1、2012年5月1日高壓開關柜局部放電檢測技術目錄一、高壓開關柜的故障特征二、高壓開關柜局放實用檢測技術三、高壓開關柜局放數據的分析四、測試儀器介紹五、現場測試六、結束語高壓開關柜是城市配電網中重要基礎設施，其運行的穩定性直接影響到城市經濟的發展,人民生活水平質量的提高。 因此，開關柜設備的可靠性直接決定了用戶供電的可靠性。 一、高壓開關柜的故障特征一、高壓開關柜的故障特征狀態檢修是提高供電設備可靠性的重要技術手段。但是，開關柜不可能采取像高壓變壓器、GIS設備那樣的在線監測技術路線，實現全面、實時的在線監測。 高壓開關柜數量眾多; 開關柜的設備造價低; 監測設備的成本很高;一、高壓開關柜的故障

2、特征一、高壓開關柜的故障特征開關柜設備故障已經導致嚴重后果 開關柜爆炸導致供電中斷，影響電網供電可靠性; 引發火災事故，造成重大經濟損失；一、高壓開關柜的故障特征一、 GIS局部放電檢測背景開關柜究竟有哪些類型的故障？開關柜的主要故障形式又是什么？一、高壓開關柜的故障特征開關柜的故障類型及統計結果 拒動故障，主要是機構等機械原因; 誤動故障，主要是二次控制回路原因; 絕緣故障，主要是缺陷、爬電、閃絡等； 開斷與關合故障，多種原因； 載流故障，主要是接觸不良、插件偏心； 外力或其它故障，如加工工藝不良等；一、高壓開關柜的故障特征一、高壓開關柜的故障特征根據中國電科院開關設備故障統 計結果分析得出

3、，不含40.5kV以上絕緣與載流故障約占3040%！1989 1997開關柜故障統計結果1992年2002年廣東電網開關設備故障統計結果一、高壓開關柜的故障特征絕緣與載流故障約占66！一、高壓開關柜的故障特征絕緣與載流故障都是與放電現象密切有關的！絕緣與載流故障比率約在3050之間！對中壓開關設備實施放電檢測可顯著減少故障概率！二、高壓開關柜局放實用檢測技術局部放電定義 電力設備絕緣中部分被擊穿的電氣放電，可以發生在導體附近，也可以發生在其他地方 內部局部放電：發生在絕緣體內部的放電 表面局部放電：發生在絕緣體表面的放電 電暈 ：發生在被氣體包圍的導體附件的放電二、高壓開關柜局放實用檢測技術檢

4、測局部放電的意義1 常規的非耐壓和耐壓試驗難以發現局部放電這類絕緣缺陷2 局部放電將導致電力設備絕緣的劣化和缺陷的惡性循環，嚴重時甚至會導致絕緣事故 3 檢測局部放電可以避免電力設備在運行中發生突發性絕緣損壞事故 二、高壓開關柜局放實用檢測技術 局部放電既是征兆，也是造成絕緣劣化的重要原因。 局部放電檢測和監測是實現狀態監測的重要技術手段。導致設備局部放電的因素運行狀態的影響 運行過電壓； 雷電波沖擊； 諧波畸變；設備本身的原因 絕緣材料不均勻； 內部存在空洞和雜質； 導體表面存在凸出部； 絕緣強度的不足；環境因素的影響：潮濕、過熱。二、高壓開關柜局放實用檢測技術局部放電的伴生現象 電磁波的發

5、射：HFVHFUHFSHF； 聲音信號：可聞噪聲超聲波； 氣體生成物：氮化物、碳化物、氟化物； 光：紅外、紫外； 發熱：紅外； 電流行波：高頻脈沖電流。二、高壓開關柜局放實用檢測技術局部放電的電量測量法名稱檢測手段檢測對象使用條件備注脈沖電流法檢測阻抗變壓器、電纜、GIS、套管等離線IEC60270泄漏或介損HFCT、電容耦合器絕緣子、套管等容性設備在線離線可校準射頻檢測法HFCT、射頻天線、電容耦合變壓器、電纜、GIS、開關柜、發電機離線在線可校準*超高頻法超高頻天線變壓器、電纜、GIS、發電機離線在線無法校準二、高壓開關柜局放實用檢測技術局部放電的非電量測量法名稱檢測手段檢測對象使用條件備

