(yùn)動(dòng)，然后離子區(qū)域擴(kuò)展，棒極附近出現(xiàn)比較集中的正空間電荷而較遠(yuǎn)離電場(chǎng)的負(fù)空間電荷則較分散，這樣正空間電荷使電場(chǎng)畸變。因此負(fù)棒時(shí)，棒極附近的電場(chǎng)增強(qiáng)，較易形成。在交流電壓下，當(dāng)高壓電極存在尖端，電場(chǎng)強(qiáng)度集中時(shí)，電暈一般出現(xiàn)在負(fù)半周，放電波形見(jiàn)圖2-6，或當(dāng)接地電極也有尖端點(diǎn)時(shí)，則出現(xiàn)負(fù)半周幅值較大，正半周幅值較小的放電。2.2變壓器局部(jb)放電測(cè)量方法電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)將伴隨著出現(xiàn)許多外部現(xiàn)象，有些外部現(xiàn)象屬于(shy)電現(xiàn)象，如產(chǎn)生電流脈沖、引起介質(zhì)損耗增大、產(chǎn)生電磁波輻射等;有些屬于非電現(xiàn)象，如產(chǎn)生光、熱、噪

30、聲、氣壓變化和分解物等，可以利用這些現(xiàn)象對(duì)局部放電進(jìn)行檢測(cè)。目前應(yīng)用得比較廣泛和成功的是脈沖電流法，它不僅可以靈敏地檢出是否存在局部放電，還可判定放電強(qiáng)弱程度。測(cè)量(cling)局部放電的基本回路有3種，如圖2-7所示，其中圖2-7(a)、(b)可統(tǒng)稱為直接法測(cè)量回路;(c)稱為平衡法測(cè)量回路。圖中:Zf-高壓濾波器;Cx-試品等效電容;Ck-禍合電容;Z。-測(cè)量(cling)阻抗;-調(diào)平衡元件;M-測(cè)量(cling)儀器第一種回路主要(zhyo)包括:l)試品等效電容Cx。2)禍合電容以。以在試驗(yàn)電壓下不應(yīng)有明顯的局部放電。3)測(cè)量阻抗云。測(cè)量阻抗是一個(gè)四端網(wǎng)絡(luò)的元件，它可以是電阻R或電感的

31、單一元件，也可以是電阻電容并聯(lián)或電阻電感并聯(lián)的Rc和幾電路，也可以由電阻、電感L 、電容組成RL調(diào)諧回路。調(diào)諧回路的頻率特性應(yīng)與測(cè)量?jī)x器的工作頻率相匹配。測(cè)量阻抗應(yīng)具有阻止試驗(yàn)電源頻率進(jìn)入儀器的頻率響應(yīng)。連接測(cè)量阻抗和測(cè)量?jī)x器中的放大單元的連線，通常為單屏蔽同軸電纜。對(duì)RC型(如圖2-8)，當(dāng)電容C較小時(shí)，檢測(cè)阻抗上的波形與流過(guò)被試品的脈沖電流相似，但其頻帶較寬、噪聲較大，被試品的工頻充電電流大時(shí)使檢測(cè)阻抗上工頻分量不能完全濾除，從而影響測(cè)量。RC型一般用于平衡測(cè)量回路，R值一般選用200-1200。，電容C即為電纜分布電容，實(shí)際應(yīng)用時(shí)不需另加。RLC型(如圖2-9)對(duì)局部放電脈沖檢測(cè)有很高的

32、靈敏度，而對(duì)被試品工頻的充電電流呈現(xiàn)低阻抗，頻帶較窄，噪音水平較低。缺點(diǎn)是波形易呈現(xiàn)振蕩，但適當(dāng)選擇R(2-3kQ)可使振蕩阻尼抑制，所以普遍采用RLC型檢測(cè)阻抗。4)根據(jù)試驗(yàn)時(shí)干擾情況，試驗(yàn)回路接有一阻塞阻抗乙，以降低來(lái)自電源的干擾，也能適當(dāng)提高測(cè)量回路的最小可測(cè)量水平。三種試驗(yàn)回路的選擇原則:1)試驗(yàn)電壓下，試品的工頻電容電流超出測(cè)量阻抗幾允許值，或試品的接地部位固定接地時(shí)，可采用圖2-7(a)試驗(yàn)回路。2)試驗(yàn)電壓下，試品的工頻電容電流符合測(cè)量阻抗乙允許值時(shí)，可采用(ciyng)圖2-7(b)試驗(yàn)回路。3)試驗(yàn)(shyn)電壓下，圖2-7(a)、(b)試驗(yàn)回路有過(guò)高的干擾信號(hào)時(shí)，可采用圖

