PD208講稿 GIS局放檢測技術.ppt

GIS局放檢測技術 PD208型GIS局放檢測儀 北京興泰學成儀器有限公司 基于超聲波和特高頻兩種檢測技術的二合一儀器 權威部門意見 國際大電網(wǎng)CIGRE認為 聲發(fā)射檢測方法 又稱超聲方法 與特高頻檢測方法均適用于GIS局部放電測量 二者均具有很好的靈敏度 兩種檢測方法已列入了IEC和CIGRE的標準局放測量方法中 行業(yè)標準中的相關論述 行業(yè)標準中的相關論述 測量原理 PD208型GIS局放檢測儀的測量原理 聲發(fā)射原理 俗稱超聲法 電力設備中 當有局放等缺陷發(fā)生時 會發(fā)射聲信號 采集這些聲音信號 根據(jù)實際應用經(jīng)驗加以分析 可以對SF6電氣設備的運行狀況做出某種程度的安全評估 特高頻原理 UHF 局部放電能產(chǎn)生寬頻帶的電磁波輻射 在UHF 0 3 3GHZ 頻段接收放電所產(chǎn)生的電磁波信號 超聲方法測量原理 導體 壓力波 傳感器 放電源 行波 接收10 100KHz的聲信號 能檢測的缺陷種類更廣泛 不僅限于局放 無損檢測 現(xiàn)場被測試設備無需停運 不需要其他輔助設備和設施 缺陷定位最方便 最精準 抗干擾性能好于特高頻 特高頻方法測量原理 特高頻原理示意 超聲信號與電測信號非常接近 超聲法與電測法的對比 電測法作為試驗室局放測量的常規(guī)方法 有著高靈敏度和局放量量度準確的優(yōu)點 通過與電測法對比可見超聲法也具有很高的靈敏度 超聲法與特高頻法的比較 超聲法能檢測的缺陷種類比特高頻廣泛 GIS內部的缺陷不僅限于局放 特高頻法是接收電磁波信號 因此它只能檢測局放缺陷 超聲法不僅能檢測局放缺陷 還能檢測異物和機械類等不伴隨局放或者放電信號非常微弱 不居于主要地位的缺陷 對于特高頻傳感器 提高靈敏度和增強抗干擾能力是一對矛盾 因此 必須犧牲一定的靈敏度來提高抗干擾能力 對于毛刺和尖端型放電 超聲要比特高頻靈敏 而對于盆式絕緣子表面或內部的放電 特高頻要比超聲靈敏 超聲的現(xiàn)場抗干擾能力強于特高頻 現(xiàn)場對超聲測量造成干擾的主要是附近的馬達 電機等高頻聲響 特高頻的干擾源有雷達 無線通訊 架空線路放電 防爆燈等等 目前超聲法與特高頻法所測信號強度與局放量之間對應關系都不夠明確 GIS內部典型缺陷 1 由于安裝 維修時不注意 在殼體內留有導電微粒及其他雜物 2 電極表面有損傷 毛刺 刮傷 或安裝 維修不善而出現(xiàn)臺階等 3 導電或接地部分接觸不良 4 支撐絕緣子內部有氣泡或劣化 5 部件松動 6 氣壓下降或含水量增多等 GIS中的顆粒類缺陷分析 顆粒在電場力與重力的作用下 上下跳動 顆粒每碰撞設備一次 就發(fā)射一個寬帶瞬態(tài)聲脈沖 它在殼體內來回傳播 來自這種顆粒的聲信號一般是顆粒端部的局放和顆粒碰撞殼體的混合信號 顆粒類缺陷信號特點 信號峰值與有效值示數(shù)大 信號幅值波動范圍較大 峰值系數(shù)大 峰值與有效值之比 原始波形中信號脈沖的上升沿與下降沿較陡 與工頻及2倍工頻弱相關 超聲信號特點 特高頻信號特點 對于顆粒類缺陷 多數(shù)時候不伴隨放電 有伴隨放電的情況的 放電量也比較小 特高頻方法難于檢測 顆粒類缺陷危險評估 體積越大 越細長的顆粒越危險 波峰間距 飛行時間 跳躍高度 顆粒的存在明顯影響工頻耐壓水平 對沖擊電壓水平影響較小 顆粒運動到盆式絕緣子 破壞絕緣子表面易引發(fā)閃絡 懸浮屏蔽類缺陷 機械的屏蔽松動可以引起懸浮電位 相當于增加了一層電容耦合 近電極的懸浮屏蔽會使屏蔽與電極之間的放電增加 此類缺陷一般信號水平較高 危害較大 懸浮屏蔽類缺陷 局放 信號特點 信號峰值與有效值示數(shù)較高 信號幅值波動范圍較小 信號水平較穩(wěn)定 峰值系數(shù)較小 峰值與有效值之比 頻率成分1和2均有示數(shù) 但頻率成分2示數(shù)更高 原始波形中信號脈沖的上升沿與下降沿較緩 各波峰具有一定的規(guī)律性 超聲信號特點 