1、变电站地网接地电阻测试变电站地网接地电阻测试开关柜局放带电检测技术1第一部分第一部分 引言引言第二部分第二部分 开关柜局放检测技术介绍开关柜局放检测技术介绍第三部分第三部分 现场应用案例与实验室研究现场应用案例与实验室研究第四部分第四部分 技术探讨技术探讨目录目录2第一部分第一部分 引言引言第二部分第二部分 开关柜局放检测技术介绍开关柜局放检测技术介绍第三部分第三部分 现场应用案例与实验室研究现场应用案例与实验室研究第四部分第四部分 技术探讨技术探讨目录目录3开关柜数量多，而人员基本保持了零增长，造成每年人均维护工作量大，维护成本不断攀升。传统试验手段不利于发现局部微小缺陷和隐患，且带来的供电
2、可靠性问题凸出，以广州为例占到了10%。传统试验手段的缺陷检出率不高，试验应更加有针对性。寻找一种既能有效发现绝缘问题而又不会增加其他如停电试验造成大量操作的检测手段显得非常重要。第一部分 引 言4第一部分第一部分 引言引言第二部分第二部分 开关柜局放检测技术介绍开关柜局放检测技术介绍第三部分第三部分 现场应用案例与实验室研究现场应用案例与实验室研究第四部分第四部分 技术探讨技术探讨5（一）局部放电的主要类型及特征 电磁波的发射：HFVHFUHFSHF；声音信号：可闻噪声超声波；气体生成物：氮化物、碳化物、氟化物；光：红外、紫外；发热：红外；电流行波：高频脉冲电流。位置上分：表面放电和内部放电
3、特征上分：持续放电和间歇放电第二部分 开关柜局放检测技术介绍630,000m3,000m300m30m3m30cm3cm0.3cm10kHz100kHz10MHz100MHz1GHz10GHz100GHz1MHz超超低低频频低低 频频中中 频频高高 频频超超高高频频特特高高频频超超音音频频极极高高频频调调幅幅广广播播调调频频广广播播超超声声波波微微 波波雷雷达达频频带带3 30 00 0G GH Hz z波波段段频频谱谱图图及及其其幅幅值值3 3k kH Hz z 波波段段频频率率范范围围：3 3k kH Hz z到到3 30 00 0G GH Hz z特特高高频频频频率率范范围围：3 30
4、00 0M MH Hz z到到3 3G GH Hz z高高频频频频率率范范围围：3 3M MH Hz z到到3 30 0M MH Hz z转转换换电电路路测测量量频频段段：高高达达1 1M MH Hz z（I IE EC C规规定定中中 O OW WT TS S）声声纳纳频频段段：1 10 0k kH Hz z到到3 30 00 0k kH Hz z第二部分 开关柜局放检测技术介绍（一）局部放电的主要类型及特征7（二）检测方法的基本原理 地电波原理n局部放电发生时，肌肤效应作用，在金属断开或绝缘连接处，电流波转移至外表面；电磁波上升沿碰到金属外表面，产生暂态对地电压(Transient Ear
5、th Voltage)。第二部分 开关柜局放检测技术介绍8n地电波幅值与放电量和传播途径的衰减程度有关n要取决于放电点位置、设备的内部结构以及开口大小有关第二部分 开关柜局放检测技术介绍（二）检测方法的基本原理 地电波原理9n 局部放电前，放电点周围的电场应力、介质应力、粒子力处于相对平衡状态。n 局部放电是一种快速的电荷释放或迁移过程，导致放电点周围的电场应力、机械应力与粒子力失去平衡状态而产生振荡变化过程；第二部分 开关柜局放检测技术介绍（二）检测方法的基本原理 超声波原理10n机械应力与粒子力的快速振荡，导致放电点周围介质振动，从而产生声波信号n通过压电转换传感器达到测量目睹第二部分 开
6、关柜局放检测技术介绍（二）检测方法的基本原理 超声波原理11（三）仪器介绍 UltraTEV Plus+功能特点：采用TEV及超声波两种测试方法；显示局部放电幅值大小、脉冲数、及放电烈度，可听到放电的声音；PDL功能特点：采用TEV技术测量局部放电的放电幅值；采用时间差法对局部放电的具体位置定位；第二部分 开关柜局放检测技术介绍12 PDM03功能特点：同时监测多个开关柜的放电活动；可以准确定位；可以用来监视一段时间期内的放电情况；配备专业数据分析软件；第二部分 开关柜局放检测技术介绍（三）仪器介绍13第二部分 开关柜局放检测技术介绍（四）操作方法检查仪器仪器校准测试背景记录环境逐个测试数据分