33、2-7(c)試驗(yàn)回路。4)測(cè)量阻抗的選取應(yīng)使嘆和cx串聯(lián)后的等效電容值在測(cè)量阻抗所要求的調(diào)諧電容C的范圍內(nèi)，否則會(huì)降低測(cè)量靈敏度。平衡法是利用(lyng)兩臺(tái)試品相互作為禍合電容并平衡抑制干擾，或?qū)㈦娙葜挡顒e不大的另一電容器作為禍合電容。平衡法的測(cè)量靈敏度略低于直測(cè)法，但它的抗干擾能力卻比直測(cè)法高得多。第三章北京市電力公司局部放電在線檢測(cè)技術(shù)3.1空間電磁波頻譜測(cè)試技術(shù)1、基本原理運(yùn)行中的輸變電設(shè)備產(chǎn)生放電缺陷后，伴隨放電產(chǎn)生的電磁波信號(hào)在介質(zhì)(SF6、空氣、絕緣材料)中向四周傳播，越靠近放電點(diǎn)其高頻分量越多，幅值也越大。同時(shí)，同一放電源的周期性時(shí)域譜圖也具有相似性。仔細(xì)采集和研究這些特征，采

34、用頻譜分析儀就可以在變電站內(nèi)進(jìn)行放電信號(hào)的識(shí)別與定位。2、設(shè)備工作原理及主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)備工作原理:頻譜分析儀工作原理如圖3-1所示。頻譜分析儀通過(guò)電磁波傳感器能夠采集空間電磁波信號(hào)，通過(guò)對(duì)不同位置的電磁波信號(hào)進(jìn)行幅值和頻率的對(duì)比，并對(duì)某一頻段的周期性時(shí)域譜圖進(jìn)行對(duì)比，可以對(duì)放電源進(jìn)行識(shí)別和定位。主要技術(shù)指標(biāo):頻譜分析儀的主要(zhyo)技術(shù)指標(biāo)如下:1)頻率(pnl)范圍:100kHz-6.0GHz2)分辨率帶寬(di kun):100Hz-IMHz。3dB寬度)3)視頻帶寬:10Hz-1MHzC3dB寬度)4)量幅度范圍:+20dBm-135dBm(帶低噪放)5)跟蹤信號(hào)發(fā)生器頻率:SMHz

35、-3GHz可調(diào)6)跟蹤信號(hào)發(fā)生器輸出:0dBm或-20dBm。7)電平測(cè)試精度:100條，可通過(guò) FSHView進(jìn)行新、舊測(cè)量結(jié)果比較17)儀表至PC接口:RS-232或轉(zhuǎn)換為USB口光電隔離。3、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方法現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)采用DMS公司的UHF超高頻傳感器搜集空間電磁波信號(hào)，用同軸電纜將信號(hào)傳送到FSH3.23頻譜分析儀進(jìn)行頻譜分析。應(yīng)用方法如下:1)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)首先將傳感器置于空氣中，測(cè)量空氣中電磁波信號(hào)頻譜特征。2)將傳感器置于被測(cè)設(shè)備絕緣部件表面，測(cè)量該設(shè)備輻射出來(lái)的電磁波信號(hào)頻譜特征，并和空氣中的電磁波信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析。如果信號(hào)相似則認(rèn)為被測(cè)設(shè)備用該方法測(cè)試結(jié)果正常，如果信號(hào)頻譜強(qiáng)度明顯增

36、大或高頻分量明顯增多，則應(yīng)該對(duì)相鄰設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，比較它們的頻譜特征，根據(jù)高頻分量及強(qiáng)度分布情況確定放電源的大體位置。3)比較其它狀態(tài)監(jiān)測(cè)(jin c)方法，如油色譜、TECHIMP高頻局放測(cè)試、UHF超高頻局放測(cè)試、超聲波測(cè)試、氣體分析等方法對(duì)該設(shè)備的測(cè)試結(jié)果，進(jìn)行綜合分析。 3.2 POCheck高頻(o pn)局放監(jiān)測(cè)技術(shù)1、基本原理在充油變壓器中或其它油紙絕緣電力設(shè)備中局部放電的發(fā)生是非常普遍的，由于纖維紙因沒(méi)有充分浸透形成的氣穴，或者金屬導(dǎo)體突出的部位因電場(chǎng)強(qiáng)度的增強(qiáng)而產(chǎn)生氣泡都會(huì)導(dǎo)致局部放電的發(fā)生。從放電機(jī)理的角度分析，油紙絕緣內(nèi)部缺陷導(dǎo)致的局部放電是由放電電極與絕緣介質(zhì)的性質(zhì)唯一(