6、注聲測法超聲波傳感器、麥克風變壓器、電纜、GIS套管、開關柜在線離線超聲波檢測法光測法光纖傳感器變壓器、GIS離線在線化學檢測法氣體傳感器變壓器、GIS離線在線DGA法SF6分解物二、高壓開關柜局放實用檢測技術開關柜局放檢測實用技術 電磁測量法； 聲音測量法； 氣體測量法； 光測量法； 熱測量法； 脈沖電流法；二、高壓開關柜局放實用檢測技術開關柜局放的電磁測量法(1)局部放電發生時，放電點產生高頻電流波，并向兩個方向傳播；受集膚效應的影響，電流波僅集中在金屬柜體內表面傳播，而不會直接穿透；在金屬斷開或絕緣連接處，電流波轉移至外表面，并以電磁波形式進入自由空間；電磁波上升沿碰到金屬外表面，產生暫

7、態對地電壓(Transient Earth Voltage)。二、高壓開關柜局放實用檢測技術開關柜局放的電磁測量法(2) 暫態對地電壓可用TEV傳感器進行測量，其幅值與放電量和傳播途徑的衰減程度有關； 衰減量主要取決于放電點位置、設備的內部結構以及開口大小有關，如墊圈的厚度。 利用裝設在金屬柜體外表面上的兩個TEV傳感器所測量的信號到達時差，可以實現粗略的局部放電定位。二、高壓開關柜局放實用檢測技術開關柜局放的電磁測量法(3) 暫態對地電壓傳感器類似于RF耦合電容器； 開關柜殼體上暫態對地電壓的變化會在傳感器的金屬極板上感應出高頻電流，感應電流的大小與放電脈沖的前沿陡峭程度有關； 對傳感器輸出

8、的高頻電流進行處理，可以間接獲得局部放電的強度和頻度。二、高壓開關柜局放實用檢測技術開關柜局放的聲音測量法(1) 局部放電前，放電點周圍的電場應力、介質應力、粒子力處于相對平衡狀態。 局部放電是一種快速的電荷釋放或遷移過程，導致放電點周圍的電場應力、機械應力與粒子力失去平衡狀態而產生振蕩變化過程； 機械應力與粒子力的快速振蕩，導致放電點周圍介質的振動現象，從而產生聲波信號；二、高壓開關柜局放實用檢測技術開關柜局放的聲音測量法(2) 放電強度的大小決定了電場應力、機械應力和粒子力的振蕩幅度，直接決定了振動的程度和聲波的相度； 對于同種程度的放電，振動幅度與介質的彈性系數有關，固體與液體振動小，氣

9、體振動大； 振動和聲波的傳播過程是有損耗的，傳播途徑的差異導致超聲波響度與放電強度之間復雜的比例關系； 二、高壓開關柜局放實用檢測技術開關柜局放的聲音測量法(3) 電纜絕緣的內部放電導致的振動幅度較小，難以采用超聲波方法測量； 絕緣子、母排導致的表面放電導致的振動幅值較大，方便使用超聲波方法進行測量；二、高壓開關柜局放實用檢測技術電磁測量與聲音測量的對比電磁測量法 對脈沖的變化速度比較敏 感，比較適合介質內部放電； 對放電頻譜較低的套管、終端、絕緣子表面放電不敏感； 易受外界電磁干擾的影響； 能夠精確定位，但分辨率不高，主要是設備精度限制； 傳播過程衰減較小；聲音測量法 對介質類型比較敏感，適

