1.UltraTEV Plus2以做什么?
UltraTEV Plus2是一台多功能的手持式仪器，可以非常简便的检测，甄别多种类型电力设备中的局部放电。
UltraTEV Plus2内建有 TEV 和超声波传感器及多种外接附件，可以用来检测开关柜、电缆和架空线的潜在破坏性局部放电活动。
UltraTEV Plus2在一台手持仪器中，包含了三种不同又相互补充的传感器。定期的使用 UltraTEV Plus2检查运行中的设备，可以有效故障风险并及时进行维护避免故障。
UltraTEV Plus2内置的算法和分析能力，能提供非常直接的分析能力，能够分析所检测到的数据，支撑所做的判断和告知客户的结论。绝不是简单告诉用户检测数据的含义和检修方向。
UltraTEV Plus2可以记录测量数据。内置的存储器可以保存历史数据，以便不在现场时查看。记录这些测试数据，可以绘制设备的趋势图。
配置表
X (T-Loc II)X (T-Loc IV)X (T-Loc II)X (T-Loc IV)备件和附件
非侵入式局部放电检测
什么是局部放电？
局部放电是不同电极之间尚未完全贯穿的轻微放电。这些放电的强度通常非常微小，但是它们会加速绝缘老化，并最终导致故障。
非侵入式局部放电检测提供了一种检测这些导致绝缘失效的潜在缺陷。如果对这些问题放任不管，不仅可能导致供电中断，和变电站故障，并有可能引起工作人员的严重伤害。
如何检测局部放电?
局部放电会通过不同的方式放出能量，并产生一系列的产物，这使得局部放放点可以被检测：电磁：
?射频电磁波
?光
?热
声学：
?声波
?超声波
气体：
?臭氧
?氮的氧化物
非侵入式检测最有效的技术是基于检测电磁频谱中的无线电射频率部分以及超声波信号。UltraTEV Plus2 是专门开发的易操作的用于检测电磁波及超声波活动的仪器。
局部放电活动产生的空气传播的超声波
局部放电活动中的声波辐射出现在整个声谱范围中。仅依靠分辨声音（非超声波）是可行的，但是要取决于个人的听觉能力。使用仪器来检测声谱中的超声波，这种做法具有几个优点。仪器比人耳更敏感，与使用者无关，且工作在声频以上的频率，又具有更强的方向性。
其中最敏感的检测方法是使用中心频率为 40kHz 的超声波麦克风。如果在声源和麦克风之间存在空气路径，则该方法可以非常成功地检测局部放电活动。
局部放电活动产生的电磁波
当局部放电在开关柜内部发生时，它会产生射频波段的无线电波，只能通过开关设备金属外壳上的缺口才能传播出去。这些缺口可能是空气间隙、垫片或其他绝缘部件。当电磁波传播向外传播时，同时使开关的金属外壳产生一个暂态对地电压。暂态地电压（TEV）是毫伏级别的，上升沿仅有几个纳秒的持续时间很短的暂态电压。开关设备在运行状态下，通过在开关外部放置传感器，局部放电活动可以被这种非入侵式的检测方法诊断出来。
电缆中的局部放电
当局部放电出现在电缆中时，导致在接地护套上耦合出一个脉冲电流。脉冲电流会从局部放电点向两侧传播。当这些电流传播到阻抗变化的位置，接头或者终端时，会发生部分反射。脉冲将会在电缆上来回反射几次（依赖于电缆长度），最后会衰减消失。这些脉冲电流可以通过卡接在接地线上的射频电流互感器（RFCT）检测到。
光电传感器
右键
中键
功能键
使 用 UltraTEV Plus2
TEV 传感器
超声波传感器
智 能 配 件接口
超声波配件
接口
左键
MicroSD 卡插槽
充电指示 LED
挂绳
音频输出/耳机接口
Micro USB 接口
温湿度传感器和 RFCT 高频电流互感器插入到智能配件接口。超声波聚波器， 接触式传感器，延伸式传感器插入到超声波配件接口。
UltraTEV Plus2 充电