37、wi y)確定的，所以不同類型的放電與其產(chǎn)生的放電脈沖信號(hào)波形應(yīng)當(dāng)是相對(duì)應(yīng)的。研究表明，油紙絕緣中的放電可以分為:初始放電、氣隙局部放電、油隙局部放電、沿面放電和雜質(zhì)誘發(fā)放電5種典型類型。從這5種不同放電類型的功率譜可以看到，初始放電的頻譜分布最寬，多次采樣帶寬B的最小值為70MHz，最大值為 110MHz。其次依次為沿面放電帶寬約為20-30MHz、氣隙放電帶寬約為2-SMHz、油隙放電帶寬約為35-50MHz、而雜質(zhì)誘發(fā)放電則表現(xiàn)為中心頻率約為10-15MHz的窄帶信號(hào)。測(cè)量這些局部放電的方法很多，例如差分法、方向禍合法、電磁禍合法、超高頻電感禍合法等，經(jīng)對(duì)比研究和綜合分析，許多學(xué)者認(rèn)為差

38、分法和電磁禍合法的試驗(yàn)重復(fù)性較好。由于寬頻帶電磁禍合法具有小巧靈活、操作安全、抗干擾能力強(qiáng)、能更加真實(shí)地反映脈沖波形等優(yōu)點(diǎn)，正在被廣泛的研究和應(yīng)用。對(duì)于電力電纜中產(chǎn)生的局部放電來(lái)說(shuō)，從陡上升沿波的傳播特性來(lái)看，電力電纜具有低通濾波特性，隨著頻率的增加，各頻率成分的衰減倍率也迅速增加，而且，各頻率成分隨傳播距離的增加而進(jìn)一步衰減;試驗(yàn)結(jié)果表明，在利用寬頻帶電磁禍合法進(jìn)行電纜局放檢測(cè)時(shí)，若局放發(fā)生在連接頭或終端處，則此時(shí)的幅頻特性衰減并不嚴(yán)重，可以選用頻率較高的傳感器，而對(duì)于距離連接頭或終端較遠(yuǎn)的電纜本體的局放進(jìn)行檢測(cè)，由于幅頻特性的衰減很嚴(yán)重，宜選用頻率較低的傳感器，同時(shí)還要考慮在合適并且有效的

39、位置安裝傳感器，否則，信號(hào)有可能在衰減完時(shí)仍未被傳感器拾取到。2、設(shè)備工作原理(yunl)及主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)備工作原理：局放檢測(cè)系統(tǒng)PDCheck對(duì)容性設(shè)備末屏接地線(包括電纜接地線)進(jìn)行高頻局放監(jiān)測(cè)。該檢測(cè)設(shè)備采用電磁禍合的方法，利用高頻CT從容性設(shè)備末屏接地線或電纜接地線、交叉互聯(lián)線中提取信號(hào)(xnho)，通過(guò)濾波、信號(hào)特征提取、頻譜分析等手段將放電脈沖信號(hào)從外界噪聲干擾中分離出來(lái)，并對(duì)放電類型進(jìn)行識(shí)別，達(dá)到發(fā)現(xiàn)輸變電設(shè)備潛在缺陷的目的。PDCheck主要包括信號(hào)采集單元(主機(jī))、高頻CT、同步線圈和專家診斷系統(tǒng)(軟件)四個(gè)部分。信號(hào)采集(cij)單元主要有高頻檢測(cè)通道、同步輸入以及通訊接口

40、。高頻檢測(cè)通道共有三個(gè)，可同時(shí)接收三相接地線或交叉互聯(lián)線上采集的PD信號(hào)，采樣頻率為100MHz，帶寬為16kHz-30MHz，這樣的采樣頻率和帶寬完全滿足局放測(cè)試的要求。同步輸入端口接收同步線圈從線圈從電纜本體上采集來(lái)的參考相位信號(hào)，通訊接口通過(guò)光纖、光電轉(zhuǎn)換器與電腦的RS232串口通訊，將主機(jī)中的數(shù)據(jù)傳送至電腦中，再利用專家診斷系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分離、分類及放電模式識(shí)別。專家診斷系統(tǒng)是建立在一個(gè)龐大的局放特征數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上的，數(shù)據(jù)庫(kù)是長(zhǎng)時(shí)間對(duì)大量局放數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較總結(jié)后積累而成?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)將高頻CT卡在容性設(shè)備末屏接地線或電纜接地線上，同步線圈卡在接地線或電纜本體上并與信號(hào)采集單元連接。傳統(tǒng)的

