特高頻與超聲波局放檢測技術(shù)

2015年3月濟(jì)南GIS特高頻與超聲波局部放電檢測技術(shù)當(dāng)前第1頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)主要內(nèi)容GIS局部放電檢測概述超聲波局放檢測技術(shù)特高頻局放檢測技術(shù)當(dāng)前第2頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)一、GIS局部放電檢測概述

當(dāng)前第3頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)主要內(nèi)容GIS局部放電檢測的意義1局部放電的基本概念2GIS設(shè)備局部放電的起因3GIS局部放電檢測方法4當(dāng)前第4頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)開展GIS局部放電檢測的意義隨著電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，GIS變電站的數(shù)量不斷增加；GIS的內(nèi)部空間極為有限，工作場強(qiáng)很高，且絕緣裕度相對較??；GIS內(nèi)部一旦出現(xiàn)絕緣缺陷，極易造成設(shè)備故障，引起的停電時(shí)間較長，檢修費(fèi)用也很高；國內(nèi)已經(jīng)發(fā)生了數(shù)起較為嚴(yán)重的GIS事故，過去那種認(rèn)為GIS設(shè)備免維護(hù)的觀點(diǎn)已不被認(rèn)同；CIGRE調(diào)查表明，50％以上的GIS故障是可預(yù)先發(fā)現(xiàn)的；在GIS的交接試驗(yàn)中監(jiān)視局部放電信號，對運(yùn)行中的GIS進(jìn)行定期監(jiān)測，均是保障安全運(yùn)行的有效手段。當(dāng)前第5頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)局部放電的基本概念電力設(shè)備的絕緣系統(tǒng)中，只有部分區(qū)域發(fā)生放電，而沒有貫穿施加電壓的導(dǎo)體之間，即尚未擊穿，這種現(xiàn)象稱之為局部放電。它是由于局部電場畸變、局部場強(qiáng)集中，從而導(dǎo)致絕緣介質(zhì)局部范圍內(nèi)的氣體放電或擊穿所造成的。它可能發(fā)生在導(dǎo)體邊上，也可能發(fā)生在絕緣體的表面或內(nèi)部。在絕緣體中的局部放電甚至?xí)g絕緣材料，并最后導(dǎo)致絕緣擊穿。局部放電是一種脈沖放電，它會在電力設(shè)備內(nèi)部和周圍空間產(chǎn)生一系列的光、聲、電氣和機(jī)械的振動等物理現(xiàn)象和化學(xué)變化。這些伴隨局部放電而產(chǎn)生的各種物理和化學(xué)變化可以為監(jiān)測電力設(shè)備內(nèi)部絕緣狀態(tài)提供檢測信號。當(dāng)前第6頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)GIS設(shè)備局部放電的起因1-導(dǎo)體上的毛刺；3-懸浮屏蔽(接觸不良)；5-盆式絕緣子上的顆粒2-殼體上的毛刺4-自由移動的金屬顆粒6-盆式絕緣子內(nèi)部缺陷當(dāng)前第7頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)懸浮放電分類：固定間隙懸浮放電可變間隙懸浮放電特點(diǎn)：1、信號強(qiáng)，脈沖幅值穩(wěn)定，脈沖間隔穩(wěn)定，高頻含量多2、間隙對稱時(shí)，正負(fù)半波對稱，間隙不對稱，正負(fù)半波不對稱3、放電脈沖主要集中在一、三象限懸浮放電模型圖當(dāng)前第8頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)自由金屬顆粒放電特點(diǎn)：1、碰撞外殼產(chǎn)生的機(jī)械信號強(qiáng)，電信號較弱2、無固定相位特征，幅值不穩(wěn)定3、通常電信號最大信號出現(xiàn)在電壓峰值處自由金屬顆粒模型圖當(dāng)前第9頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)絕緣內(nèi)部氣隙放電特點(diǎn)：1、脈沖幅值相對較小，幅值變化大，高頻含量少，間隔變化大2、不規(guī)則氣泡正負(fù)半波不對稱3、放電脈沖主要集中在一、三象限氣隙放電模型圖當(dāng)前第10頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)尖端放電特點(diǎn)：1、放電脈沖次數(shù)多，信號最大值通常在電壓峰值處2、正負(fù)半波嚴(yán)重不對稱3、高頻含量少金屬尖端放電模型圖分類：導(dǎo)體上的尖端殼體上的尖端當(dāng)前第11頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)GIS絕緣擊穿的主要表現(xiàn)形式GIS投運(yùn)初期：絕緣擊穿大多是由金屬顆粒、懸浮導(dǎo)體、表面毛刺或顆粒等缺陷造成的。通過完善交接驗(yàn)收可起到預(yù)防作用；GIS運(yùn)行中期：絕緣擊穿大多是絕緣子表面的缺陷（例如污穢、表面電荷積聚、附著金屬微粒）引起的，特別是在暫態(tài)過電壓作用時(shí)。通過定期巡檢可發(fā)現(xiàn)這些隱患當(dāng)前第12頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)GIS局部放電檢測技術(shù)傳統(tǒng)脈沖電流檢測法：無法解決抗干擾問題，很難達(dá)到必要的檢測靈敏度，通常用于試驗(yàn)室；特高頻檢測法：檢測特高頻電磁波信號，檢測范圍較大，不受空氣中電暈干擾影響，對各種缺陷均敏感，檢測靈敏度可達(dá)幾個(gè)pC；超聲波檢測法：檢測超聲波信號，抗電氣干擾，對自由顆粒缺陷和金屬件的振動較為敏感，在靠近缺陷部位時(shí)，檢測靈敏度可達(dá)到幾個(gè)pC，定位準(zhǔn)確；氣體分析法：分解物從產(chǎn)生到擴(kuò)散，需要一定的過程，且只有濃度積累到一定水平后方可被檢測到，故響應(yīng)速度較慢，檢測靈敏度較低。當(dāng)前第13頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)特高頻(UHF)及超聲波(AE)法的比較特高頻UHF超聲波AE檢測信號特高頻電磁波信號超聲波信號抗干擾對電暈放電較不敏感易受懸浮放電影響對電氣干擾較不敏感易受振動噪聲影響靈敏度對各種放電缺陷均較敏感，但不能發(fā)現(xiàn)彈墊松動、粉塵飛舞等非放電性缺陷僅對部分放電缺陷敏感，能發(fā)現(xiàn)彈墊松動、粉塵飛舞等非放電性缺陷檢測范圍>10米<1米定位功能不具備（實(shí)現(xiàn)困難）具備（實(shí)現(xiàn)簡單）缺陷定量與pC值沒有直接關(guān)系與pC值沒有直接關(guān)系當(dāng)前第14頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)二、超聲波局部放電檢測技術(shù)當(dāng)前第15頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)主要內(nèi)容超聲波局部放電檢測的原理1超聲波局部放電檢測儀器2超聲波局部放電檢測方法及注意事項(xiàng)3超聲波局部放電圖譜的分析及診斷4超聲波局部放電典型案例分析5當(dāng)前第16頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)局部放電，伴隨有爆裂狀的聲發(fā)射，產(chǎn)生超聲波，且很快向四周介質(zhì)傳播。通過安裝在電力設(shè)備外壁上的超聲波傳感器，將超聲波信號轉(zhuǎn)換為電信號，就能對設(shè)備的局部放電水平進(jìn)行測量。一、超聲波局部放電檢測的原理當(dāng)前第17頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)聲信號傳輸特點(diǎn)當(dāng)GIS中的缺陷在電壓作用下發(fā)生局部放電時(shí)，局放產(chǎn)生的能量是周圍SF6氣體的溫度驟然升高，從而形成局部過熱，所產(chǎn)生的擾動以壓力波的形式傳播，其類型包括縱波、橫波和表面波。不同的電氣設(shè)備、環(huán)境條件和絕緣狀況產(chǎn)生的聲波頻譜都不相同。GIS中沿SF6氣體傳播的只有縱波，這種超聲縱波以球面波的形式向周圍傳播。由于超聲波的波長較短、方向性將強(qiáng)，所以它的能量也較為集中，因而可以通過設(shè)置在外壁的壓敏傳感器收集超聲放電信號并對信號進(jìn)行分析。當(dāng)前第18頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)1、超聲波信號在SF6中衰減大，26dB/m(空氣或油中20倍)且與頻率的平方成正比，檢測范圍?。?、超聲波在SF6中傳播速度很慢，約140m/s(約為空氣1/2，油中1/10)；3、對固體絕緣內(nèi)部缺陷十分不靈敏；4、定位簡單，僅僅依靠幅值法即可簡單定位；5、分為接觸式和非接觸式，接觸式適合檢測GIS、電纜終端，非接觸式超聲檢測設(shè)備，須帶有集波器，和激光定位裝置，適合檢測開關(guān)柜，以及瓷瓶表面裂紋當(dāng)前第19頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)二、超聲波局部放電檢測儀器超聲波局放檢測儀基本要求典型儀器的組成超聲波局部放電常用譜圖當(dāng)前第20頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)傳感器靈敏度范圍：20kHz～100kHz；