UltraTEV Plus2可以通过底部的USB 接口给仪器充电。可以通过充电器，车载充电器或者标准的USB 端口给仪器供电。
电量指示会在开机后显示在屏幕顶部的通知栏右侧。当仪器关机进行充电时，充电指示通过底部的充电指示LED 显示。
?当进行充电时，充电指示 LED 显示橙色；
?当充电结束时，充电指示 LED 显示绿色；
关闭 UltraTEV Plus2 会提高充电速度。当使用 USB 端口进行充电时，相比使用充电
器，充电时间将会有所延长。
当仪器进行充电时，TEV/电缆PD 以及超声波测量功能将会自动关闭。完全充电
后，电池可以提供大约 6 小时的连续开机测量时间。从实际使用情况考虑，完全充电
后，仪器可以维持一整天的测试使用。
UltraTEV Plus2开关机
按下功能键并保持 1 秒即可打开 UltraTEV Plus2。设备将会启动，并显示 EA Technology 的logo，几秒后进入主菜单。
按下功能键并保持 2 秒即可关闭 UltraTEV Plus2。屏幕首先关闭，而后主机也将关闭。
通知栏
通知栏用来显示 UltraTEV Plus 2 的基本状态信息。它显示：温度、湿度、电量指示或其他系统信息。通过左端的图表显示当前插入的配件类型。
音源
温度和湿度
相位参考
电量指示
当相位参考没有锁定时，相位参考指示将会变成红色。
以下图标可能出现信息栏中：
表示当前的音源是 TEV 传感器 表示当前音源是超声波传感器 表示当前音源是 RFCT 高频电流传感
器 表示聚波器已连接至 UltraTEV
Plus2
表示 RFCT 高频电流传感器已连接至 UltraTEV Plus2 表示接触式超声波传感器已连接至 UltraTEV Plus2
表示延伸式超声波传感器已连接至 UltraTEV Plus2
表示 UltraTEV Plus2 正在充电 表示已连接至 Wi-Fi 网络
5.3.1 温度和湿度传感器
在连接温湿度传感器后，温度和相关的湿度读数将出现在在通知栏中。
如下图所示，温湿度传感器连接在仪器左侧的智能配件接口上。传感器一旦连接后，将会自动开始数据收集， 并在顶部左侧的通知栏中显示最新的读数。
为了在使用其它可用配件时显示参考温度，在移除温湿度传感器时最后的读数将一直保持在屏幕上。测量读数上额外的括号表示这是历史读数。
菜单栏
菜单栏位于屏幕的底部，显示与左键、右键和中键相关联的图表。图标会根据不同的仪器不同的功能模式显示有所变化。
左键
, 中 和右键 可以按下选中菜单栏中各自对应的图标。
主菜单
开机以后， UltraTEV Plus2 会显示如下的主菜单界面：
TEV 图标在连接RFCT 后，将变更成电缆PD 图标。
TEV/电缆 PD 菜单
TEV/电缆 PD 界面，可以通过选择主界面左上角的图标进入，这里包含了几种不同的 PD 检测模式。
测量模式
测量模式是 TEV 和电缆 PD 共有的测量模式。在该模式下，TEV 读数会显示为 dBmV (dB)，或者在 RFCT 连接的情况下电缆 PD 读数显示为 pC。
在界面中点击图标进入测量模式。
?每周期脉冲数（P/Cycle）–显示每个工频周期内的脉冲数（50/60 Hz）。
?严重度（Severity）–显示短期严重度，由 TEV 的幅值（mV）和每周期脉冲数相乘得出。在电缆 PD 模式中，由放电量和每周期脉冲数相乘得出。
?最大 dB –显示测量到的最大的 dB 值，在电缆局部放电模式中显示的最大值，单位是 pC。
?柱状图–柱状图显示的是当前的捕捉到的幅值。从右向左刷新。
?噪音水平（Noise Level）–显示背景噪音的幅值，单位是dB。
退出 TEV 界面到主菜单，点击功能键即可返回。.