10、合檢測空氣介質放電； 比較適合檢測套管、終端、絕緣子的表面放電； 易受現場機械振動的干擾； 定位精度受內部反射、折射等現象的影響，但對設備精度要求較低； 傳播過程衰減大；二、高壓開關柜局放實用檢測技術局部放電檢測策略 單一的運用某種檢測方法，存在著一定局限性，并不能全面、客觀、真實的反映被檢設備的運行狀況，有時甚至出現誤判斷。 唯有綜合運用不同的檢測方法，通過相關軟件對測試數據進行專業分析才能做到對設備運行狀況最客觀的評估，從而做出合理的決策。二、高壓開關柜局放實用檢測技術聲電聯合測試是開關柜局部放電檢測的最佳選擇！二、高壓開關柜局放實用檢測技術沿面放電模型瓷絕緣子表面放電模型開裂瓷絕緣子內部

11、放電模型超聲波檢測有效，電磁檢測不敏感；超聲波檢測有效，電磁檢測不敏感；電磁法檢測有效，超聲波檢測基本無信號；三、高壓開關柜局放數據的分析 局部放電數據分析技術不是簡單地回答“Yes”與“No” ，其目標是在海量數據中發現“異常者”，總結出指導檢修的普遍性規律；三、高壓開關柜局放數據的分析 對高壓開關柜局放數據進行分析，需要遵循下列基本原則： 基于任何檢測技術的數據都是有用的； 基于任何檢測技術的數據都有其局限性； 規律隱藏在長期、連續的測試數據當中； 實施狀態檢修，既需要充分利用現有的規律，更需要對現有規律的持續完善和補充；三、高壓開關柜局放數據的分析高壓開關柜局放數據的常用分析方法-統計診

12、斷技術： 統計診斷技術首先需要開展廣泛的現場測試，以獲取足夠的統計樣本； 根據企業的具體條件選擇合理的正常設備概率，據此可以大致判斷具體設備的絕緣狀態； 根據統計結果給出的設備狀態判斷分析結果并不代表設備必然故障與否，僅屬于一種可能性； 統計診斷技術是一種開放、循環的過程；三、高壓開關柜局放數據的分析高壓開關柜局放數據的常用分析方法-趨勢分析技術： 假設條件：電力設備的絕緣劣化是一種緩慢累積的過程，突發性的絕緣破壞不適合趨勢分析法； 絕緣裂化判據：三、高壓開關柜局放數據的分析高壓開關柜局放數據的常用分析方法-趨勢分析技術三、高壓開關柜局放數據的分析高壓開關柜局放數據的常用分析方法-橫向分析技術

13、： 考慮的可比因素： A、B、C三相測試數據的比較； 鄰近開關柜測試數據的比較； 同型開關設備測試數據的比較；三、高壓開關柜局放數據的分析高壓開關柜局放數據的常用分析方法-橫向分析技術：開關柜測試數據分析方法dB間隔號間隔1間隔2間隔3。間隔n1020304050三、高壓開關柜局放數據的分析Ultra TEV Plus+測試信號強度以數值形式顯示。測試儀器可以顯示每個周期的PD脈沖數、嚴重程度、內部放電最大水平。超聲波信號既可以通過數值顯示，也可以通過耳機聽到。四、測試儀器介紹Ultra TEV Plus+判斷規則（地電波模式）背景值設備上的測試值(p)推斷所需采取的措施010dBP20 dB

14、未發現明顯的放電現象每3個月測試一次20P30 dB檢測到一定程度的放電現象引起關注，需要跟蹤測試或用監測儀進行在線監測，觀察設備的放電趨勢。30P40 dB檢測到較強的放電現象用定位儀進行定位，確定放電源的位置，對設備采取相應的措施。或用在線監測儀進行監測，觀察放電趨勢。P40 dB檢測到強烈的放電現象用定位儀進行定位，確定放電源的位置，對缺陷設備進行停電檢修四、測試儀器介紹Ultra TEV Plus+判斷規則（超聲波模式）背景值設備上的測試值(p)推斷所需采取的措施05dBP7dB未發現明顯的放電現象每3個月測試一次7P10 dB檢測到一定程度的放電現象引起關注，需要跟蹤測試，觀察設備的