41、基于放電電流脈沖的局放檢測(cè)手段是基于IEC60270標(biāo)準(zhǔn)，頻帶局10-200kHz，測(cè)量的是局放總量，最后繪出其放電相位一方電量一放電次數(shù)譜以此進(jìn)行放電種類識(shí)別。其信號(hào)采集和處理的方法不足以獲取足夠信息以區(qū)分與噪聲及不同種類的局放，抗噪聲能力較弱。PDCheck則是基于局放電流脈沖的局放檢測(cè)，它通過(guò)對(duì)放電的電流脈沖信號(hào)進(jìn)行高速(100MS/S)寬帶采樣獲號(hào)完整的時(shí)域波形，并針對(duì)不同放電及噪聲的差異提取多種信號(hào)特征，將不同電分離開(kāi)來(lái)，再將其放電特征與專家?guī)熘械姆烹姟爸讣y”比較，運(yùn)用模糊邏輯法，判斷被測(cè)放電類型與已知放電類型的相似性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)每一類放電進(jìn)行甄進(jìn)而診斷設(shè)備絕緣狀態(tài)。由于采用電磁禍合

42、技術(shù)，測(cè)試單元與高壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，而測(cè)量單元與電腦之間也采用了光纖連接(linji)，確保了操作人員的安全;該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，并能很好抑制噪聲，非常適合現(xiàn)場(chǎng)使用。設(shè)備(shbi)主要技術(shù)指標(biāo):1)檢測(cè)(jin c)通道3個(gè)，可接3個(gè)傳感器2)帶寬16kHz-30MHz3)采樣頻率100MHz4)數(shù)據(jù)精度10位5)靈敏度1-4000mVpp6)輸入阻抗50Q7)接口類型BNC8)同步輸入通道數(shù)量1個(gè)/帶寬0.1-IkHz9)通訊接口10base-T100base-TX10)電源電壓SVDC+/-5%/電流ZA11)工作環(huán)境溫度5-50/濕度90%無(wú)凝結(jié)12)外部尺寸25018055

43、mm13)重量1kg。實(shí)現(xiàn)的主要功能:1)采用高頻信號(hào)檢測(cè)與分析技術(shù)，對(duì)電纜等帶有接地引下線的容性設(shè)備等進(jìn)行局部放電的帶電監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患。2)對(duì)局部放電脈沖的波形特征進(jìn)行分析，識(shí)別局部放電的類型去除噪音信號(hào)如電暈放電、表面放電、內(nèi)部放電或噪音信號(hào)。3)帶電實(shí)時(shí)采集高頻局部放電信號(hào)的波形圖，記錄其相位、振幅和時(shí)間信息。4)以不同的圖形方式顯示局部放電信號(hào)，如波形圖、PRPD相位譜圖。5)能有效地去除噪音信號(hào)(xnho)，即使噪音信號(hào)和局放信號(hào)在相同相位且幅值大于局部放電信號(hào)時(shí)，也能成功識(shí)別局放信號(hào)。6)瀏覽(li ln)每一個(gè)局部放電脈沖的波形，觀察其振幅和頻譜圖。7)提取局部(jb)放

44、電信號(hào)的特征值，如時(shí)間特征，頻率特征，不同類型放電間的放電時(shí)間間隔等，并利用這些特征來(lái)識(shí)別不同的放電類型。8)對(duì)局放信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)分類。根據(jù)局放信號(hào)的特征值對(duì)其進(jìn)行圖形顯示，同一局放源發(fā)出的局部放電信號(hào)的特征值十分相近，在特征圖中會(huì)聚集成一簇，從而實(shí)現(xiàn)局部放電信號(hào)的分類。9)具有人工分類功能。10)識(shí)別局部放電的類型，以概率的方式指示個(gè)局放信號(hào)屬于某種局部放電類型(電暈放電、表面放電、內(nèi)部放電、噪音信號(hào)等)的可能性。11)自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告，報(bào)告內(nèi)容包括受檢設(shè)備信息、采集到的局部放電信號(hào)波形、分類與分析結(jié)果等信息。12)系統(tǒng)應(yīng)配置有內(nèi)容豐富的局部放電信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)和局部放電信號(hào)專家分析系統(tǒng)，對(duì)檢測(cè)到的