在该功能模式下，可以进行数据记录。可以通过点击屏幕上红色图标，也可以按下设备的中.。所有读数记录在一个“检测”中，后续章节会详细说明。
暂停读数可以通过按下右，或者点击屏幕上的实现。在暂停读数期间，音频输出也会静音。
再次按下回复键，读数将重新开始。
相位模式
相位模式是 TEV 和电缆 PD 共有的模式。上半部分与“测量模式”一致。下半部分是一个相位相关的强度图。
在 TEV 或电缆 PD 界面中点 击 图标进入。
无论是 TEV 还是电缆 PD 的相位图，x 轴是事件（数据点）y 轴是幅值。色彩表示某一相位某一幅值的信号强度（脉冲计数）。
该模式对于诊断测量到的局部放电信号是真实的局部放电还是噪音是非常有效的。例如，真正的局部 放电会表现出稳定的相位相关性，即出现在在每个周期的相同位置；而背景噪音没有任何相位相关性， 随机出现在相位图中。
该模式下，记录功能仍然可用，严重度、每周期脉冲数都会和测量模式中一样进行计算。
从左下向右上滑动手指，可以对感兴趣的区域进行放大。从右上向左下滑动手指可以缩小视图。
波形模式是是TEV和电缆PD共有的模式。处于电缆PD模式时，y轴的单位为读数mA，处于TEV模式时，y轴的单位是dBmV。如下图所示。
在TEV 或电缆PD界面中点击进入。
该模式显示TEV或电缆局部放电的时间函数曲线，显示瞬时的强度-时间曲线。用于区别真实局部放电和背景噪声。局部放电脉冲通常是带有明显的上升沿的波形，而噪音通常比较平缓并且重复率很低。
行计算。
该模式（如下图所示）显示给定幅值（x 轴）对应的脉冲数量（y 轴）。该测量模式用于多个局部放电源的诊断；如果明显独立的分组出现的在图形中，则表明有两个局部放电源，其大小读数 dB （或 pC ）为图形所对应的幅值。在存在较高脉冲率的背景干扰时，会影响标准的每周期脉冲数的计算，该模式则可以用于肯定的确定真实局部放电源。
在 TEV 或电缆 PD 界面中点击
进入。
该模式下，记录功能仍然可用，严重度、每周期脉冲数都会和测量模式中一样进行计算。
诊断模式仅TEV测量可用。
在TEV或电缆PD界面中点击进入。
在诊断模式中，通过测量的幅值和脉冲重复率对开关柜的状态给出初步的概括。这一过程可以区别背景干扰、表面放电和内部放电，并给出指导性的建议。
原始的总结文档给出了 TEV 检测诊断的原始概括指引，请参考下一小节。
诊断模式仅 TEV 模式可用。
TEV 测量诊断指导
使用 UltraTEV Plus 将有助于建立故障概率描述或找到性能表现最差的设备。
注意：非常高的脉冲率通常表示局部放电以外的外部干扰， 但是也会掩盖掉悬浮金属和连接不良等隐患。 — 很可能是悬浮电位或接触不良。
— 很可能是较高水平的局部放电。
— 无需关注。 注意：非常高的脉冲率通常表示局部放电以
的
外部干扰，但是表面放电会被掩盖。
— 很可能是表面放电，使用超声波检查。 — 很可能是局部放电。
— 无需关注。 注意：非常高的脉冲率通常表示局部放电以
外的外部干扰。
— 可能是表面放电，使用超声波检查。 — 可能是较低水平的局部放电。
— 无需关注。
以 dB 为 单 位 的 TEV 读数是进行监测的良好开始。
观察每周期脉冲数，来判断状态的严峻性。
利用你拥有的仪器，和任何相关设备信息，
以及故障风险评估。
干扰判断
UltraTEV Plus2再TEV 功能中整合了背景干扰检测特性。这一特性在读取TEV 读数时连续的监视背景噪音并在背景干扰到达对读数完整性产生不良影响水平时提醒使用者。
在3-80MHz 范围的噪音会被分类，本质上噪音时连续的。这些信号不同于有TEV 激活的短周期信号，并常常掩盖局部放电的存在。
在每个TEV 的测试界面中，UltraTEV Plus2都会在主幅值读数下方显示背景噪音水平，单位时dB。如果这一值接近10dB 或者更高，仪器将会显示一个警告，并阻止使用者使用基本的诊断模式。这将避免较高的背景噪音掩盖局部放电从而做出错误的诊断。
