搜索
1.带电检测的目的带电检测是在电力设备通电运行状态下进行监测的一种高新技术。利用传感技术和微电子技术对运行中的设备进行实时监测，获取设备运行状态的各种物理量数据，并对其进行分析处理，预测运行状况，根据实时数据得出检测报告。带电检测是了为保证电力系统的安全运行，对系统的重要设备的运行状态进行的监视与检测，及时发现设备的各种劣化过程的发展，以求在可能出现故障或性能下降到影响正常工作之前，及时维修、更换，避免发生危及安全的事故。2.GIS局部放电带电测试实施方案2.1、设计依据Q/CSG10007-2004电力设备预防性试验规程2.2、设计原理：XD2001型超声波局部放电检测系统基于声发射原理（AE），通过超声传感器收集电力设备局部放电时发出的超声波信号，检测声信号的幅度、相位、频域图谱，以及与运行电压之间的关系，可以有效反映GIS设备绝缘缺陷程度与位置。注：被测GIS盆式绝缘子外侧为全金属屏蔽，本次局放测试采用超声波仪器进行。2.3、操作方法：本检测系统利用PAC超声波探头，通过在GIS设备的筒壁上检测GIS腔体内部的局部放电信号。检测系统示意图如图1所示。图1超声波检测系统示意图2.4、主要检验设备表1：主要检验设备清单及精度要求仪器名称型号检测带宽放大器增益检测灵敏度超声波局部放电检测仪XD200120KHz～200KHz20、40、60dB（可根据需要选择）0.1mv2.5、操作步骤2.5.1将检测仪器开启，看仪器能否正常启动；2.5.2检查试验回路所有接线，用放电模拟器对仪器进行检测，检查其工作状态是否正常，如果正常则准备开始试验；2.5.3根据工作范围，将超声传感器依次放置在GIS的刀闸、开关气室等关键位置的筒壁上，每次测量持续时间需至少在20秒左右，并时刻观察波形，发现有异常或放电波形时，要反复对该位置进行测量。如排除为外部干扰时可接着进行下面的测试；如无法排除干扰时则应该增加持续时间以便采集更多波形进行分析并存储下放电波形、做好数据备份；2.5.4测量完毕，清理现场。2.6、危险点控制2.6.1工作人员工作中正常活动范围与带电设备保持足够的安全距离；2.6.2进入密闭的GIS室时防止SF6气体中毒；2.6.3防止感应电伤人；2.6.4防止人身触电；2.6.5防止误操作；2.6.6防止损坏设备；2.6.7防止误碰误动现场运行设备。2.7、安全措施2.7.1在站内行驶的车辆必须限制在时速5公里以下，并按规定路线行驶；2.7.2根据工作需要办理相关工作票；2.7.3试验前应召开站班会，工作负责人应对所有工作班成员（包括试验配合人员）进行任务安排和安全交底；2.7.4试验人员应穿工作服，带安全帽；高空作业时应带安全带；2.7.5进入GIS室前要开启风机通风，15min后方可进入；2.7.6试验之前，认真检查试验设备，确保工作状况良好、检定标识有效；2.7.7工作人员工作中正常活动范围与带电设备保持足够的安全距离，防止感应电伤人、高压触电；220kV≥3.0米；2.7.8做好安全监护工作，防止工作人员移开或越过遮拦误爬、误登带电运行设备；2.7.9测试时，工作人员不得误碰GIS控制柜的操作按钮及其它会给GIS正常运行带来影响的部件；2.7.10使用梯子应符合安全要求(梯脚防滑、角度、固定点等)，运行的变电站高压带电场所内不得使用金属梯子；2.7.11工作间断、转移手续符合安规要求；10.12工作完毕必须汇同值班人员及见证人员对试验结果进行交底工作。11、作业风险控制11.1SF6气体中毒1进入密闭的GIS气室前通风15min后再进入；2GIS室保持通风。11.2一般试验仪器都较重，搬运时注意安全,防止设备跌落损坏或砸伤自己1搬运时集中精力，注意脚下潜在危险；2搬运时互相提醒。11.3试验时走错间隔、误碰裸露的带电导体危及生命安全1开始工作前工作负责人应对全体工作人员进行安全技术交底，交待清楚工作任务及带电范围；2工作班人员工作时应集中精力；3加强监护制度。