45、局放信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)分析、判斷和識(shí)別。13)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)需要，可以采用濾波設(shè)備對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以便重點(diǎn)檢測(cè)某一頻率范圍的信號(hào)。14)具有智能報(bào)警功能，檢測(cè)到局放信號(hào)時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。15)檢測(cè)數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)期保存，并可將現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)帶回實(shí)驗(yàn)室分析，以便對(duì)比分析設(shè)備的絕緣狀態(tài)，為狀態(tài)檢修提供依據(jù)。16)局放信號(hào)采集和分析系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境為WindowS操作系統(tǒng)，窗口式工作界面。17)系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，具備較強(qiáng)的擴(kuò)展功能。18)系統(tǒng)的前端檢測(cè)單元與操作員及其電腦間采用光電隔離措施，確保電力設(shè)備和工作人員的安全。19)檢測(cè)數(shù)據(jù)可以通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸。20)支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)，具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

46、21)WindowS操作系統(tǒng)，窗口式圖形界面。3、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用(yngyng)方法現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)采用高頻(o pn)傳感器卡在容性設(shè)備末屏接地線上或電纜接地線上藕合脈沖電流信號(hào)，將同步信號(hào)卡在相同部位采集相位信息，用同軸電纜將信號(hào)傳送到TECHIMP高頻局放儀進(jìn)行測(cè)量和分析。應(yīng)用方法如下:1)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)以變壓器為中心，首先從變壓器高壓(goy)側(cè)套管末屏或電纜接地線上開(kāi)始測(cè)量，然后依次對(duì)中、低壓側(cè)套管末屏或電纜接地線進(jìn)行測(cè)量。如果信號(hào)譜圖不符合局放判斷規(guī)則，則該方法測(cè)試結(jié)果正常。2)如果信號(hào)譜圖符合局放判斷規(guī)則，則需要對(duì)其進(jìn)行定位分析。首先比較同相高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)信號(hào)大小，確定異常信號(hào)來(lái)自哪個(gè)電

47、壓等級(jí);然后比較同一電壓等級(jí)A、B、C三相異常信號(hào)大小，確定信號(hào)來(lái)自哪一相序。3)對(duì)與該電壓等級(jí)該相序有直接電氣連接的其它設(shè)備，如出口CT、GIS等設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，比較信號(hào)的大小和頻率特征，對(duì)放電源進(jìn)行初步定位。4)比較其它狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，如油色譜、UHF超高頻局放測(cè)試、超聲波測(cè)試、頻譜分析、氣體分析等方法對(duì)該設(shè)備的測(cè)試結(jié)果，進(jìn)行綜合分析。3.3地電波局放監(jiān)測(cè)技術(shù)1、基本原理如果高壓柜(如金屬愷裝開(kāi)關(guān)柜或電纜終端)相對(duì)地絕緣有局放，少量放電將會(huì)通過(guò)電容從高壓導(dǎo)體系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到接地的金屬愷裝上。轉(zhuǎn)移的放電量很小，通常用皮庫(kù)來(lái)計(jì)量(pC)。放電轉(zhuǎn)移通常發(fā)生在納秒之間。1000pC的放電持續(xù)10ns將產(chǎn)生1

48、00mA的電流。對(duì)于這種短暫的沖擊，檢查樣本的表現(xiàn)不再是集中元件而展現(xiàn)的是傳輸線效應(yīng)。其電氣性能主要由樣本的分布電容和電感決定。當(dāng)局放發(fā)生時(shí)，電磁波從放電點(diǎn)向外傳導(dǎo)。這些波產(chǎn)生的電流進(jìn)而產(chǎn)生電壓，電壓值等于電流及其流經(jīng)的阻抗之積。這一過(guò)程中，阻抗為瞬時(shí)阻抗或沖擊阻抗，這一電壓脈沖在金屬愷裝內(nèi)傳導(dǎo)最終從開(kāi)口、接頭、面板等間隙釋出。它們能夠在愷裝外傳導(dǎo)，因而可以用容性探頭檢測(cè)。2、設(shè)備工作(gngzu)原理及主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)備工作(gngzu)原理:PDL01、PDMO3是微機(jī)控制裝置，使用暫態(tài)地電壓方法探測(cè)、測(cè)量和定位高壓設(shè)備的局放部位。將一個(gè)、兩個(gè)和多個(gè)探頭放在待測(cè)設(shè)備的接地的金屬愷裝上來(lái)測(cè)量。

