如何进行GIS运行中局部放电测试

如何进行GIS运行中局部放电测试制作人员：张长虹评审人员：刘劲松（安宁局）郭锡元（安宁局）制作单位：检修试验中心制作日期：2012-08-09关键词：超高频测试仪、超声波测试仪GIS局部放电测试.讲师介绍讲师姓名:-张长虹-检修试验中心[e-mail].培训时间及培训组织安排•培训时间：201年月日-月日上午：-下午：-•本课程的培训时间及组织安排如下:•培训组织安排：•超高压输电公司.授课内容与授课指导安排•重点讲解GIS设备局放测试工作的四大部分：准备阶段、局放测试、波形分析、故障定位、完工清场•重点介绍局放测试工作规范方面的知识点及技能要求，通过“准备、测试、分析、判断、定位、收工”六大步骤，使学员容易理解、熟悉和掌握的流程和操作要领。•讲解方式：课堂讲解+图片视频演示+测试.课程目标帮助学员懂得：1.GIS局放缺陷的类型2.GIS设备的结构原理3.超高频与超声波局放测试方法的优缺点本课程的目标是:帮助学员掌握：1.超声波局放测试工作步骤2.超高频局放测试工作步骤3.超高频与超声波波形图分析方法4.GIS故障定位方法.本课程所依据的制度规范制度或规范编号制度或规范名称备注Q/CSG114002-2011《电力设备预防性试验规程》GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》DL/T555-2004《气体绝缘金属封闭开关设备现场耐压及绝缘试验导则》DL/T618-1997《气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程》.应当具备该技能的岗位人员年限岗位新员工1-2年工作经验员工2年以上工作经验员工电气试验工★★★★★注释：一颗星“★”表示最好掌握；两颗星“★★”表示必须掌握.培训对象的知识技能基础要求学习者学习本课程之前，需要达到的要求：·了解GIS设备的结构及局放测试的方法，DL/T555-2004《气体绝缘金属封闭开关设备现场耐压及绝缘试验导则》以及DL/T618-1997《气体绝缘金属封闭开关设备现场交接试验规程》；·熟悉GB50150-2006电气装置安装工程；电气设备交接试验标准及QCSG114002-2011电力设备预防性试验规程；·掌握高电压技术相关知识；·具备电气试验工资质及电力行业变电工作票“三种人”资质。.相关的作业人员、工器具及作业材料·试验人员3人·超声波测试仪1台·超高频测试仪1台·测试探头（超高频）3个·测试探头（超声波）3个·数字示波器1个·电源线盘1个·专用信号耦合剂1瓶·BNC电缆4根.目录第一部分基础介绍第二部分主体内容讲解第三部分回顾与练习.目录第一部分基础介绍第二部分主体内容讲解第三部分回顾与练习.技能意义为什么要进行GIS运行中局部放电测试？GIS传统的停电预试项目存在设备停电时间长以及不能发现在运行电压下的放电缺陷等不足，目前在我国，GIS维修方式正在向状态维修CBM（conditionbasedmaintenance）方向发展，GIS在不停电、不脱离系统的运行状态下，利用技术手段对设备绝缘状况进行检测，有效掌握被检测设备是否处于正常运行状态，以便确定该设备是否需要停电检修，是GIS设备预试的趋势。因此需要进行GIS运行中局部放电测试。.基本概念1、GIS局放测试：绝缘体在局放的作用下（高温或电弧等一系列物理和化学现象），使绝缘体迅速老化直至击穿。导致局放产生的因素很多，涉及到制造过程中的设计、材料、结构、工艺流程、安装、环境清洁度等各个环节，也涉及到运行过程中的绝缘老化、过电压、过电流、过激磁等种种因素。对GIS进行局部放电检测能够有效地发现其内部早期的绝缘缺陷，以便采取措施，避免缺陷进一步扩大，提高GIS的运行可靠性。它还可以弥补耐压试验的不足，通过局部放电测试能发现GIS制造和安装的清洁度，以及绝缘制造工艺和安装过程中的缺陷、差错，确定故障位置，从而进行有效的处理，确保设备的安全运行。.