測試儀應(yīng)使用方便，測量快速，對GIS的絕大多數(shù)缺陷具有較高的靈敏度；帶有同步裝置，能與變頻試驗(yàn)設(shè)備連接，以實(shí)際電源周期為參考相位；檢測信號應(yīng)包括信號幅值、相位特性，具有連續(xù)模式、脈沖模式及相位模式等譜圖；可以進(jìn)行缺陷種類識別。

可利用脈沖模式進(jìn)行顆粒危險(xiǎn)性評估。配置測試線長度不應(yīng)小于3米（通常要帶前置放大器），以滿足高處檢測的要求抗干擾：在戶外GIS應(yīng)用中，電暈無影響1、超聲波局放檢測儀基本要求當(dāng)前第21頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)1、超聲波局放檢測儀基本要求使用前置放大器時(shí)接線示意圖當(dāng)前第22頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)聲發(fā)射傳感器：將局部放電激發(fā)的超聲波信號轉(zhuǎn)換成電信號局放檢測儀主機(jī)：用于局部放電電信號的采集、分析、診斷及顯示。前置放大器：當(dāng)被測設(shè)備與檢測儀之間距離較遠(yuǎn)（大于3m）時(shí)，為防止信號衰減，需在靠近傳感器的位置安裝前置放大器。特制絕緣棒：檢測部位比較危險(xiǎn)時(shí)，如電纜終端，可以使用特制絕緣棒作為聲傳到介質(zhì)，進(jìn)行檢測。2、典型儀器的組成當(dāng)前第23頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)2、典型儀器的組成當(dāng)前第24頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)1）時(shí)域波形譜圖（原始譜圖）：時(shí)域波形檢測模式用于對被測信號的原始波形進(jìn)行診斷分析，以便直觀的觀察被測信號是否存在異常。時(shí)域波形檢測模式典型譜圖3、超聲波局部放電檢測常用譜圖當(dāng)前第25頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)2）連續(xù)模式譜圖：

共有4個(gè)柱狀圖，分別為信號的有效值、峰值、50Hz的相位相關(guān)性，100Hz的相位相關(guān)性。因?yàn)榫址哦际桥c電源的相位相關(guān)的，根據(jù)局放在不同的相位放電特性，能

判斷出放電的性質(zhì)，如自由顆粒、毛刺、懸浮電位等

連續(xù)檢測模式典型譜圖當(dāng)前第26頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)3）相位檢測模式（PRPD譜圖），需要進(jìn)行相位同步相位檢測模式典型譜圖當(dāng)前第27頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)同步信號的接取局部放電檢測許多譜圖，如PRPS、PRPD等譜圖都需要進(jìn)行相位同步，因此使用這些模式時(shí)，需要接取同步信號

。同步方法有：1、內(nèi)同步法：適用于對現(xiàn)場運(yùn)行設(shè)備帶電檢測，使用現(xiàn)場的檢修電源，利用現(xiàn)場檢修電源相位儀器內(nèi)部同步2、外同步法：適用于現(xiàn)場電源與運(yùn)行電壓之間相位偏差大、無法通過相位確定放電類型時(shí)，或現(xiàn)場采用異頻電源進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)。運(yùn)行條件下可通過PT二次回路接取，交流耐壓時(shí)可通過變頻電源柜接取當(dāng)前第28頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)4）脈沖檢測模式（飛行模式）脈沖檢測模式典型譜圖當(dāng)前第29頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)4）脈沖檢測模式（飛行模式）脈沖檢測模式評估顆粒危害當(dāng)前第30頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)5)特征指數(shù)檢測模式：特征圖譜表征超聲波信號發(fā)生的時(shí)間間隔,其橫坐標(biāo)為時(shí)間間隔，縱坐標(biāo)為信號發(fā)生次數(shù)。如果超聲波信號發(fā)生的間隔在10ms（如懸浮缺陷）,那么在整數(shù)1的位置出現(xiàn)波峰；如果超聲波信號發(fā)生的間隔在20ms（如電暈缺陷），那么在整數(shù)2的位置出現(xiàn)波峰。特征指數(shù)檢測模式典型譜圖當(dāng)前第31頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)三、超聲波局部放電檢測方法及注意事項(xiàng)檢測條件要求檢測周期安全注意事項(xiàng)檢測接線傳感器放置部位部位及要求操作流程常見注意事項(xiàng)當(dāng)前第32頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)1、檢測條件要求在GIS設(shè)備上無各種外部作業(yè)。額定電壓、額定SF6氣體壓力。金屬外殼應(yīng)清潔、無覆冰等。進(jìn)行室外檢測避免雨、雪等天氣條件對GIS設(shè)備外殼表面噪聲干擾的影響。進(jìn)行室內(nèi)檢測時(shí)避免室內(nèi)強(qiáng)干擾源、大型設(shè)備振動。當(dāng)前第33頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)2、檢測周期新設(shè)備投運(yùn)前：在耐壓試驗(yàn)通過后，在1.2Ur/電壓下，進(jìn)行一次超聲局部放電檢測（同時(shí)進(jìn)行1.0Ur/電壓下數(shù)據(jù)檢測，作為運(yùn)行數(shù)據(jù)比對）。新投運(yùn)（或大修）后設(shè)備：應(yīng)在投運(yùn)后1個(gè)月內(nèi)、投運(yùn)后1年各進(jìn)行一次超聲局部放電檢測。運(yùn)行中設(shè)備：半年至一年檢測一次。當(dāng)前第34頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)3、安全注意事項(xiàng)為確保安全生產(chǎn)，特別是確保人身安全，除嚴(yán)格執(zhí)行電力相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)定之外,還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):檢測時(shí)應(yīng)勿碰勿動其它帶電設(shè)備；防止傳感器墜落到GIS管道上，避免發(fā)生事故；保證待測設(shè)備絕緣良好，以防止低壓觸電；在狹小空間中使用傳感器時(shí)，應(yīng)盡量避免身體觸碰GIS管道；行走中注意腳下，避免踩踏設(shè)備管道；在進(jìn)行檢測時(shí)，要防止誤碰誤動GIS其它部件；在使用傳感器進(jìn)行檢測時(shí)，應(yīng)戴絕緣手套，避免手部直接接觸傳感器金屬部件。當(dāng)前第35頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)在開展局部放電超聲波檢測的過程中，應(yīng)按照所使用的儀器操作說明，連接好儀器主機(jī)、傳感器等各部件。當(dāng)傳感器與檢測儀器之間的距離較遠(yuǎn)（大于3米）時(shí)，還應(yīng)接入前置放大器。需要使用外接電源供電時(shí)，主機(jī)必須接地。局部放電超聲波檢測儀器接線4、檢測接線當(dāng)前第36頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)GIS超聲波局放測試點(diǎn)選擇主要有：盆式絕緣子兩側(cè)。特別是水平布置的盆式絕緣子。測量點(diǎn)選擇在隔室側(cè)下方，如存在異常信號，則應(yīng)在該隔室進(jìn)行多點(diǎn)檢測，查找信號最大點(diǎn)。在斷路器斷口處、隔離刀閘、接地刀閘、電流互感器、電壓互感器、避雷器、導(dǎo)體連接部件等處均應(yīng)設(shè)置測試點(diǎn)。5、傳感器放置部位及要求當(dāng)前第37頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