49、儀器接收局部放電產(chǎn)生的短期暫態(tài)電信號(hào)，每次探測(cè)到局放即給出視覺(jué)和聲音的指示。儀器可以測(cè)量暫態(tài)電過(guò)程的峰值。而且能夠構(gòu)建暫態(tài)的傳播方向。測(cè)量是非侵入性的，因此(ync)可以在設(shè)備帶電或帶負(fù)荷時(shí)完成。主要技術(shù)指標(biāo):l)信號(hào)類型:局部放電脈沖信號(hào)2)測(cè)量范圍:0-63dB，步長(zhǎng)ldB可調(diào)3)精度:2dB4)通道數(shù):25)傳感器類型:電容禍合式6)禍合電容值:spF7)信號(hào)極性:正級(jí)性或負(fù)極性8)測(cè)量電磁波頻寬:3-60MHz9)定位時(shí)間分辨率:Zns10)定位等效空間距離:0.6m11)電源供應(yīng):內(nèi)部可充電電池(單探測(cè)器模式下可運(yùn)行9.2個(gè)小時(shí)，雙探測(cè)器模式下可運(yùn)行4.6個(gè)小時(shí))12)尺寸:3102

50、60145mm13)重量:4.4Kg14)運(yùn)行環(huán)境:0-4。實(shí)現(xiàn)的主要功能:1)采用PDL01對(duì)開(kāi)關(guān)柜、配電變壓器等設(shè)備進(jìn)行地電波局放普測(cè)和定位。2)采用PDMO3可以在背景干擾較大的環(huán)境中，較長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè)設(shè)備地電波局放發(fā)展情況，并有效排除干擾和定位。3、現(xiàn)場(chǎng)(xinchng)應(yīng)用方法應(yīng)用方法(fngf)如下:l)在測(cè)量之前必須用測(cè)試源來(lái)校準(zhǔn)儀器，包括探頭和引線，確定設(shè)備是否能正常工作。測(cè)試源它有兩個(gè)凹陷的輸出極，設(shè)計(jì)(shj)用于接入PDLI的探頭。測(cè)試源產(chǎn)生與放電暫態(tài)幅值、周期和上升沿近似的脈沖。2)幅值測(cè)量只用一個(gè)探頭。最初，測(cè)量通道的衰減設(shè)為0dB以獲得最大靈敏度。如果探測(cè)到放電源，通

51、過(guò)逐漸增加衰減直至剛好能觸發(fā)儀器可以測(cè)量其幅值。輸入信號(hào)大時(shí)比輸入信號(hào)小時(shí)需要更大的衰減，因此達(dá)到極限條件所需的衰減是對(duì)輸入信號(hào)幅值的衡量。衰減器定值在前面板上以分貝顯示。兩個(gè)通道的衰減器獨(dú)立調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)可以采用手動(dòng)或自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，為方便起見(jiàn)，衰減控制在探頭上反復(fù)進(jìn)行。3)當(dāng)測(cè)量到異常信號(hào)時(shí)(幅值高于相鄰設(shè)備sdB以上)，采用兩個(gè)探頭。通過(guò)比較每個(gè)探頭探測(cè)到的地電波的到達(dá)時(shí)間可以進(jìn)行定位。儀器的LED指示哪個(gè)通道最先觸發(fā)，于是知道哪個(gè)探頭離放電源更近。儀器可以分辨Zns時(shí)差，相當(dāng)于暫態(tài)過(guò)程在空氣中傳播600mm需要的時(shí)間?；诒容^暫態(tài)到達(dá)不同探頭的時(shí)間原理的定位天然地比基于比較信號(hào)幅值原理的要可靠，

52、因?yàn)楹笳咝盘?hào)的多次反射會(huì)產(chǎn)生反常的結(jié)果。3.4超聲波局放監(jiān)測(cè)技術(shù)1、基本原理超聲波局放檢測(cè)技術(shù)主要適用于空氣中的放電檢測(cè)。聲的干擾主要是機(jī)械振動(dòng)和電磁振動(dòng)，其頻率一般小于10kHz，而空氣中的放電頻率非常豐富，一般高于10kHz。超聲波檢測(cè)主要采用20kHz以上頻帶，可不受外部噪聲的干擾。通常認(rèn)為，當(dāng)在被測(cè)設(shè)備外殼的接縫處進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于探頭完全置于設(shè)備體外，放電信號(hào)通過(guò)絕緣介質(zhì)衰減很嚴(yán)重，靈敏度較差、定量分析比較困難，僅對(duì)局放初測(cè)及比較嚴(yán)重的空氣中的放電才比較有效。但是，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)實(shí)踐表明當(dāng)處于某一發(fā)展階段的缺陷主要反應(yīng)為振動(dòng)信號(hào)時(shí)，超聲檢測(cè)方法發(fā)現(xiàn)缺陷是具有優(yōu)勢(shì)的。2、設(shè)備工作(gngzu)