基本概念2、超高频耦合器：接收GIS内部局部放电产生的超高频电磁波信号，完成局部放电信号传感。3、超声波传感器：接收GIS内部局部放电产生的超声波信号，完成局部放电信号传感。4、放电信号处理单元：对耦合器输出的信号（或外部天线信号）进行放大、滤波和脉冲整形等处理，输出局部放电的特高频信号和局部放电的宽脉冲信号。.基本概念5、测量设备：对放电信号处理单元输出的信号进行观察，可采用示波器，也可采用基于便携式计算机的数据采集装置。为了进行局部放电定位，测量系统通常包含2个以上的测量通道，便于不同测点位置的信号幅值比较和信号时差测量。为了便于信号时差测量，2个测量通道使用的电缆需要相同长度。.工作原理此项工作的基本原理:由于GIS内部发生故障的主要形式是颗粒、电晕和局放，颗粒故障，在内部受到电场力和重力的作用，会与开关外壳发生碰撞，产生机械波在壳体传播。电晕和局部放电发生时会伴有声音信号和电信号，声音信号也会在壳体传播。通过紧贴在SF6断路器金属外壳上的超声传感器或者是环氧树脂的盆式绝缘子的超高频传感器，接受壳体内部发出的频率在10kHz-200kHz（超高频信号是0.3-3G）的信号，根据接受到的信号的幅度、相位、频率成分，原始信号特征，与背景信号的对比，以及跟工频的相关特性的分析，来进行故障类型识别，故障程度及故障位置分析。.作业对象此项工作主要针对110kV及以上电压等级GIS（HGIS）开展，其特点是可在设备带电运行中进行局部放电测量。.作业现场变电站和发电厂中的GIS、HGIS、GIL等设备，设备不需要停电。.案例在应用GIS故障检测技术前,电网运行中的GIS已发生过几例绝缘事故：a.JM①站500kVGIS；b.DYWHD站400kVGIS；c.HG站220kVGISd.SJ电厂220kVGIS等发生过绝缘闪络事故。尤其是SJ电厂1989年7月15日220kVGIS#3主变间隔203BO地刀绝缘事故，造成全厂停电，两台20万千瓦发电机停运两天，直接损失电量达3200万千瓦时。可见，实际运行中是多么需要一种对GIS有效的检测手段，能及早的发现GIS内部绝缘故障，并能准确定位，使得GIS的检修工作能有计划地进行，缩短检修时间和节省检修费用，从而提高GIS运行可靠性。那么我们应该如何开展GIS设备局部放电测试呢？如何才能判断故障类型以及准确定位呢？①补充说明：因不便于指明某变电站，故使用“JM”、“DYWHD”、“HG”、“SJ”等字样变电站名称缩写作为代称。.目录第一部分基础介绍第二部分主体内容讲解第三部分回顾与练习.主体内容讲解一准备二测试三分析四判断五定位六收工•本工作步骤如下：.一准备1.1看现场1.2找记录1.3定方案1.4备仪器1.5保安全•准备工作是开展一切工作的前提。根据所开展的任务来准备相应的工作，确保准备工作充分、充足，以使整个工作有计划、有组织。准备工作主要包括：.1.1看现场勘察现场情况，并采集数据，以便确定试验方案以及试验方法。具体说明:1、了解GIS设备的产品型号、制造厂家、技术参数；2、明确本次工作任务的数量；3、了解GIS的盘式绝缘子是否有金属屏蔽，刀闸观察窗的大小。注意:现场采集数据务必要客观准确。.1.2找记录根据被试GIS设备运行检修情况以及上次预试值，如有故障嫌疑设备要特别重视，对本次局放测试工作有个大体印象。具体说明:1、从生产管理系统查找被试GIS设备运维情况；2、查找上次预试局放测试报告。注意:仔细搜集被试GIS设备信息，防止有问题设备漏查，在现场测试中巡查不细致，导致缺陷被忽略。.1.2找记录生产系统截图.1.3定方案1.3.1组织措施1.3.2技术措施1.3.3安全措施•准备方案的目的：方案是指导工作开展、保障安全的的重要书面依据，对于方案的制定，必须符合生产实际，切勿脱离生产、纸上谈兵。其主要内容应涵盖以下三个方面：.1.3.1组织措施完善组织措施，使组织完善、分工明确、职责清晰。