局部放電超聲波檢測位置示意圖當(dāng)前第38頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)傳感器固定方式：1、手持法：適合巡檢時(shí)使用，測試快速，有輕微抖動，需要掌握一定技巧2、綁扎法：使用綁扎帶將傳感器固定到GIS殼體上，適合精確檢測及長時(shí)間檢測3、用磁吸做固定：因GIS罐體多數(shù)為鋁合金材料，使用條件極為有限。當(dāng)前第39頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

綁扎帶固定超聲波探頭示意圖當(dāng)前第40頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)放置傳感器前，還要在傳感器表面均勻涂抹一層耦合劑，耦合劑作用兩個(gè)：1、消除傳感器與GIS殼體之間的氣隙，減少信號衰減；2、減少手持傳感器帶來的輕微機(jī)械抖動噪聲當(dāng)前第41頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)a）測試背景噪聲，背景噪聲應(yīng)滿足測試環(huán)境要求。b）傳感器與測點(diǎn)部位間無氣隙地均勻涂抹專用耦合劑，測量時(shí)保持靜止?fàn)顟B(tài)。c）將傳感器經(jīng)耦合劑貼附在設(shè)備外殼上，設(shè)置儀器為連續(xù)檢測模式，觀察信號有效值（RMS）、周期峰值、頻率成分1、頻率成分2的大小，并與背景信號比較，看是否有明顯變化。2、超聲波局部放電檢測流程當(dāng)前第42頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)d）當(dāng)連續(xù)模式檢測到異常信號時(shí)，應(yīng)開展局部放電診斷與分析，首先通過挪動傳感器位置，尋找信號最大值，查明可能的放電位置。然后通過應(yīng)用相位檢測模式、時(shí)域波形檢測模式及脈沖檢測模式判斷放電類型；e）數(shù)據(jù)記錄；通過儀器的譜圖保存功能，保存檢測譜圖，包括連續(xù)模式譜圖、相位模式譜圖、時(shí)域波形譜圖（如有）、脈沖模式譜圖（如有）。當(dāng)前第43頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)不同種類缺陷的可測量特征有效判據(jù)典型缺陷譜圖分析與診斷四、超聲波局部放電檢測圖譜的分析與診斷當(dāng)前第44頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)1、不同種類缺陷的可測量特征自由顆粒缺陷電暈放電缺陷懸浮屏蔽缺陷信號水平高低高峰值/有效值高低高50Hz頻率相關(guān)性無有有100Hz頻率相關(guān)性無無有飛行時(shí)間有無無相位關(guān)系無有有當(dāng)前第45頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)2、有效判據(jù)自由顆粒產(chǎn)生的信號峰值、有效值比局放更高。自由顆粒的信號峰值具有周期性，但與50Hz頻率無關(guān)。電暈放電信號具有很強(qiáng)的50Hz頻率相關(guān)性。懸浮電位產(chǎn)生的局放，放電水平高，主要與100Hz頻率相關(guān)，與50Hz頻率相關(guān)性小。當(dāng)前第46頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)尖端放電典型譜圖3、典型缺陷譜圖分析與診斷當(dāng)前第47頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

自由顆粒典型譜圖當(dāng)前第48頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)懸浮放電典型譜圖當(dāng)前第49頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)機(jī)械振動典型譜圖當(dāng)前第50頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)如何區(qū)分殼體上的尖端與導(dǎo)體上的尖端？1.相位法：導(dǎo)體上的尖端一般在負(fù)半波先出現(xiàn)，放電次數(shù)多但幅值低，電壓高時(shí)正半波也出現(xiàn)，但放電次數(shù)少，幅值高；殼體上的尖端與此相位正好差180°2.四周區(qū)域觀察信號變化幅度法：導(dǎo)體上的尖端檢測范圍大，并且在一定區(qū)域內(nèi)信號變化?。粴んw上的尖端只在一個(gè)較小區(qū)域內(nèi)檢測，信號變化梯度大3.改變檢測帶寬法：將檢測帶寬從10~100kHz改為10~50kHz，觀察信號變化幅度，導(dǎo)體變化小，殼體變化大當(dāng)前第51頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)1.超聲波局放檢測126kVGIS設(shè)備內(nèi)部碎屑2.超聲波局放檢測500kV斷路器內(nèi)部雜質(zhì)四、超聲波局部放電檢測典型案例分析當(dāng)前第52頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

在對某變電站126kVGIS設(shè)備進(jìn)行交流耐壓及超聲波局部放電檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)Ⅰ段母線C相第14#檢測點(diǎn)局部放電檢測數(shù)據(jù)偏大，14#檢測點(diǎn)位置如圖所示。14#測點(diǎn)位置示意圖1、超聲波局放檢測126kVGIS設(shè)備內(nèi)部碎屑——案例經(jīng)過當(dāng)前第53頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)1、超聲波局放檢測126kVGIS設(shè)備內(nèi)部碎屑——案例經(jīng)過在對14#測點(diǎn)氣室進(jìn)行局部放電檢測的過程中，A點(diǎn)有效值為15.0mV，峰值為60.0mV，用橡膠錘對殼體敲擊后，A點(diǎn)有效值和峰值有明顯增長現(xiàn)象（有效值為20.0mV，峰值為106.0mV），同時(shí)B點(diǎn)敲擊后有效值和峰值也有明顯增長現(xiàn)象，檢測數(shù)據(jù)如表所示。當(dāng)前第54頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

對罐體敲擊后圖4-2中的“B點(diǎn)”信號明顯增大，表明罐體內(nèi)底部也存在聲源。由于信號最大點(diǎn)附近無絕緣支撐件，且距盆式絕緣子較遠(yuǎn)（約有80cm），分析認(rèn)為罐體壁上存在顆粒雜質(zhì)或尖端毛刺。檢測數(shù)據(jù)1、超聲波局放檢測126kVGIS設(shè)備內(nèi)部碎屑——檢測分析方法當(dāng)前第55頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

隨后對氣室進(jìn)行了解體檢查，發(fā)現(xiàn)緊靠14#測點(diǎn)的手孔蓋內(nèi)有雜質(zhì)堆積，同時(shí)罐體內(nèi)底部也存在雜質(zhì)，如圖(a)和圖（b)所示。(a)解體后手孔內(nèi)積有雜質(zhì)(b)解體后罐體內(nèi)底部積有雜質(zhì)