53、原理及主要技術(shù)指標(biāo)Ultraprobe9000可以把接收到的超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化成可聽(tīng)的聲音信號(hào)。這種可聽(tīng)的信號(hào)可以用耳機(jī)收聽(tīng)，也可以儲(chǔ)存下來(lái)供其它人員使用。 Ultraprobe9000還可以顯示超聲波信號(hào)的強(qiáng)度(qingd)，用于保存或比較。一般都把信號(hào)的強(qiáng)度作為歷史資料保存。主要(zhyo)技術(shù)指標(biāo):l)測(cè)量頻率范圍:20-100kHz2)輸出:外差法校準(zhǔn)輸出3)探測(cè)器:可選聲音掃描模式和聽(tīng)診器模式4)耳機(jī):豪華抗干擾頭戴式耳機(jī)，雜訊衰減大于23dB，符合ANSI和OSHA標(biāo)準(zhǔn)5)尺寸:15022070mm6)重量:主機(jī)0.9kg。實(shí)現(xiàn)的主要功能:1)可以對(duì)開(kāi)關(guān)柜、配電變壓器等設(shè)備進(jìn)行超聲波局

54、放普測(cè)和定位。2)可以對(duì)GIS設(shè)備進(jìn)行超聲波局放測(cè)試。3、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方法應(yīng)用方法如下:1)采用非接觸模式，將儀器指向開(kāi)關(guān)柜面板或變壓器縫隙處。開(kāi)關(guān)柜面板包括斷路器和金屬封裝的縫隙處、電纜或母線窗、母線通風(fēng)板/蓋處的縫隙、開(kāi)關(guān)面板/門處的縫隙、高壓電纜接頭箱的側(cè)面或底部的通風(fēng)孔等部位。變壓器包括高壓端子箱和封裝板蓋的縫隙、高壓端子箱的側(cè)面或底部的通風(fēng)孔等部位。沿著縫隙掃描以拾取異常信號(hào)，依此程序，掃描所有的開(kāi)關(guān)柜或變壓器。2)如果某一區(qū)域有太多的超聲信號(hào)，降低靈敏度直到可以決定最大聲音的方向。某些干擾聲音可能來(lái)自水銀燈以及附近走動(dòng)的人或運(yùn)行的機(jī)器，隔離這些干擾噪聲，需要集中注意力在設(shè)備發(fā)出的超聲上

55、。盡可能的移近測(cè)試的區(qū)域，連續(xù)調(diào)整靈敏度以決定聲音的來(lái)源方向，觀察顯示面板給出的最高dB值，給出最高dB值和做大聲音的點(diǎn)可能就是聲源。降低靈敏度，移動(dòng)儀器到聲源進(jìn)一步確認(rèn)，一旦儀器遠(yuǎn)離聲源，超聲信號(hào)消失。如果很難隔離干擾噪聲，將橡膠探頭罩在超聲掃描探頭上繼續(xù)尋找超聲源。 3.5 OWTS振蕩波局放監(jiān)測(cè)技術(shù)1、基本原理近年來(lái)，隨著我國(guó)電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電纜已經(jīng)廣泛用于中壓電網(wǎng)中。根據(jù)北京市電力公司配電電纜事故統(tǒng)計(jì)得出:電纜老化、附件質(zhì)量和工藝不良等原因是造成故障的主要原因。隨著電纜運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，潛伏的局部缺陷(quxin)對(duì)城市電網(wǎng)可靠性的危害將會(huì)越來(lái)越突出，對(duì)供電質(zhì)量和公司形象造成的危害也會(huì)越

56、來(lái)越大。因此必須采取必要和恰當(dāng)?shù)氖侄蝸?lái)監(jiān)測(cè)電纜的運(yùn)行狀況，預(yù)防事故的發(fā)生。局放檢測(cè)是電纜絕緣評(píng)估的重要內(nèi)容，它可以對(duì)電纜網(wǎng)故障提供早期的診斷。國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)已經(jīng)證明了振蕩波電壓(diny)和工頻電壓具有良好的等效性，與工頻電壓、超低頻電壓(0.1Hz)相比，具有作用時(shí)間短，操作方便，可以發(fā)現(xiàn)電纜中的各種缺陷，且不會(huì)對(duì)電纜造成損傷等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)際上已得到廣泛應(yīng)用。2、設(shè)備(shbi)工作原理及主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)備工作原理:M- 280wTS振蕩波電纜局部放電檢測(cè)裝置由高壓發(fā)生單元和局放測(cè)試回路組成，可以施加0-28kV的直流電壓。圖3-n為測(cè)試系統(tǒng)原理圖。測(cè)量過(guò)程中，首先對(duì)被測(cè)電纜施加直流電壓到期望值