7、析14第二部分 开关柜局放检测技术介绍（四）操作方法检查仪器仪器校准测试背景记录环境逐个测试数据分析横向比较法：对同类设备的测试结果进行比较，若比其它同类设备的测试结果及现场背景值均大时，就可以此来分析设备存在缺陷的可能性。纵向比较法：对同一设备不同时间的测试结果进行分析，从而比较分析得出设备的运行状况。15第二部分 开关柜局放检测技术介绍（五）状态判断参考序号项目周期标准说明1超声波1）半年至1年2）投运后3）必要时1）正常：无典型放电波形或音响，且数值8dB。2）异常：数值8dB且15dB。3）缺陷：数值15dB。1.新设备投运后周内完成。2.异常情况应缩短监测周期。3.缺陷应停电检查、处
8、理。2红外检测1）半年至1年2）投运后3）必要时1）正常：通风孔温度且柜体表面温度与环境温差。2）缺陷：通风孔温度或柜体表面温度与环境温差。1.新设备投运后周内完成。2.缺陷应停电检查、处理。3地电波1）半年至1年2）投运后3）必要时1）正常：相对值20dB。2）异常：相对值20dB。1.新设备投运后周内完成。2.相对值：测试数值与环境测试数值（金属）差。3.异常情况应开展长时间在线监测。16第一部分第一部分 引言引言第二部分第二部分 开关柜局放检测技术介绍开关柜局放检测技术介绍第三部分第三部分 现场应用案例与实验室研究现场应用案例与实验室研究第四部分第四部分 技术探讨技术探讨目录目录17（一
9、）现场应用案例1 2009年6月，对某个电房内的开关柜进行状态检测，结果为局部放电超标（地电波检测结果显示幅值接近20dB，超声波检测结果显示超过8dB,接近15dB），解体结果如下：第三部分 现场应用案例与实验室研究18 2010年1月21日，对某个电房内的开关柜进行状态检测，结果为局部放电超标（地电波检测结果显示幅值15dB，超声波检测结果显示接近16dB），解体结果如下：第三部分 现场应用案例与实验室研究（一）现场应用案例219 2010年1月6日，对某个电房内的开关柜进行状态检测，结果为局部放电超标（地电波检测结果显示幅值12dB，超声波检测结果显示接近18dB），解体结果如下：第三部
10、分 现场应用案例与实验室研究放电缺陷1放电缺陷1放电缺陷2放电缺陷2（一）现场应用案例320 2010年4月28日，对某个电房内的开关柜进行状态检测，结果为局部放电超标（地电波检测结果显示幅值10dB，超声波检测结果显示接近27dB），柜内检查如下：第三部分 现场应用案例与实验室研究电缆室（一）现场应用案例421 2010年10月14日，对某个电房内的开关柜进行状态检测，结果为局部放电超标（地电波检测结果显示幅值8-10dB，超声波检测结果显示接近23dB第三部分 现场应用案例与实验室研究缝隙1缝隙2（一）现场应用案例522放电点1放电点3放电点2第三部分 现场应用案例与实验室研究（一）现场应
11、用案例523 2010年10月14日，对某个电房内的开关柜进行状态检测，结果为局部放电超标（地电波检测结果显示幅值2dB，超声波检测结果显示接近26dB）1126248051015202530G1G2G3G418262070102030从后面检测从前面检测第三部分 现场应用案例与实验室研究（一）现场应用案例624基本情况：开关柜为全绝缘型，西门子，运行时间超过5年；电房巡视正常，TEV检测信号时有时无。2010年4月26日至28日，利用PDM03进行了为期2天的连续监测。第三部分 现场应用案例与实验室研究（一）现场应用案例725检测结果：每个探测器的短期局部放电剧烈程度值=24；7 号测量通道
12、总脉冲数量=1354199，每个周期放电脉冲数比例达到1.172，占了67%。距离6 号和7号通道较近位置存在内部放电。已经处理。第三部分 现场应用案例与实验室研究检测通道收到了间歇性的放电信号（一）现场应用案例7262010年4月26日，某开关柜局部放电地电波检测结果为38dB。6月4日，利用UltraTEV Plus+进行再次复测，结果发现地电波检测结果仍然超过20dB，达到32dB。前后两次超声波检测结果分别为-5dB和-6dB，正常。第三部分 现场应用案例与实验室研究（一）现场应用案例827利用PDM03对上述异常开关柜进行局部放电定位，检测时间为2天。在开关柜四周布置4个天线探头接受