其余的高级功能，波形图，相位图等，在高背景噪声下仍可以使用，但是必须注意较高的背景噪声可能影响到幅值和计数率。
如果UTP2发现了高的背景噪音，那么应该当尝试清除干扰源保证检测可以继续。常见的户内变电站的干扰源包括电子镇流荧光灯、开关电源、充电器和射频通讯设备。
超声波模式
超声波模式可以使用内置超声波传感器或者外置传感器（接触式、延伸式和超声波聚波器）进行测量。
超声波信号的幅值大小用 dBuV 来表示，在图表中显示时，x 轴是相位(0~360)，y 轴是幅值。彩色条表示在特定幅值和相位上的强度（脉冲计数）。
相位图可以用进一步确认局部放电的存在。通常，局部放电会出现在固定的区域，即出现在相
同的每周期相位角上；噪音则没有相位相关性，出现在整个周期的随机位置。
暂停和记录功能在该模式下仍然可用。
超声波信号区分
UltraTEV Plus2的超声波模式包含有 EA Technology 专有的超声波算法。算法处理测量到的实时数据，然后判断输入的数据是噪音还是局部放电活动。
算法处理这些来自超声波传感器并带有相位信息的数据，并在这些数据流中寻找那些特定的数据，由 EA Technology 已经辨别出判定为局部放电的数据。
选项菜单
在 TEV/电缆 PD 或者超声波模式中，按下左键，会进入如下所示的选项菜单。选项菜单包括的选项只有与当前模式相关时才能可见。这一功能允许在当前测量模式调整常用选项设置。
音频输出
UltraTEV Plus2无论在超声波、TEV 或者电缆 PD 模式（需要连接 RFCT）都可通过耳机输出音频。音频选项菜单可以控制耳机的输出。
点对当前的音频功能进行调整。在子菜单内可以选择音频输出（TEV、超声波或者电缆PD），请注意，这一选择会在所有模式中生效。
关闭音频输出的按钮点击后会变成绿色，表示静音模式开启。
音频输出的音量通用可以如图所示的滑块进行调整。
2超声传感器 2.1超声传感器（ultrasonic sensor）的简介与原理 定义：利用超声波检测技术，将感受的被测量转换成可用输出信号的传感器。 简介：超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。 以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头反射、一个探头接收）等。超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能是不同的，使用前必须预先了解它的性能。 超声波传感器的主要性能指标包括： （1）工作频率。工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出的能量最大，灵敏度也最高。 （2）工作温度。由于压电材料的居里点一般比较高，特别时诊断用超声波探头使用功率较小，所以工作温度比较低，可以长时间地工作而不产生失效。医疗用的超声探头的温度比较高，需要单独的制冷设备。 （3）灵敏度。主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大，灵敏度高；反之，灵敏度低。
浅谈局部放电检测在开关柜中的应用 发表时间：2019-11-25T11:31:51.227Z 来源：《基层建设》2019年第24期作者：王英郑江丽任毅孟祥海茹世豪 [导读] 摘要：供配电系统的安全运行对工业企业来说至关重要，特别是大型石化企业对供电的可靠性、连续性和安全性要求更高。 国网山西省电力公司晋城供电公司 摘要：供配电系统的安全运行对工业企业来说至关重要，特别是大型石化企业对供电的可靠性、连续性和安全性要求更高。工厂配电网络中的设备运行可靠性直接关系到整个工厂生产能否安全稳定，进而直接影响到企业的经济效益。