具体说明:1、确定工作人员的分工；2、确定联系方式；3、明确各自的职责说明。.1.3.1组织措施注意:现场提问：工作负责人的职责（正确、安全组织工作；确认工作票所列安全措施正确、完备，必要时加以补充；工作前向工作班全体成员告知危险点，关键点，督促、监护工作班成员执行现场安全措施和技术措施）、工作班成员职责（熟悉工作内容、工作流程、掌握安全措施，明确工作中危险点，并履行确认手续；遵守安全规章制度、技术规程和纪律，执行安全规程和现场安全措施；正确使用安全工器具和劳动防护用品）。.1.3.2技术措施通过技术标准手段，用于指导检修工作，使其有据可依。具体说明:1、确定与设备带电部位的安全距离；2、确定采用的试验仪器；3、确定采用的试验方法；4、明确局放测试判断的标准要求；5、明确局放测试抗干扰的方法。注意:防止由于技术措施制定错误导致现场测试工作方法不符合被试设备实际情况，延误试验工期。.1.3.3安全措施安全措施是保障作业人员在作业过程的安全具体方法，是杜绝违章作业的具体举措。具体说明:1、人员坠落安全控制措施；2、人员走错工作地点措施。.1.4备仪器为工作的开展准备相应的工器具，满足现场工作要求。具体说明:1、按照工具清单内容，到库房进行工具、材料的分捡；2、所需的工器具不超过合格检验期限，需要使用相关仪器需要依据标准进行初期检测，符合要求后方可出库；3、检查电源线盘是否导通；4、检查试验仪器是否开机良好。注意:防止试验仪器在使用前已损坏或未经校验合格，导致在现场测试数据不准确。.1.5保安全作业现场采用必要的安全措施，以保证试验工作安全顺利的实施。具体说明:1、在试验工作地点悬挂“在此工作”标识牌；2、召开班前会，对工作班成员宣读工作任务、工作地点、人员分工、试验危险点、关键点，并进行技术、安全交底；3、对需要登高接线测试的地方应提醒工作班成员佩戴安全带，防止高出坠落。注意:1、技术、安全交底要有相应记录；2、组织要严明、交待要清楚。.1.5保安全现场测试图示对全图片.二测试2.1选方法2.2连接线2.3取信号•对GIS设备开展局放测试，为常规快速巡查，对每一个测试点要保存其波形记录，作为历史数据库积累，有助于以后的定检比较。.2.1选方法2.1.1超高频2.1.2超声波2.1.3脉冲电流2.1.4方法选择•目前国内GIS带电局放测试方法有以下几种：.2.1.1超高频超高频适合对GIS设备进行快速巡查。由于电信号衰减比声信号小，传感器可以接收到相邻两三个气室的局放信号，因此每个GIS间隔测试的点少，工作量轻。优点：能够灵敏发现金属悬浮、针尖、表面爬电、绝缘内部缺陷、放电灵敏度高，对较大的金属颗粒放电能够发现；可定位分析。局限性：对全金属屏蔽盘式绝缘子无法测试；对观察孔或注塑孔最长直径小于40mm的灵敏度太低。注意:只能对非金属屏蔽绝缘盘子进行测试；信号衰减快，需对每个非金属屏蔽盘式绝缘子测试；无法定量分析。.2.1.2超声波对GIS设备故障进行精确定位。由于声信号衰减快，传感器只能测到单个气室的局放信号，因此每个GIS间隔测试的点多，工作量大，一般作为超高频法的补充方法。优点：对GIS外壳的局部放电灵敏度较高，当有较强的内部金属悬浮、针尖的局部放电时也能够测到。采用非电量测试方法，抗电场干扰能力强；定位准确。局限性：对大部分局部放电灵敏度较低。注意:对GIS内部局部放电不灵敏；容易受机械振动信号的干扰；信号衰减快，测试点多；无法定量分析。.2.1.3脉冲电流脉冲电流对有电缆出线的GIS设备进行测试。优点：能够灵敏发现各种放电，可以初步定量分析。局限性：对非电缆出线GIS无法测量。注意:只能对电缆出线进行测试，且容易受外界电场干扰影响，测试人员需要有大量的现场试验经验；定位困难。在现场快速巡查中使用的较少。..GIS内各类局放信号频带范围(频域)•UHF信号范围：•500~1500MHz;•UHF噪声信号范围：•300~3000MHz;•HFCT信号范围：•100KHz~30MHz;•AE信号范围：•40~100KHz.2.1.4方法选择2.1.4.1类型一2.1.4.2类型二2.1.4.3类型三•针对不同的GIS