11.4与带电设备安全距离不够1工作人员工作中正常活动范围与带电设备保持足够的安全距离，防止感应电伤人、高压触电；110kV≥1.5米；220kV≥3.0米；500kV≥5.0米；2工作过程中相互提醒监督；3设专人监护。11.5误碰操作机构，造成停电事故1工作前工作负责人应向工作班成员交待清楚工作范围以及危险点；2工作班成员应相互提醒监督；3与操作机构保持一定距离。三.开关柜带电带电检测技术简介10kV开关柜是电网的重要组成部分，其运行的稳定性直接影响到电网安全运行。然而，传统的定期预试性试验技术暴露出来的问题无法满足当前的需要，因此，采取适当的方法进行监测是很有必要的。而根据实际运行经验发生故障前在事故潜伏期内应该都可能有放电现象产生，局部放电是导致10kV开关柜设备绝缘劣化发生绝缘故障的主要原因，其检测和评价已经成为绝缘状况监测的重要手段。为了能将局放测试实现带电测试，近年来发现了通过在线测量开关柜内因局部放电致使其金属壳体上产生的瞬间对地电压（TransientEarthVoltages，以下简称TEV），检测判断设备内部是否存在绝缘故障，即TEV检测法。具有以下优点：可以带电监测、灵敏度高、抗干扰能力强，能进行有效的故障定位，可以获得定量数据对内部放电监测灵敏度。1超声波和TEV基本原理局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电，这些微弱的放电产生累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化，最后导致整个绝缘击穿。局部放电主要分为绝缘材料内部放电、表面放电、导体尖端放电等，并以电磁声波、气体形式等释放能量。1.1超声波检测原理当高压电气设备内部存在局部放电，在放电过程中，随着放电的发生，伴随着爆裂状的声发射，产生超声波，且很快向四周介质传播。伴随有声波能量的放出，超声波信号以某一速度通过不同介质(隔板、油、SF6气体等)以球面波的形式向四周传播。但由于超声波频率高其波长较短，因此它的方向性较强，从而它的能量较为集中，容易进行定位。超声波检测主要采用20kHz以上频率，可不受外部噪声的干扰。通常认为，当在被测设备外壳的接缝处进行测量时，由于探头完全置于设备体外，放电信号通过绝缘介质衰减很严重，灵敏度较差、定量分析比较困难，仅对局放初测及比较严重的空气中的放电才比较有效，超声波测量放电工作原理图1所示图1超声测试工作原理图1.2TEV检测原理根据麦克斯韦电磁场理论，局部放电现象的发生产生出变化的电场，变化的电场激起磁场，而变化的磁场又会感应出电场，这样，交变的电场与磁场相互激发并向外传播，形成了电磁波。通过放电产生的电磁波通过金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传播出去，同时产生一个暂态电压，通过设备的金属箱体外表面而传到地下去。这些电压脉冲是于1974年由DrJohnReeves首先发现,并把它命名为暂态对地电压(TEV)。TEV在设备内部产生传播如图2所示。母排接缝处电磁波局部放电电磁波电磁波图2TEV产生示意图当开关柜的内部元件对地绝缘发生局部放电时，小部分放电能量会以电磁波的形式转移到柜体的金属铠装上，并产生持续约几十纳秒的暂态脉冲电压，在柜体表面按照传输线效应进行传播。地电波局放检测技术采用容性传感器探生发射源声音转换信号放大信号处理记录与显示解释与评定局部放电检测仪头检测柜体表面的暂态脉冲电压，从而发现和定位开关柜内部的局部放电缺陷。2超声波、TEV测量法在电力系统中的应用针对大量的开关柜设备，为提高工作效率，减少工作量，测试过程可按如下3个步骤：1）先行使用便捷式局放测试仪对设备进行普测（普测周期为3个月一次），通过普测逐步建立起设备状态库，将正常合格设备与异常数据设备分列建立状态库。2）针对有问题或异常数据库设备开展复测（普测后7~10天内），建立复测档案，同时对于测试数据严重超标设备采用便捷式局部放电定位仪进行故障定位测试。3）结合停电计划和安排专人对缺陷设备进行检查和处理，对处理的设备记录处理结果和原因分析，在设备处理完毕后及时开展局放测试对比处理效果，如正常更新状态库。