特高頻信號特點 本類缺陷信號較強 會有比較明顯的陡度很大的脈沖過來 依據(jù)具體導致放電原因的不同 波形和相位特征會有所差別 毛刺類故障 毛刺的存在使局部場強增加 主要表現(xiàn)為電暈放電 由于電暈球的保護作用 工頻耐壓水平不受影響 但是沖擊電壓水平會大幅下降 氣壓和毛刺的尖銳程度對放電有影響 毛刺大于1 2mm就認為是有害的 毛刺類缺陷 電暈 信號特點 信號強度不高 峰值系數(shù) 峰值與有效值之比 較小 與工頻及2倍工頻均相關 與工頻相關性更強 信號的頻帶較窄 一般小于80KHz 原始波形界面中各脈沖周期性較強 超聲信號特點 特高頻信號特點 依據(jù)放電能量大小 一般也能接收到信號 靈敏度比超聲差 脈沖陡度比較緩 PD208儀器介紹 超聲法 特高頻原理 符合IEC和CIGRE標準 高靈敏度 可達1pc 超聲定位準確度可達10cm 特高頻可達1m 獨有的原始波形界面使缺陷查找更直觀 查找概率大大提高 真彩觸摸液晶屏 最小最輕 僅2kg 前面板 液晶觸摸顯示屏 超聲傳感探頭或特高頻傳感器接入端 耳機插口 電源開關 PD208儀器介紹 PD208儀器介紹 后面板 RS232串口 與電腦通訊 充電端口 3針 同步端口 4針 同步選擇開關 CT和市電 BNC端口 外接放大器 銘牌 PD208儀器介紹 超聲傳感器 聲發(fā)射傳感器 默認接收頻段10KHz 100KHz 諧振頻率32KHz 高靈敏度 美國原裝 穩(wěn)定可靠 特高頻傳感器 接收頻段0 3 3GHZ高靈敏度 靈敏度與信號衰減 a圖為一個300KVGIS中放電量與聲信號的對應關系 b圖為信號隨傳播距離的衰減關系 PD208的基本功能 PD208提供三種測量方式 連續(xù)測量 信號的峰值 有效值 與工頻的相關性 與2倍工頻的相關性 原始波形 連續(xù)幾個工頻周期內的信號脈沖圖譜 相位模式 放電幅值與相位的關系 注 接特高頻傳感器時僅應用原始波形界面 參數(shù)整定 數(shù)據(jù)存儲與通訊 PD208的測量方式 連續(xù)測量 本界面測量四項數(shù)據(jù) 有效值和周期峰值 衡量信號強弱 峰值與有效值的比值以及其波動范圍可參考來進行故障類型識別 頻率成分1 衡量信號與工頻的相關性強弱 頻率成分2 衡量信號與2倍工頻的相關性強弱 PD208的測量方式 原始波形 本界面可觀測1 12個工頻周期內的信號圖譜 根據(jù)有無異常脈沖判斷有無故障 根據(jù)脈沖特征進行類型識別和嚴重程度分析 PD208的測量方式 相位模式 根據(jù)連續(xù)測量和原始波形提供的數(shù)據(jù)確認有局放或電暈類故障后 可使用本界面具體觀察放電發(fā)生的相位位置 注 使用本界面需先同步現(xiàn)場電源 幾類典型缺陷的超聲特征 測量點的選擇及測量周期 兩個法蘭之間至少1個點 超過1 5m的氣室應增加1個測量點 某些直徑特別大的氣室應沿圓周增加測量點 測量點一般選擇氣室的中下部 特高頻測量點 法蘭盤之間的盆式絕緣子處 要求無金屬包邊 某些有 開窗 的GIS新投運的GIS應進行一次測量 以后每1 2年進行一次測量 有異常但不嚴重的應縮短測量周期 做好數(shù)據(jù)保存以方便比對 數(shù)值有增大趨勢的應盡快解體處理 超聲測量點 缺陷點定位 信號越強越接近故障點 沿殼體360度 觀察信號是在特定區(qū)域強還是360度一樣 一樣則說明故障源在中央 聲信號在SF6氣體中傳播時 高頻部分比低頻衰減更快 據(jù)此調整儀器接收頻段 根據(jù)信號強度的變化情況可判斷故障點是在殼體附近還是中心區(qū)域 超聲法定位 特高頻法定位 脈沖時差定位 脈沖到達各個傳感器的時間差X電磁波的傳播速度 即光速 定位是特高頻抗干擾的最重要的手段 測量注意事項 確保傳感器與設備接觸良好 超聲傳感器與外殼間的氣泡或微小間隙對信號接收影響很大 合理使用耦合劑 測量過程中其他人員不要碰觸正在測量的氣室 打手機會對特高頻信號形成干擾 實際缺陷圖譜分析 正常氣室的連續(xù)測量和原始波形界面