13、外部空间直接侵入信号（编号分别为1、2、11、12）。第三部分 现场应用案例与实验室研究（一）现场应用案例828第三部分 现场应用案例与实验室研究6月24日10点6月27日11点2600放电严重程度6月25日10点6月26日10点负荷电流（A）1500天线通道收到的信号变化趋势无规律检测通道收到的信号变化趋势有规律检测通道收到的信号变化与负荷电流变化趋势相反（一）现场应用案例8292010 年2 月2 日，对某用户电房例行开展局部放电带电检测时发现开关柜内部存在疑似放电现象，超声波检测结果为20dB，而地电波检测结果不超过10dB。由于放电非常微弱且地电波检测并不灵敏，无法对放电源进行定位。第
14、三部分 现场应用案例与实验室研究（一）现场应用案例930第三部分 现场应用案例与实验室研究 利用超声波对每一面开关柜、每面开关柜的缝隙进行相应的测量，对每一面柜进行统计平均，分析局部放电幅值水平。（一）现场应用案例931前 面侧 面 2上中下上中下侧 面 1上中下前 面上中下前 面上中下前 面上中下前 面上中下前 面上中下1234缝 1缝 2缝 3缝 4缝 5缝 6缝 7缝 8缝 9第三部分 现场应用案例与实验室研究（一）现场应用案例9322010 年2 月12 日和3月29日分别增加测试，三次检测结果如下图：8dB水平线第三部分 现场应用案例与实验室研究（一）现场应用案例9332010 年2
15、 月12 日和3月29日分别增加测试，三次检测结果如下图：第三部分 现场应用案例与实验室研究局部放电指标值与温度正相关，而与相对湿度负相关外部环境的改变影响到了局部放电的强度（一）现场应用案例9342010年10月7日，广州亚运会开幕式当日，发现异常2起，排除疑似缺陷1起。第三部分 现场应用案例与实验室研究（一）现场应用案例1035例：#4二级高压房开关柜组局放带电测试4dB9dB17dB26dB0510152025301234567891011121314TEV幅值/dBmV柜编号4H1-4H14电房门10dB可能存在放电，专业组立即组织人员分析！第三部分 现场应用案例与实验室研究（一）现场
16、应用案例1036例：#4二级高压房开关柜组局放带电测试4dB9dB17dB26dB建筑接地是通过接地通道串入的干扰信号，干扰源为旁边的直流屏。直流屏38dB第三部分 现场应用案例与实验室研究（一）现场应用案例1037现场检测小结（1）统计发现TEVplus+的超声波功能发现了较多的缺陷，占80%以上，而地电波功能发现的案例相对较少。（2）超声波方法发现的案例多以表面放电缺陷为主，而地电波发现的案例以固体材料内部放电缺陷为主。对某些严重放电缺陷，两种方法均能检测出来。（3）放电的不稳定性会造成dB读数困难，有时波动范围较大，不利于数据记录和状态判断。需借助其它特征量如放电严重程度、每周期脉冲数来
17、补充。（4）带电测试需要达到一定的测试频率才能对设备的运行状态做一个较全面的判断。只通过一两次检测得出的结论有时是片面的。第三部分 现场应用案例与实验室研究38（二）实验室研究论证第三部分 现场应用案例与实验室研究A 模拟试验39采用型号为LTYDW-60/160的无晕试验变压器，其额定容量为60kVA，局部放电量小于5pC。开关柜本身没有放电时，所能加的最高电压为5.2kV第三部分 现场应用案例与实验室研究（二）实验室研究论证A 模拟试验40第三部分 现场应用案例与实验室研究（二）实验室研究论证A 模拟试验41第三部分 现场应用案例与实验室研究悬浮和气隙模型，放电量越大，地电波幅值在25dB
18、左右基本不变针板模型，放电量越大，地电波幅值逐步增加，但幅值在也25dB左右（二）实验室研究论证A 模拟试验42第三部分 现场应用案例与实验室研究三种模型下放电严重程度特征量随着缺陷放电量变大而增加趋势明显（二）实验室研究论证A 模拟试验43第三部分 现场应用案例与实验室研究三种模型下每周波放电次数特征随着缺陷放电量变大而增加趋势明显（二）实验室研究论证A 模拟试验44第三部分 现场应用案例与实验室研究三种模型下超声波幅值（dB）特征随着缺陷放电量变大而增加趋势明显（二）实验室研究论证A 模拟试验45第三部分 现场应用案例与实验室研究外部条件相同，用地电波测试时，幅值数值（dB）对缺陷严重程度