經(jīng)現(xiàn)場分析：手孔蓋和罐體內(nèi)堆積碎屑為吸附劑殼體表面加熱后脫落的氧化物。隨即對吸附劑殼體表面和此段氣室罐體內(nèi)部進(jìn)行清理，處理完畢后再次進(jìn)行局部放電檢測，檢測數(shù)據(jù)正常。1、超聲波局放檢測126kVGIS設(shè)備內(nèi)部碎屑——檢測分析方法當(dāng)前第56頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)1）GIS設(shè)備超聲波局部放電檢測對發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備內(nèi)部自由顆粒缺陷具有較高靈敏度。該缺陷是在交流耐壓通過，進(jìn)行超聲波局部放電檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)的，因此對新建的GIS設(shè)備建議在做交流耐壓試驗(yàn)時(shí)配合超聲波局部放電檢測，可有效發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備內(nèi)部缺陷。2）根據(jù)現(xiàn)場解體情況，此次發(fā)現(xiàn)的缺陷是由于固定吸附劑殼體干燥過熱所產(chǎn)生的氧化物碎屑引起的。針對該問題建議設(shè)備制造廠家應(yīng)針對不同材質(zhì)的零部件，采取不同的烘干工藝，應(yīng)嚴(yán)格按照氣室水份處理工藝要求，控制加熱溫度和時(shí)間。建議吸附劑在安裝前的活化工序應(yīng)只對吸附劑進(jìn)行活化加熱，對盛裝吸附劑的殼體不宜在高溫下加熱。應(yīng)盡量縮短吸附劑取出直至安裝完畢之間的時(shí)間，一般不超過15min。吸附劑安裝結(jié)束后應(yīng)在30min內(nèi)抽真空。1、超聲波局放檢測126kVGIS設(shè)備內(nèi)部碎屑——經(jīng)驗(yàn)體會當(dāng)前第57頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)2009年3月18日至21日，某電科院對500kV斷路器進(jìn)行投運(yùn)前交流耐壓試驗(yàn)及在線局部放電試驗(yàn)。耐壓試驗(yàn)合格，局部放電試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常，經(jīng)開罐檢查發(fā)現(xiàn)罐式斷路器內(nèi)部存在雜質(zhì)。斷路器型號：LW13A-550/Y罐式、額定電流4000A、開斷電流63kA、廠家為西安西開高壓電氣股份有限公司。2、超聲波局放檢測500kV斷路器內(nèi)部雜質(zhì)——案例經(jīng)過當(dāng)前第58頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)采用挪威AIA-1超聲波檢測儀進(jìn)行測試，由人工手持探測傳感器對斷路器進(jìn)行多點(diǎn)檢測，并記錄測試數(shù)據(jù)。

測試之前，先進(jìn)行背景噪聲測量（手持探頭在罐體附近的空中測量）。檢測中局放儀器使用交流220V電源，儀器參數(shù)都使用默認(rèn)值。

本次測試背景噪聲的有效值/峰值為0.27/1.03mV。

電壓升至349kV后，將傳感器放置在待測點(diǎn)上，傳感器在使用之前應(yīng)均勻涂抹專用硅膠，測量之時(shí)保持靜止?fàn)顟B(tài)。觀察連續(xù)模式圖譜，與背景噪聲圖譜比較，如信號增長明顯，由判據(jù)來區(qū)分故障類型，確定之后顆粒故障需結(jié)合脈沖模式進(jìn)行危險(xiǎn)性評估，毛刺和電位懸浮引起的放電需結(jié)合相位模式再具體區(qū)別判定。根據(jù)聲音在氣室傳遞衰減的特性，結(jié)合斷路器內(nèi)部結(jié)構(gòu)判斷故障部位。

侯村5053斷路器為罐式開關(guān)視為一個(gè)氣室，重點(diǎn)檢查屏蔽罩、離子吸收器和絕緣支撐部件，一般在以上部位選取2-3點(diǎn)測量。

測試中發(fā)現(xiàn)5053開關(guān)A相局放的連續(xù)模式數(shù)值為0.38/2.3mV大于背景值，同時(shí)根據(jù)相位模式對放電類型進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)峰值不穩(wěn)定，頻率1頻率2都有相應(yīng)變化。

根據(jù)局放試驗(yàn)波形結(jié)果顯示，初步判斷為開關(guān)內(nèi)部有弱放電現(xiàn)象。2、超聲波局放檢測500kV斷路器內(nèi)部雜質(zhì)——檢測分析方法當(dāng)前第59頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

對該斷路器進(jìn)行了開罐檢查，發(fā)現(xiàn)開關(guān)內(nèi)部有少許臟污和灰塵，對該開關(guān)進(jìn)行處理后再次測量弱放電現(xiàn)象消失，測試數(shù)值為背景值。解體后的內(nèi)部臟污圖片如圖所示。