2.1测试过程和测试点选取测试过程中需要严格遵照仪器说明要求，做好各项防护，同时也总结出以下的测试过程；、、1）测试前先进行背景值测试，记录空气和金属制品背景声。由于开关柜外部的电磁信号一样可以在开关柜上产生暂态对地电压（TEV），这些信号源同样可以在变电站内的金属物品上产生暂态对地电压，如金属门或侧栏处，测试金属面板上的背景值时并不是在开关设备上检测，应该在金属门等金属制品上检测，在开关室不同的位置检测3个点的值，并取中间值作为背景信号的参考值。2）将TEV测试仪器探头贴紧开关柜进行测试。实际过程中需要灵活的变换采用TEV的两种测试模式：单个模式和连续模式，如遇到测试数据跳跃比较大的时候可以两种模式切换测试，选取其中读数稳定做为测试数据；在连续模式下一定要记录下对应的脉冲数作为后续的辅助判断；在连续模式下时候可能有时会有数据连续跳动比较的情况，需要贴紧测试的开关柜面板，同时仔细观察数据选择记录相对稳定和幅度大的为测试数据。3）测试过程中需要注意对干扰噪声的排除避免将手机靠得过近产生干扰；测试过程中注意荧光灯及风机扇的影响，可以先关闭后进行测试，所得数据一般要低几dB；同时要注意配电房周边环境影响，在实测过程中发现部分测试地点的微波发射塔对测试数据有较大影响，通过多次测试对比排除的干扰因数后测试结果属正常范围；干扰过大时候可以在连续模式的所得脉冲数明显看出，此时脉冲数一般会达到几千乃至上万。4）采用超声波模式时一定要测试背景读数，刚开始测试时调整增益到最大，如果读数大大时适当的减少增益；将传感器对准开关设备的空气通道处进行测试，如断路器电缆盒、母线柜等设备，在测量的时候一定要注意保持足够的安全距离；超声波传感器沿着开关柜上的缝隙扫描进行检测，传感器与开关设备间一定要有空气通道，用来保证超声波信号可以传出来。测试中对开关柜测试点的选取：测试过程中应确定各电力设备所处位置，主要检测母排（连接处、穿墙套管。支撑绝缘部件）、断路器、CT、PT、电缆接头等设备的局部放电情况，如有条件，还应对开关室内母线桥架进行检测。传感器应尽量靠近观察窗、通风口等局放信号容易泄漏部位的金属面板上，实际测试过程中一般选取前面面板上、中、下部，后面板的上、中、下部位，侧面板能测试时也要测试。如果出现检测数值较大的情况，建议测量3次以上以确定测试结果，测试时可以在观察窗上下位置测试对比数据。2.2数据分析判断在结合实测经验以及同行测试的经验基础上，采用如下的数据判断方法：1）当发现开关室内TEV背景值与测试值都在20dB以下时，表示开关设备正常，下次再次进行巡检。2）如果开关室内TEV背景值在10dB以下，而某些开关柜的测试值在20dB~30dB，应对该开关柜加强关注，观察以后检测幅值的变化趋势。3）如果开关室内TEV背景值10dB以下，而某些开关柜的TEV测试值大于30dB（相对值大于20dB），而表明该开关柜有局部放电现象，应使用定位技术对放电点进行定位。4）如果开关室内TEV测试值和背景值都在30dB以上，且并没有发现在某个开关柜上出现峰值，应使用定位技术来判断信号源的来源，如检测结果发现信号源来自开关柜，而不是外界的干扰信号，应使用定位技术对放电点进行定位。5）如果在某个开关柜的超声波测试数据幅值大于6dB小于20dB，说明开关柜内存在局部放电，需要进行复测。6）如果在某个开关柜的超声波测试数据幅值超过20dB，说明该开关柜内部存在严重的局部放电，应尽快组织复测，密切关注检测幅值的变化趋势。7）所有故障处理过的开关柜，应再次对该开关室进行局部放电监测，检测结果跟处理前进行比较，衡量故障处理的准确性。同时除了数据判断，还应结合设备类型进行横向、纵向对比，对于同一开关柜要进行对比其周期历史数据看变化大小差异，如果增加幅度超过5~10dB以上都需要予以加强关注；而同一室内若是相同类型开关柜差异过大超过了10dB时需要引起注意，并需要进行现场分析是否柜体附近有较近的干扰源以及跟踪关注检测柜体是否有故障缺