15、放電趨勢。10P30 dB檢測到較強的放電現象用定位儀進行定位，確定放電源的位置，對設備采取相應的措施。或用在線監測儀進行監測，觀察放電趨勢。P30 dB檢測到強烈的放電現象用定位儀進行定位，確定放電源的位置，對缺陷設備進行停電檢修四、測試儀器介紹PDL1計算放電脈沖到達兩個探頭的不同時間，并且輪流地顯示與探頭相關的局部放電信息，可對故障進行精確定位。可與示波器連接使用，以判斷放電類型。四、測試儀器介紹PDL1判斷規則（地電波模式）背景值設備上的測試值(p)推斷所需采取的措施010dBP20 dB未發現明顯的放電現象每3個月測試一次20P30 dB檢測到一定程度的放電現象引起關注，需要跟蹤測試

16、或用監測儀進行在線監測，觀察設備的放電趨勢。30P40 dB檢測到較強的放電現象用定位儀進行定位，確定放電源的位置，對設備采取相應的措施。或用在線監測儀進行監測，觀察放電趨勢。P40 dB檢測到強烈的放電現象用定位儀進行定位，確定放電源的位置，對缺陷設備進行停電檢修四、測試儀器介紹PDM03持續監測局部放電信號，數據可以儲存兩個月4個天線可有效屏蔽外部干擾，8個檢測探頭能全面檢測局放信號并實現定位數據可以在個人計算機上通過標準電子數據表分析軟件包分析，得出短期局部放電劇烈程度值、每測量循環周期內的脈沖數量等局放參數四、測試儀器介紹自檢：用儀器配備的自檢源檢測各個通道現場布線：1、2、11、12

17、為天線，距開關柜最好2.1m以上初始化設置：開關房位置、名稱、開關類型、時間、日期等連續監測，數據分析PDM03工作模式四、測試儀器介紹開關柜前面天線1天線2天線11天線12傳感器PDM03探頭布置四、測試儀器介紹PDM03測量數據格式（DATA.txt）儀器簡介四、測試儀器介紹PDM03局放判斷存在局放？短期局部放電劇烈程度值0每測量循環周期內的脈沖數量0.05局部放電源位于開關裝置內部四、測試儀器介紹便攜式多功能測量儀(Ultra TEV)主要用來初判是否存在局放局部放電監測儀(PDM03) 主要實現對局放點定位實際工作中宜將二者結合使用儀器使用策略四、測試儀器介紹五、現場測試（1）空調干

18、擾測試中存在的干擾干擾陳舊空調老化照明燈具現場電子儀器重負荷設備建筑電氣、汽車等五、現場測試 測量現場背景噪音消除現場干擾源記錄開關柜的銘牌參數地電波模式下，測量開關柜的地電波信號，并記錄測量數據超聲波模式下，測量開關柜的超聲波信號，并記錄測量數據判斷開關柜是否存在局放五、現場測試測試步驟：便攜式測試儀超聲（28dB）和TEV（25dB)信號均超標。初步判定遠景開關房內的開關柜存在局部放電，用PDM03進一步連續監測發現還是存在明顯的局放信號。這批開關柜為半封閉式SM6開關柜，結構較落后，投運已達10多年。另外，運行人員發現現場有臭氧味道，決定把這幾臺開關柜停運。最后經仔細檢查，發現這些開關柜內部老化嚴重，有明顯的銅銹和污漬，可能是引發局放的原因之一。局放測試應用(1)白云局遠景開關房局放測試五、現場測試局放測試應用(2)芳村紫香開關房局放測試超聲信號:15dB(5dB)TEV信號:25dB(0dB)五、現場測試每個探測器的短期局部放電劇烈程度值=0每測量循環周期內的脈沖數量=0依判據，不存在明顯的局放信號發現該開關柜內部外絕緣老化嚴重，電極有明顯白色銹蝕局放測試應用五、現場測試受環境潮濕影響，