随着经济的快速发展，科技水平的不断进步，工厂对供电的需求和可靠性要求也越来越高。开关柜在工厂配电网络中广泛应用，其安全运行对供电可靠性起举足轻重的作用。因此及时发现开关柜早期绝缘缺陷，保证供电安全可靠性对整个工厂的安全高效生产和效益增长都有着十分重要的意义。 关键词：开关柜；局部放电；在线检测 1. 局部放电检测技术概述 对于局部放电检测技术而言，它主要可分为四种类型。 1.1紫外线检测技术 在外绝缘局部放电的情况下，由于击穿的影响放电点附近气体会有电离产生，而气体种类与放射光波的频率存在一定关系，电离后产生的氮离子发射的光谱则会落于紫外光波段。此时，借助特殊仪器接收紫外信号，利用可见光图像叠加与成像处理，即可确定电晕的位置与强度。一般，紫外检测技术属于辅助性的带电检测技术，需要与其他检测技术配合使用，从而寻找到局部放电信号，进而确定放电点的放电部位和放电程度。 1.2超声波检测技术 它主要是借助超声波传感器采集超声波信号，有效确定设备局部放电的位置及大小，其中超声波信号的频率范围应保持在20～ 200kHz。由于超声波信号属于机械振动波，不会受电气的干扰，因此可通过时差法和幅值法定位信号源。 1.3暂态地电压检测技术 一般，在针对电气设备实施局部放电的情况下，可以经由玻璃窗与开关柜的缝隙传出电磁波。当然，设备表层的金属也可传出电磁波，对地面形成持续性的暂态电压脉冲信号。在开关柜金属表层，该信号能实现传播，并通过柜门缝隙或开关柜孔洞传出，经过金属壳体外表面传到大地。该技术在实际工作中的应用，往往需要在开关柜的不同开口缝隙处装设电容耦合式传感器。要贴紧金属外壳，才能对暂态地电压信号进行检测。此外，对表征布局放电进行判断时，应以测试读数大小为依据，通过电磁波的特性定位设备内部的放电源。 1.4特高频检测技术 该技术也称之为超高频检测技术，最常见的是利用特殊的特高频传感器，针对电磁波内的特高频分量进行检测，并基于此深层次地研究或许会发生放电的地方及其具体的类型。现场开关柜的带电检测工作中常采用该技术，可通过时差法和幅值法定位放电源。 2. 开关柜中局部放电检测的技术应用 2.1应用实例 本文通过对某个变电站开关柜局部放电检测的实际过程为例进行分析。具体地，采取比较研究的方式，针对在检测开关柜局部放电过程中单一带电检测技术以及综合检测技术的不同特点，展开具体的剖析与论述。该变电站小室内采用的是6面铠装移开式金属封闭开关柜，图1为母线小室内开关柜示意图。实际运行过程中，小室内臭氧味十分重，故而发出小时内存在局部放电问题的质疑。鉴于此，分别采取综合检测技术和单一带电检测技术检测小室内的各个开关柜。 2.2具体应用 ①暂态地电压检测 利用暂态地电压检测技术检测开关柜的后下、后上、前下、前上等位置，检测结果如表1所示，其中12dB为背景噪声。由表1可知：313开关柜的最大信号为26dB，最大信号幅值为29dB，分别比背景噪声大14dB和17dB。由此可得，此开关柜或许存在放电点。
开关柜局部放电在线监测系统 技 术 资 料 福州亿森电力设备有限公司
开关柜局部放电在线监测系统简介 前言： 高压开关柜是使用极广且数量最多的开关设备。由于在设计、制造、安装和运行维护等方面存在着不同程度的问题，因而事故率比较高，在诸多性质的开关柜事故中，绝缘事故多发生于10千伏及以上电压等级，造成的后果也很严重。特别是小车式开关柜，绝缘事故率更高，而且往往一台出现事故，殃及邻柜的现象更为突出。因此，迫切需要对开关柜实行状态检修，对设备运行状况进行实时在线监测，根据设备的运行状态和绝缘的劣化程度，确定检修时间和措施，减少停电时间和事故的发生，提高电力系统运行的安全可靠性及自动化程度。 高压开关柜的绝缘故障主要表现为外绝缘对地闪络击穿，内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，CT闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。