57、，然后合上電子開(kāi)關(guān)，被測(cè)電纜和系統(tǒng)內(nèi)的電感線圈將發(fā)生諧振。在電纜上施加一個(gè)衰減振蕩的電壓，其頻率由公式3-1計(jì)算。由于測(cè)試回路中電阻的壓降可以忽略，所以振蕩波電壓幅值的衰減是由電纜本身的介質(zhì)損耗(tan6)決定的，所以電纜的tan6可以測(cè)得。由公式3-1可知:測(cè)試不同的電纜，由于電纜的電容值不同，振蕩波的頻率也不同。有關(guān)文獻(xiàn)表明:振蕩波頻率在600Hz以下時(shí)，振蕩波電壓和工頻交流電壓具有較好的等效性。所以在測(cè)量短電纜時(shí)，當(dāng)振蕩波頻率高于600Hz時(shí)，通常要補(bǔ)償無(wú)局放電容來(lái)降低(jingd)振蕩頻率，保證局放測(cè)量的有效性。局放測(cè)量回路采用傳統(tǒng)的脈沖電流法，系統(tǒng)標(biāo)定是根據(jù)IEC6O270標(biāo)準(zhǔn)。局放

58、測(cè)量過(guò)程中通過(guò)逐步升高試驗(yàn)電壓，找到局放的起始電壓;根據(jù)衰減的電壓曲線找到局放熄滅電壓;根據(jù)局放的相角特性和局放發(fā)生率來(lái)判別放電模式。局放起始電壓Ui，終止電壓Ue，和Ui時(shí)局放水平是判斷電纜絕緣狀況的三個(gè)重要參數(shù)。同時(shí)為了能夠根據(jù)電纜局部放電測(cè)量結(jié)果，正確評(píng)價(jià)電纜狀態(tài)，電纜的類型，長(zhǎng)度，接頭類型，接頭位置等電纜基本信息是非常必要的。通常情況下，當(dāng)局部放電起始電壓低于運(yùn)行電壓，表明(biomng)電纜正常運(yùn)行中存在局部放電，并依據(jù)電纜本體和附件各自的局放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電纜采取相應(yīng)的維修策略。主要(zhyo)技術(shù)指標(biāo):l)最大輸出電壓(峰值):28kV2)最大輸出電壓(有效值):20kV3)測(cè)試電壓波

59、形:DAC(衰減的正弦波)4)測(cè)試電壓(diny)頻率:50Hz-800Hz5)高壓(goy)充電電流:10mA6)電抗器電感(din n):0.SH7)電抗器直流電阻:20歐8)最大振蕩電流：100A9)被測(cè)電纜電容:0.025pF-2pF10)局放測(cè)試范圍:lpC-100nC11)局放定位帶寬:150kHz-45MHz(根據(jù)被測(cè)電纜長(zhǎng)度自動(dòng)設(shè)置)12)局放定位方法:脈沖反射法13)局放定位精度:l%14)介損角tan6測(cè)試:0.1%-10%15)電源:220V，50Hz16)高壓?jiǎn)卧亓?約55公斤。實(shí)現(xiàn)的功能:1)采用振蕩電壓對(duì)10kV電纜進(jìn)行局部放電診斷2)測(cè)試中利用振蕩波電壓誘發(fā)局放

60、3)非破壞性試驗(yàn)(診斷電壓不超過(guò)電纜的運(yùn)行電壓1.7U0)4)自動(dòng)獲取電纜本體、接頭和終端的局放數(shù)據(jù)5)自動(dòng)預(yù)定位局放點(diǎn)的位置6)自動(dòng)測(cè)量并顯示介損tan6值7)局放水平的測(cè)試依據(jù) IEC60270標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行8)自動(dòng)設(shè)置測(cè)試電路的帶寬以獲得最佳信號(hào)9)自動(dòng)校正接頭位置10)局放傳感器集成于高壓?jiǎn)卧獌?nèi)11)在筆記本電腦上通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(WLAN)控制整個(gè)系統(tǒng)12)在線處理功能，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)局放測(cè)試數(shù)據(jù)13)全菜單操作14)便攜式設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)便。3、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用(yngyng)方法應(yīng)用(yngyng)方法如下:l)根據(jù)(gnj)原理圖，正確連接測(cè)試線路，確保連接部位干凈(有利于降低背景干擾)、可靠。2)對(duì)