根據(jù)現(xiàn)場施工安裝記錄，斷路器在安裝時(shí)未采取搭建作業(yè)帳篷等防塵措施，封罐時(shí)未徹底清潔罐體內(nèi)部，導(dǎo)致部分雜質(zhì)進(jìn)入。斷路器內(nèi)部污染情況2、超聲波局放檢測500kV斷路器內(nèi)部雜質(zhì)——檢測分析方法當(dāng)前第60頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)1）斷路器交接試驗(yàn)時(shí)由于交流耐壓試驗(yàn)只能發(fā)現(xiàn)內(nèi)部絕緣件損傷、距離不足等嚴(yán)重缺陷，而潛在的內(nèi)部雜質(zhì)、氣泡等局部放電缺陷不易發(fā)現(xiàn)，因此在交流耐壓同時(shí)進(jìn)行超聲波局放測量對于及時(shí)發(fā)現(xiàn)此類缺陷是十分必要的。2）根據(jù)斷路器實(shí)際發(fā)生的問題，建議今后斷路器、GIS等設(shè)備現(xiàn)場安裝時(shí)應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備安裝工藝的管理。罐式斷路器安裝時(shí)，應(yīng)采取搭建作業(yè)帳篷、地面鋪工程塑料布等防塵措施，抽真空前必須罐體內(nèi)部徹底清理，特別是縫隙、角落的除塵。驗(yàn)收時(shí)認(rèn)真查驗(yàn)施工記錄、監(jiān)理記錄，安裝時(shí)的天氣情況、裝配順序、安裝工藝、氣室的清理等是否滿足要求。2、超聲波局放檢測500kV斷路器內(nèi)部雜質(zhì)——經(jīng)驗(yàn)體會當(dāng)前第61頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)三、特高頻局部放電檢測技術(shù)當(dāng)前第62頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)主要內(nèi)容特高頻局部放電檢測的原理1特高頻局部放電檢測儀器及工具2特高頻局部放電檢測方法及注意事項(xiàng)3數(shù)據(jù)、圖譜的分析及診斷4典型案例分析5當(dāng)前第63頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)一、特高頻局部放電檢測的原理電力設(shè)備絕緣體中絕緣強(qiáng)度和擊穿場強(qiáng)都很高，當(dāng)局部放電在很小的范圍內(nèi)發(fā)生時(shí)，擊穿過程很快，將產(chǎn)生很陡的脈沖電流，其上升時(shí)間小于1ns，并激發(fā)頻率高達(dá)數(shù)GHz的電磁波。應(yīng)用寬帶高頻天線（300MHz-1.5GHz傳感器）檢測GIS內(nèi)部局放電流激發(fā)的電磁波信號，從而反應(yīng)GIS內(nèi)部局部放電的類型及大體位置。根據(jù)傳感器安裝位置不同，該方法分為內(nèi)置法與外置法兩種。由于現(xiàn)場的電暈干擾主要集中在300MHz頻段以下，因此特高頻法能有效地避開現(xiàn)場的電暈等干擾，具有較高的靈敏度和抗干擾能力，可實(shí)現(xiàn)局部放電帶電檢測、定位以及缺陷類型識別等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前第64頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)特高頻檢測法基本原理示意圖當(dāng)前第65頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)內(nèi)置式特高頻傳感器外置式特高頻傳感器當(dāng)前第66頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)GIS的金屬同軸結(jié)構(gòu)可視為一個(gè)良好的電磁波導(dǎo)，放電所形成的高階電磁波TE和TM（f>300MHz），可沿波導(dǎo)方向無衰減地進(jìn)行轉(zhuǎn)播； 絕緣屏障會造成2dB信號衰減轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)會造成6dB信號分散UHF信號在GIS中的傳播衰減當(dāng)前第67頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)(-6dB)(-2dB)0dB-8dB特高頻電磁波傳輸與衰減示意圖當(dāng)前第68頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)二、特高頻局部放電檢測儀器及工具特高頻局部檢測儀的基本要求特高頻局放檢測儀的組成特高頻局放檢測其它常用工具GIS特高頻局放儀常用譜圖當(dāng)前第69頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)1、特高頻局部檢測儀的基本要求能夠有效抑制或排除干擾；可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整局部放電的檢測周期、檢出閾值和報(bào)警閾值等參數(shù)；可用外施高壓電源進(jìn)行同步（外同步），并可通過移相的方式，對測量信號進(jìn)行觀察和分析；測試線長度滿足要求，且接頭牢固不易損壞（最好N型接頭）局部放電檢測應(yīng)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PRPS、PRPD等常用譜圖進(jìn)行展示。當(dāng)前第70頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)2、特高頻局部檢測儀的組成特高頻傳感器：耦合器，感應(yīng)300M-1.5GHz的特高頻無線電信號；信號放大器（可選）：某些局放檢測儀會包含信號放大器，對來自前端的局放信號做放大處理；濾波器（可選）：如果現(xiàn)場檢測在某一頻段存在較強(qiáng)干擾，可使用特定的濾波器將其濾掉，從而達(dá)到抗干擾目的；檢測儀器主機(jī)：接收、處理耦合器采集到的特高頻局部放電信號；分析主機(jī)（筆記本電腦）：運(yùn)行局放分析軟件，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，識別放電類型，判斷放電強(qiáng)度；當(dāng)前第71頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)特高頻局放測試儀組成示意圖當(dāng)前第72頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)3、特高頻局放檢測其它常用工具高速示波器：可對特高頻原始信號進(jìn)行觀察，并利用各個(gè)通道采集信號的時(shí)間差來進(jìn)行定位；頻譜儀：根據(jù)頻譜特性進(jìn)一步確認(rèn)是放電還是干擾，如果是干擾可分析干擾信號頻段，通過使用濾波器來過濾掉干擾信號；屏蔽帶：屏蔽外部干擾最基本的工具，一般用金屬布制成，同時(shí)能起到增強(qiáng)檢測信號及固定傳感器的作用。當(dāng)前第73頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)4、GIS特高頻局放儀兩種常用譜圖PRPS（脈沖序列相位分布）譜圖當(dāng)前第74頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)PRPD（局部放電相位分解）譜圖當(dāng)前第75頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)三、特高頻局部放電檢測方法及注意事項(xiàng)檢測條件要求檢測周期安全注意事項(xiàng)檢測接線傳感器放置部位部位及要求操作流程常見注意事項(xiàng)當(dāng)前第76頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)1、檢測條件要求被檢設(shè)備是帶電運(yùn)行設(shè)備，絕緣盆子為非金屬封閉或內(nèi)置有ＵＨＦ傳感器；ＧＩＳ設(shè)備為額定氣體壓力，在ＧＩＳ設(shè)備上無各種外部作業(yè)；在檢測時(shí)應(yīng)最大限度保持測試周圍信號的干凈，盡量減少人為制造出的干擾信號，例如：手機(jī)信號、照相機(jī)閃光燈信號、照明燈信號等；進(jìn)行室外檢測避免雨、雪、霧、露等相對濕度大于80％的天氣條件。當(dāng)前第77頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)2、檢測周期投運(yùn)后及大修后1個(gè)月內(nèi)應(yīng)對本體進(jìn)行一次局部放電檢測；正常情況下，半年至一年檢測一次；檢測到GIS有異常信號但不能完全判定時(shí)，可根據(jù)GIS設(shè)備的運(yùn)行工況，應(yīng)縮短檢測周期，增加檢測次數(shù)，應(yīng)并分析信號的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢；必要時(shí)，對重要部件（如斷路器、隔離開關(guān)、母線等）進(jìn)行局部放電重點(diǎn)檢測；對于運(yùn)行年限超過15年以上的GIS設(shè)備，宜考慮縮短檢測周期，迎峰度夏（冬）、重大保電活動前應(yīng)增加檢測次數(shù)。當(dāng)前第78頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)3、安全注意事項(xiàng)

為確保安全生產(chǎn)，特別是確保人身安全，除嚴(yán)格執(zhí)行電力相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)定之外,還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):檢測時(shí)應(yīng)勿碰勿動其它帶電設(shè)備；防止傳感器墜落到GIS管道上，避免發(fā)生事故；保證待測設(shè)備絕緣良好，以防止低壓觸電；在狹小空間中使用傳感器時(shí)，應(yīng)盡量避免身體觸碰GIS管道；行走中注意腳下，避免踩踏設(shè)備管道；在進(jìn)行檢測時(shí)，要防止誤碰誤動GIS其它部件；在使用傳感器進(jìn)行檢測時(shí)，應(yīng)戴絕緣手套，避免手部直接接觸傳感器金屬部件。當(dāng)前第79頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)4、

檢測接線

在采用特高頻法檢測局部放電的過程中，應(yīng)按照所使用的特高頻局放檢測儀操作說明，連接好傳感器、信號放大器、檢測儀器主機(jī)等各部件，通過綁帶（或人工）將傳感器固定在盆式絕緣子上，必要的情況下，可以接入信號放大器。當(dāng)前第80頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)特高頻局放檢測儀連接示意圖當(dāng)前第81頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)5、傳感器放置部位部位及要求GIS內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的特高頻信號在GIS腔體內(nèi)以橫向電磁波方式傳播，只有在GIS殼的金屬非連續(xù)部位才能泄漏出來。在GIS上只有無金屬法蘭的絕緣子、觀察窗、接地開關(guān)的外露絕緣件、內(nèi)置式CT、PT二次接線盒等部位才能測量到信號，特高頻傳感器需安置在這些部位；傳感器應(yīng)與盆式絕緣子緊密接觸，且應(yīng)放置于兩根禁錮盆式絕緣子螺栓的中間，以減少螺栓對內(nèi)部電磁波的屏蔽及傳感器與螺栓產(chǎn)生的外部靜電干擾；在測量時(shí)應(yīng)盡可能保證傳感器與盆式絕緣子的接觸，不要因?yàn)閭鞲衅饕苿右鸬男盘柖蓴_正確判斷；