19、的变化表现相对不灵敏，而其衍生特征量（放电严重程度、每周波放电脉冲个数）有较好响应46第三部分 现场应用案例与实验室研究（二）实验室研究论证频带交叠程度不高是地电波方法不灵敏的主要原因。绝缘爬电能量以传导为主，辐射特性不明显。地电波方法的灵敏性取决于辐射量的高低。B 电场分析47背景局部放电10-15dB局部放电20-25dB第三部分 现场应用案例与实验室研究（二）实验室研究论证C 声音的谱分析48背景1kHz10kHz10-15dB20-25dB第三部分 现场应用案例与实验室研究（二）实验室研究论证C 声音的谱分析4910kHz以下15kHz以上第三部分 现场应用案例与实验室研究（二）实验室
20、研究论证C 声音的谱分析50第三部分 现场应用案例与实验室研究（二）实验室研究论证开发了频域实时分析模块，力图通过准实时分析超声波频谱特性，解决放电读数不稳定的问题。C 声音的谱分析51第一部分第一部分 引言引言第二部分第二部分 开关柜局放检测技术介绍开关柜局放检测技术介绍第三部分第三部分 现场应用案例与实验室研究现场应用案例与实验室研究第四部分第四部分 技术探讨技术探讨目录目录52（一）状态检测建议因地制宜原则应根据一类设备的主要缺陷形式有针对性地选择状态检测技术手段。就广州地区而言，变电站10kV高压室开关柜的主要问题是机构方面的问题，绝缘问题是其中的一部分。因此，在开展状态检测工作时应加
21、强机械特性的试验，将该类型设备的故障率通过状态检测降到可接受水平。对于广州地区配电网系统，绝缘缺陷引起开关柜故障的比例在50%以上。因此，绝缘问题是配电网高压开关柜的主要问题所在。因此，在不影响供电可靠性的前提下，灵活开展非嵌入式局部放电带电检测是降低配网高压开关柜故障率的有效手段。从现有检测技术的灵敏性和实际情况考虑，加强开关柜状态检测的巡检率是预防事故扩大，将事故消除在萌芽状态的有利途径。第四部分 技术探讨53（一）状态检测建议因地制宜原则执行架构执行架构技术主管部门，制定各类技术标准、考评机制，对疑似缺陷组织召开专题分析会议状态检测具体执行单位，负责辖区内设备巡检，消除一般性缺陷并报试研
22、所备案协助局制定各类技术标准、考评机制，对疑似缺陷进行确诊。局生技部变电一二部各区局试研所推广状态推广状态1 1、出台局开关柜局放带电测试管理规定；、出台局开关柜局放带电测试管理规定；2 2、全部、全部1111个区局均已配置至少个区局均已配置至少2 2套便携式局放仪器，主网运行单位近期也将配置套便携式局放仪器，主网运行单位近期也将配置一定数量的巡检仪一定数量的巡检仪第四部分 技术探讨54（二）动态修订判定标准当前，国内关于开关柜非嵌入式局部放电带电检测状态评估的标准还主要以借鉴新能源电网公司的经验为主。因此，随着检测经验的不断积累和状态检测实践案例的不断丰富，有必要对各种状态的阈值标准进行动态
23、修订。（3）完善检测技术手段根据绝缘放电缺陷表达形式的多样性和主次性特点，结合地区运行经验，对每一类高压设备建议配备至少1种检测手段。地电波和超声波检测技术各有其特点，其实用效果应从长期积累的角度去衡量。开展局部放电多方法联合检测是提高诊断效果的有效途径。结合巡视开展普查疑似缺陷定性严重程度估计剩余运行寿命（故障风险）根据测试经验和多这个检测方法开展综合抗干扰状态检测的难点与多个影响因素相关存在较大不确定性状态检测落点和目的资产最优化管理状态检测是重要参考依据之一，最终通过高级决策达到多目标优化！第四部分 技术探讨55（三）完善检测技术手段根据绝缘放电缺陷表达形式的多样性和主次性特点，结合地区
24、运行经验，对每一类高压设备建议配备至少1种检测手段。地电波和超声波检测技术各有其特点，其实用效果应从长期积累的角度去衡量。开展局部放电多方法联合检测是提高诊断效果的有效途径。第四部分 技术探讨56（四）提高人员专业化程度在目前阶段，专家经验和仪器抗干扰特性是决定诊断准确性的两个重要方面。也可以说，每种检测技术的抗干扰策略决定了诊断结果的有效性和准确性，也决定该项技术对测试人员经验的要求。从信号采集方式、信号转换成电压信号、信号放大、信号滤波，到传输到电脑主机，再继续到数字信号存储并后续分析。干扰信号可能侵入上述每一步。好的检测技术一定是从源头就开始考虑如何抑制干扰，而不是将防御留到最后一环。越往后，信号种类越多，对测试人员的要求就越高。现有大部分的仪器都是属于软件处理型，对测试人员的要求较高。加快测试队伍的专业化是保障状态检测工作发挥实效的重要基础。第四部分 技术探讨57谢谢 谢！谢！20112011年广东省职业技能大赛年广东省职业技能大赛高压试验工和油务员技能竞赛高压试验工和油务员技能竞赛58