當(dāng)前第82頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)6、特高頻局部放電檢測的操作流程在采用特高頻法檢測局部放電時(shí)，典型的操作流程如下：1）設(shè)備連接：按照設(shè)備接線圖連接測試儀各部件，將傳感器固定在盆式絕緣子上，將檢測儀主機(jī)及傳感器正確接地，電腦、檢測儀主機(jī)連接電源，開機(jī)。2）工況檢查：開機(jī)后，運(yùn)行檢測軟件，檢查主機(jī)與電腦通信狀況、同步狀態(tài)、相位偏移等參數(shù)；進(jìn)行系統(tǒng)自檢，確認(rèn)各檢測通道工作正常。3）設(shè)置檢測參數(shù)：設(shè)置變電站名稱、檢測位置并做好標(biāo)注。根據(jù)現(xiàn)場噪聲水平設(shè)定各通道信號檢測閾值。4）信號檢測：打開連接傳感器的檢測通道，觀察檢測到的信號。如果發(fā)現(xiàn)信號無異常，保存少量數(shù)據(jù)，退出并改變檢測位置繼續(xù)下一點(diǎn)檢測；如果發(fā)現(xiàn)信號異常，則延長檢測時(shí)間并記錄多組數(shù)據(jù)，進(jìn)入異常診斷流程。必要的情況下，可以接入信號放大器。當(dāng)前第83頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)1、在檢測過程中，必須保證電源零線火線的正確性。通常要求插座為左側(cè)零線，右側(cè)火線；2、使用內(nèi)同步時(shí)，必須要從現(xiàn)場檢修電源箱或室內(nèi)墻上插座去電，不能使用逆變電源或發(fā)電機(jī)供電；3、對每個(gè)GIS間隔進(jìn)行檢測時(shí)，在無異常局放信號的情況下只需存儲斷路器倉盆式絕緣子的三維信號，其它盆式絕緣子必須檢測但可不用存儲數(shù)據(jù)。在檢測到異常信號時(shí)，必須對該間隔每個(gè)絕緣盆子進(jìn)行檢測并存儲相應(yīng)的數(shù)據(jù)；4、在開始檢測時(shí)，不需要加裝放大器進(jìn)行測量。若發(fā)現(xiàn)有微弱的異常信號時(shí)，可接入放大器將信號放大以方便判斷。5、絕緣缺陷并非一定導(dǎo)致局部放電或持續(xù)的局部放電。局部放電經(jīng)常是斷續(xù)發(fā)生的。投運(yùn)前和檢修后的GIS交接試驗(yàn)中進(jìn)行局部放電帶電檢測時(shí)，建議用橡膠錘敲擊GIS殼體，激發(fā)懸浮電位局部放電以增加檢測的有效性。6、局部放電類型識別的準(zhǔn)確程度取決于經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)的不斷積累，檢測結(jié)果和檢修結(jié)果確定以后，應(yīng)保留波形和譜圖數(shù)據(jù)，作為今后局部放電類型識別的依據(jù)。7、常見注意事項(xiàng)當(dāng)前第84頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)四、數(shù)據(jù)、圖譜的分析與診斷識別并排除干擾對放電類型進(jìn)行識別對放電源進(jìn)行定位對放電信號危險(xiǎn)性評估，制定檢修策略當(dāng)前第85頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)1）排除法：在開始測試前，盡可能排除干擾源的存在，比如關(guān)閉熒光燈和關(guān)閉手機(jī)，檢查周圍有無懸浮放電的金屬部件；2）

根據(jù)信號特征識別干擾：現(xiàn)場最常見的干擾信號雷達(dá)噪聲，移動電話噪聲，熒光噪聲和馬達(dá)噪聲。下面簡明列舉了上述幾種信號的典型譜圖1、識別并排除干擾的方法當(dāng)前第86頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)類型PRPS譜圖峰值檢測譜圖PRPD譜圖熒光干擾干擾信號幅值較分散，一般情況下工頻相關(guān)性弱。當(dāng)前第87頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)類型PRPS譜圖峰值檢測譜圖PRPD譜圖移動電話干擾干擾信號工頻相關(guān)性弱，有特定的重復(fù)頻率，幅值有規(guī)律變化。當(dāng)前第88頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)類型PRPS譜圖峰值檢測譜圖PRPD譜圖馬達(dá)干擾干擾信號無工頻相關(guān)性，幅值分布較為分散，重復(fù)率低。當(dāng)前第89頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)類型PRPS譜圖峰值檢測譜圖PRPD譜圖雷達(dá)干擾干擾信號有規(guī)律重復(fù)產(chǎn)生但無工頻相關(guān)性，幅值有規(guī)律變化。當(dāng)前第90頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)3）根據(jù)信號位置識別干擾-平面分法P傳感器A’’傳感器B’傳感器B傳感器A’傳感器AP’傳感器B’’當(dāng)前第91頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)4）屏蔽帶法抗干擾；當(dāng)前第92頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)5)背景測量抗干擾背景傳感器設(shè)備傳感器

測量設(shè)備當(dāng)前第93頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)6）利檢測頻段選擇和濾波抗干擾：針對固定存在信號較強(qiáng)的干擾，可通過頻譜儀分析干擾存在的頻段，使用濾波器將其過濾掉達(dá)到抗干擾目的當(dāng)前第94頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

排除掉干擾，確定為內(nèi)部放電后，需要對放電類型進(jìn)行識別。GIS內(nèi)部放電主要有5類：電暈放電，空穴放電，自由金屬顆粒放電和懸浮電位放電，以及絕緣沿面放電。下面簡明列舉了上述幾種信號的典型譜圖，包括各類信號的PRPS圖譜、PRPD圖譜和峰值檢測圖譜2、放電類型識別當(dāng)前第95頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)類型PRPS譜圖峰值檢測譜圖PRPD譜圖電暈放電放電的極性效應(yīng)非常明顯，通常在工頻相位的負(fù)半周或正半周出現(xiàn)，放電信號強(qiáng)度較弱且相位分布較寬，放電次數(shù)較多。但較高電壓等級下另一個(gè)半周也可能出現(xiàn)放電信號，幅值更高且相位分布較窄，放電次數(shù)較少。當(dāng)前第96頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)類型PRPS譜圖峰值檢測譜圖PRPD譜圖懸浮電位放電放電信號通常在工頻相位的正、負(fù)半周均會出現(xiàn)，且具有一定對稱性，放電信號幅值很大且相鄰放電信號時(shí)間間隔基本一致，放電次數(shù)少，放電重復(fù)率較低。PRPS譜圖具有“內(nèi)八字”或“外八字”分布特征。當(dāng)前第97頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)類型PRPS譜圖峰值檢測譜圖PRPD譜圖自由金屬顆粒放電局放信號極性效應(yīng)不明顯，任意相位上均有分布，放電次數(shù)少，放電幅值無明顯規(guī)律，放電信號時(shí)間間隔不穩(wěn)定。提高電壓等級放電幅值增大但放電間隔降低。當(dāng)前第98頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)類型PRPS譜圖峰值檢測譜圖PRPD譜圖空穴放電放電信號通常在工頻相位的正、負(fù)半周均會出現(xiàn)，且具有一定對稱性，放電幅值較分散，放電次數(shù)較少。當(dāng)前第99頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

3、放電源定位幅值定位，依靠各個(gè)檢測部位檢測信號大小定位，是最常用定位方法，但只能大概確定某一氣室或區(qū)域，且有時(shí)幾個(gè)檢測部位信號幅值差別很小無法判斷，甚至某些情況會出現(xiàn)離信號遠(yuǎn)的部位幅值比離信號源近的部位還要大。時(shí)差定位，通過可分辨納秒高速示波器比較兩個(gè)檢測部位檢測信號的時(shí)間差來對信號進(jìn)行定位，如分辨率能達(dá)到1納秒，則定位精度可達(dá)30cm，定位可靠，需要好的儀器及經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)前第100頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)當(dāng)采用多個(gè)傳感器時(shí)，將一個(gè)傳感器（中心傳感器）固定在GIS上的某個(gè)檢測位置，將其他傳感器放置在此傳感器四周鄰近位置，如果中心傳感器的信號總是領(lǐng)先于四周不同位置處的傳感器的信號，則可判斷放電源靠近中心傳感器的位置。時(shí)間領(lǐng)先法確定大約位置

L當(dāng)前第101頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)xL-xS1,t1S2,t2L2x

ct

t2

t1

Lct

2x

時(shí)差定位原理

L優(yōu)點(diǎn)：原理簡單、運(yùn)用方便、定位較為準(zhǔn)確。缺點(diǎn)：信號的時(shí)差在ns量級，因此不僅需要測量設(shè)備具有很高的采樣率和頻寬，還要求被測信號的起始脈沖清晰，以讀取信號的起始時(shí)間。當(dāng)前第102頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

4、信號危險(xiǎn)性評估及檢修策略當(dāng)前無相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，特高頻無法簡單通過信號大小來判斷危害性。根據(jù)信號幅值、放電源位置、放電類型初步評估危害性，觀察信號變化趨勢，并可采取其它手段輔助分析。從檢修結(jié)果到指導(dǎo)檢修策略目前仍有較大鴻溝；在局部放電帶電檢測中，如果檢測到放電信號，同時(shí)定位結(jié)果位于重要設(shè)備如斷路器、電壓互感器、隔離開關(guān)、接地刀閘或盆式絕緣子處，則應(yīng)盡快安排停電檢修。如果放電源位于非關(guān)鍵部位，則應(yīng)縮短檢測周期，關(guān)注放電信號的強(qiáng)度和放電模式的變化。檢測到信號為絕緣內(nèi)部放電或絕緣表面放電，則應(yīng)盡快安排停電檢修，刀閘屏蔽罩懸浮放電可通過操作后觀察信號趨勢來決定是否檢修；細(xì)小的尖刺放電可通過跟蹤檢測，關(guān)注信號強(qiáng)度變化來決定是否檢修當(dāng)前第103頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)5、異常局放信號診斷注意事項(xiàng)當(dāng)在空氣中也能檢測到異常信號時(shí)，首先要觀察分析壞境中可能的干擾源。能去除的應(yīng)先去除干擾后在進(jìn)行檢測、分析；當(dāng)傳感器放置于盆式絕緣子后檢測出異常信號，此時(shí)拿開傳感器再查看在空氣中檢測到的圖譜是否與置于盆式絕緣子上檢測到的圖譜是否一致。若一致并且信號更大，則基本可判斷為外部干擾；若不一樣或變小，則需進(jìn)一步檢測判斷；當(dāng)該間隔檢測出異常信號時(shí)，可檢測該間隔相鄰間隔的信號?？词欠褚泊嬖谙嘟漠惓Ｐ盘?，若沒有異常信號存在，則該間隔的異常信號可能為內(nèi)部信號；檢測出異常信號時(shí)，查看人工智能分析軟件給出的結(jié)論是否為放電，但不能完全依賴軟件自動分析結(jié)果；當(dāng)檢測出異常信號時(shí)，必要時(shí)可使用工具把傳感器綁置于盆式絕緣子處進(jìn)行長時(shí)間檢測。時(shí)間至少長于15分鐘，可通過分析峰值監(jiān)測圖譜、放電重復(fù)率圖譜等局放圖譜來進(jìn)行判斷。當(dāng)前第104頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)五、特高頻局部放電檢測典型案例分析1.特高頻法檢測220kVGIS支柱絕緣子內(nèi)部缺陷2.特高頻檢測GIS盆式絕緣子內(nèi)部氣隙缺陷3.特高頻檢測GIS支柱絕緣子裂紋缺陷4.特高頻局部放電檢測110kV斷路器絕緣內(nèi)部缺陷當(dāng)前第105頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)2014年5月14日，山東省電力科學(xué)研究院使用特高頻法、超聲波法和SF6氣體成分檢測法在對某220kVGIS帶電檢測時(shí)，在某間隔母線支持絕緣子處檢測到特高頻局放信號，SF6氣體成分分析法檢測到氣體成分有變化，但超聲波法對該類型放電不靈敏。在確認(rèn)放電氣室后，及時(shí)對該間隔進(jìn)行解體，發(fā)現(xiàn)B相支持絕緣子存在嚴(yán)重澆筑缺陷，更換后放電信號消失。1、特高頻檢測GIS支柱絕緣子內(nèi)部缺陷——案件經(jīng)過當(dāng)前第106頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)信號發(fā)現(xiàn)和初步定位1、特高頻檢測GIS支柱絕緣子內(nèi)部缺陷——檢測分析方法如圖1所示，采用便攜式特高頻局放測試儀，將特高頻傳感器依次放置在竹寧線、#1主變、竹義線等間隔1母和2母盆式絕緣子上，進(jìn)行檢測，測得信號如圖2所示。

圖1傳感器放置位置圖2三個(gè)間隔特高頻信號圖3朱寧間隔-1、-2刀閘與母線間盆式絕緣子信號當(dāng)前第107頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)為進(jìn)一步確認(rèn)放電氣室，對朱寧間隔刀閘和母線氣室分別進(jìn)行氣體成分取樣分析。氣體成分分析的最終結(jié)果，如表所示。氣體成分分析結(jié)果

1母線氣室存在少量硫化物，其他氣室成分檢測正常。1、特高頻檢測GIS支柱絕緣子內(nèi)部缺陷——檢測分析方法被測氣室SF6氣體分解物成分（ppm）SO2+SOF2H2SHFCO1母線1.5007.72母線0007.62211-1刀閘0007.62211-2刀閘0008當(dāng)前第108頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)放電源精確定位1、特高頻檢測GIS支柱絕緣子內(nèi)部缺陷——檢測分析方法如圖1所示，將兩傳感器分別放置于2211-1刀閘A、C兩相盆式絕緣子處，檢測到間隔20ms的電磁波信號，最高幅值達(dá)1500mV，且放電重復(fù)性較好，信號幅值大小也基本一致，波形如圖2所示。

圖1傳感器放置位置圖2特高頻信號當(dāng)前第109頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)放電源精確定位1、特高頻檢測GIS支柱絕緣子內(nèi)部缺陷——檢測分析方法采用時(shí)差定位方法，對該兩處電磁波信號進(jìn)行定位，精確查找放電源位置。兩傳感器分別放置于位置1、位置2和位置3，檢測電磁波信號如圖1和圖2所示。圖1所示位置2信號（黃色）超前位置1信號（藍(lán)色）約5ns；圖2所示位置2信號（藍(lán)色）超前位置3信號（藍(lán)色）約13ns，現(xiàn)場測量位置1與位置2距離約1.5米，位置2與位置3間距約4.3米。經(jīng)過分析計(jì)算，信號源位于位置2和位置3之間，距離位置2（A相盆式絕緣子）約20cm處。圖1位置1和2時(shí)間差圖2位置2和3時(shí)間差當(dāng)前第110頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)解體檢查情況1、特高頻檢測GIS支柱絕緣子內(nèi)部缺陷——檢測分析方法在拆解母線支撐絕緣子時(shí)，發(fā)現(xiàn)A相支撐絕緣子表面有很多小孔，最大兩個(gè)直徑約1mm~1.5mm的小孔，如圖1所示，且該絕緣子位于特高頻定位的放電源處。圖1支持絕緣子缺陷當(dāng)前第111頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)返廠試驗(yàn)情況1、特高頻檢測GIS支柱絕緣子內(nèi)部缺陷——檢測分析方法5月29日，在新東北公司對更換下的三相盆式絕緣子和7只支持絕緣子進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目包括工頻耐壓、局放測試和X光探傷。1）工頻耐壓試驗(yàn)：0.4MPaSF6氣體中，460kV/1min試驗(yàn)通過。2）局放測試：0.4MPaSF6氣體中，A相支持絕緣子在175kV電壓下局放量>200pC，局放超標(biāo)。其他6只局放無異常。3）X光探傷：A相支持絕緣子內(nèi)部有微小裂紋。當(dāng)前第112頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)1)支持絕緣子內(nèi)部裂紋或氣隙缺陷一般由澆注或固化過程中內(nèi)部受熱不均或真空度不夠造成，該類缺陷在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生局部放電，長期運(yùn)行下會加速絕緣件內(nèi)部老化，最終形成貫穿性放電通道，發(fā)生擊穿。2)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及反措要求，GIS、SF6斷路器設(shè)備內(nèi)部的絕緣操作桿、盆式絕緣子、支撐絕緣子等部件必須經(jīng)過局部放電試驗(yàn)方可裝配，要求在試驗(yàn)電壓下單個(gè)絕緣件的局部放電量不大于3pC。3)制造廠應(yīng)加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)和反措的執(zhí)行力度，加強(qiáng)絕緣件等關(guān)鍵組部件的產(chǎn)品質(zhì)量管控，重點(diǎn)做好絕緣操作桿、盆式絕緣子、支撐絕緣子等絕緣件的交流耐壓、局放測試、X光探傷等試驗(yàn)項(xiàng)目；關(guān)鍵組部件出廠時(shí)都應(yīng)有各自生產(chǎn)編號，便于對產(chǎn)品生產(chǎn)、試驗(yàn)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)進(jìn)行追溯。1、特高頻檢測GIS支柱絕緣子內(nèi)部缺陷——經(jīng)驗(yàn)體會當(dāng)前第113頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)2010年3月22日，江蘇省電力試驗(yàn)研究院使用特高頻法、超聲波法和SF6氣體成分檢測法在對某220kVGIS帶電檢測時(shí)，在某間隔B相出線的三個(gè)盆式絕緣子處均測量到較強(qiáng)的特高頻局放信號，超聲波法和SF6氣體成分分析法均為測量到可疑信號。隨著信號的逐步變大，對存在疑似信號的絕緣子進(jìn)行了解體更換處理。由于處理及時(shí)準(zhǔn)確，避免了重大事故的發(fā)生。2、特高頻檢測GIS盆式絕緣子內(nèi)部氣隙缺陷——案件經(jīng)過當(dāng)前第114頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)特高頻法測量到的信號如圖2、特高頻檢測GIS盆式絕緣子內(nèi)部氣隙缺陷——檢測分析方法當(dāng)前第115頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

通過對局放信號傳播衰減比較法進(jìn)行初步判斷，結(jié)果表明，位置G處的異常信號幅值最大，如圖：

然后在存在疑似信號的絕緣子處安裝了局部放電特高頻在線監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控。一直持續(xù)到6月份，發(fā)現(xiàn)信號在逐步增大，隨即決定解體更換存在疑似信號部位的F、G、H的盆式絕緣子。2、特高頻檢測GIS盆式絕緣子內(nèi)部氣隙缺陷——檢測分析方法當(dāng)前第116頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)對更換后的F、G、H進(jìn)行X光探傷、耐壓、局部放電試驗(yàn)，結(jié)果表明F、H盆子通過X光探傷、耐壓、局部放電試驗(yàn)，而G號盆子僅通過了耐壓試驗(yàn)，在其內(nèi)部發(fā)現(xiàn)澆口下部發(fā)現(xiàn)一條長約150mm、直徑約為2mm的氣泡，其局部放電量為2.37nC，如圖所示。2、特高頻檢測GIS盆式絕緣子內(nèi)部氣隙缺陷——檢測分析方法當(dāng)前第117頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)對其進(jìn)行解體后可見明顯的氣泡，如圖所示：(a)(b)2、特高頻檢測GIS盆式絕緣子內(nèi)部氣隙缺陷——檢測分析方法當(dāng)前第118頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

1)在對GIS進(jìn)行帶電檢測時(shí)，應(yīng)同時(shí)使用多種方法。這是因?yàn)椴煌姆椒ㄓ胁煌挠行z測范圍，如絕緣子內(nèi)部氣泡缺陷，僅有特高頻法能檢測到放電信號，超聲波法、氣體成分未檢測到可疑信號。2)應(yīng)加強(qiáng)駐廠監(jiān)造和出廠試驗(yàn)見證工作，避免存在重大缺陷的設(shè)備進(jìn)入電網(wǎng)。3)應(yīng)加強(qiáng)帶電檢測技術(shù)培訓(xùn)，增加相關(guān)技術(shù)人員的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，提高帶電檢測工作的有效性和效率等。2、特高頻檢測GIS盆式絕緣子內(nèi)部氣隙缺陷——經(jīng)驗(yàn)體會當(dāng)前第119頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

2010年6月2日，試驗(yàn)人員在對一110kVGIS進(jìn)行局部放電檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)110kV#1母線上備用六間隔-1刀閘A相下方有較強(qiáng)局放信號，經(jīng)分析有較強(qiáng)的危害性。對GIS設(shè)備進(jìn)行了解體檢查，發(fā)現(xiàn)信號異常部位所對應(yīng)的支撐絕緣子內(nèi)部有一明顯裂紋，若繼續(xù)運(yùn)行，很可能導(dǎo)致絕緣子斷裂，造成母線接地、停電事故。本次GIS的隱患排查工作，不僅消除了該GIS設(shè)備的重大安全隱患，避免了重大設(shè)備事故的發(fā)生。3、特高頻檢測GIS支柱絕緣子裂紋缺陷——案件經(jīng)過當(dāng)前第120頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)使用儀器為PDM2000超聲、超高頻測試儀，特高頻測得明顯的放電信號，經(jīng)儀器自動判斷為尖端放電，但從波形來看，還具有一定的100Hz相關(guān)性，如圖1所示：3、特高頻檢測GIS支柱絕緣子裂紋缺陷——檢測分析方法當(dāng)前第121頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)超聲波信號圖譜的雙極性特征較明顯，但也存在兩撮不大一樣的特征，如圖2所示，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，應(yīng)為連接松動引起的懸浮放電，同時(shí)伴隨有尖端放電現(xiàn)象，信號較明顯，具有一定的危害性。3、特高頻檢測GIS支柱絕緣子裂紋缺陷——檢測分析方法當(dāng)前第122頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

為進(jìn)一步確保該GIS設(shè)備局部放電測試結(jié)果的正確性，并對放電點(diǎn)進(jìn)行精確定位，2010年6月18日，使用德國DOBLE公司的超高頻局放測試儀和AIA超聲局放設(shè)備，對GIS設(shè)備信號異常部位進(jìn)行了第二次復(fù)測。3、特高頻檢測GIS支柱絕緣子裂紋缺陷——檢測分析方法當(dāng)前第123頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)3、特高頻檢測GIS支柱絕緣子裂紋缺陷——檢測分析方法當(dāng)前第124頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)通過對備用六間隔附近兩條母線上的6個(gè)盆式絕緣子進(jìn)行超高頻信號測量，結(jié)果顯示備用六間隔兩側(cè)#1母線上的兩個(gè)盆式絕緣子上超高頻放電信號最強(qiáng)，其他盆子上的信號稍弱，因此確定了放電氣室為這兩個(gè)盆式絕緣子之間的#1母線上備用六間隔所在氣室用AIA超聲局放檢測儀對放電氣室進(jìn)行逐點(diǎn)測試，測試結(jié)果顯示放電信號最強(qiáng)點(diǎn)出現(xiàn)在#1母線上備用六間隔-1刀閘A相下方，其信號較其他部位有明顯增長，具體位置如圖所示。所測最大超聲信號峰值達(dá)38mv，且具有較強(qiáng)的100Hz相關(guān)性，對信號進(jìn)行相位模式分析，信號圖譜與標(biāo)準(zhǔn)的懸浮放電圖譜較為相似，初步診斷為懸浮放電類型3、特高頻檢測GIS支柱絕緣子裂紋缺陷——檢測分析方法當(dāng)前第125頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)3、特高頻檢測GIS支柱絕緣子裂紋缺陷——檢測分析方法當(dāng)前第126頁\共有137頁\編于星期四\4點(diǎn)

為了進(jìn)一步確定缺陷原因，2010年7月22日，將更換的絕緣部件進(jìn)行了返廠檢測、試驗(yàn)，試驗(yàn)情況如下：A相支柱絕緣子在進(jìn)行X光探傷時(shí)，發(fā)現(xiàn)絕緣子內(nèi)部有明顯裂紋（見圖6），裂紋由嵌件與絕緣子結(jié)合處開始，自內(nèi)而外，但還未發(fā)展