各类绝缘缺陷发展到最终击穿，酿成事故之前，往往先经过局部放电阶段，局部放电的强弱能够及时反映绝缘状态，因此通过在线监测局部放电来判断绝缘状态是实现开关柜绝缘在线监测和诊断的有效手段。 本系统采用声电联合检测方法，即通过同时检测局部放电产生的暂态对低电压（TEV，国内俗称地电波）和超声波信号实现对开关柜绝缘状态的监测。 一、局放产生 局部放电，是绝缘介质中的一种电气放电，这种放电仅限制在被测介质中一部分且只使导体间的绝缘局部桥接，这种放电可能发生或可能不发生于导体的邻近。电力设备绝缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的问题。虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此，对电力设备进行局部放电测试是电力设备制造和运行中的一项重要预防性试验。 基于对发生局部放电时产生的各种电、光、声、热等现
对开关柜局部放电原因及其处理分析 摘要：本文首先对开关柜局部放电进行概述，对局部放电的种类特点进行总结，对局部放电检测技术进行分析，对局部放电分析技术进行探讨，以期对于我国电力系统设备技术水平的提高，起到一定的促进作用。 关键词：开关柜；局部放电；原因；处理；检测； 1、引言 现阶段，我国电力系统对于电能的质量提出越来越高的要求，不仅要确保供电稳定可靠，而且供电的安全性也是重要要求。电力系统中，金属封闭开关设备得到广泛应用，因此开关柜运行的是否稳定可靠是重中之重，电气设备在运行的过程中由于受到高温、电压、振动以及其他化学作用，将会使得其绝缘性能降低，会产生局部放电现象，同时又会加速绝缘的恶化情况，会给电力系统造成较大的经济损失。因此，对电力系统开关柜局部放电原因及其处理方法进行分析和探讨，具有重要意义。然而，对开关柜局部放电现象进行检测的效率还不是很高，需要提高对状态数据的管理方法。本文对有关开关柜局部放电原因及其处理进行分析和探讨，不足之处，敬请指正。 2、开关柜局部放电综述 开关柜的绝缘系统中，每一各部位的电厂强度都有所不同，假如某一个区域电场强度过大，能够击穿场强，那么就会导致这片区域出现放电现象，然而施加电压的导体之间没有出现放电过程，也就是说放电没有击穿绝缘系统，我们把这种现象称之为局部放电。在绝缘介质中，电场分布、绝缘电气物理性能会对局部放电的条件产生一定的影响，往往是高电场强度和低电压强度的条件下容易出现局部放电现象，尽管局部放电不会贯通性击穿绝缘，但是肯定会对电介质产生影响。因此，局部放电是电气系统中的安全隐患，破坏的具体过程呈现出一定的特点，长期而又缓慢，往往局部放电的特点和绝缘特性是成正比进行的，从局部放电的特点可以对绝缘的损坏程度进行分析，一定程度上也可以利用绝缘损坏程度
超声波局部放电检测 组合电器内部产生局部放电信号的时候，在放电的区域中，分子间产生剧烈的撞击，这种撞击在宏观上表现为一种压力。由于局部放电是一连串的脉冲形式，所以由此产生的压力波也是脉冲形式的，即产生了声波。局部放电源一般较小，一般为点声源。局部放电产生的声波频率在101-107Hz数量级范围，即为超声波（声音频率超过20kHz范围的称为超声波）。 ?超声波传感器分成两种，一种为接触式（压电式）超声波传感器（AE）,一种为开放式（敞开式）超声波传感器，接触式传感器是将传感器贴在电力设备表面，检测局放产生的超声波信号在电力设备表面金属板中传播所感应的振动现象，主要用于GIS、变压器、电缆等密封性电力设备的局放检测，但这种检测方式容易受到外界声音及电力设备运行过程中自身振动的干扰。 ?开放式超声波传感器是检测放电产生的超声波信号在空气中传播时的振动现象，用于检测电力设备与传感器间有空气通道（如开关柜及户外的电力设备）的局放检测，这种检测技术能够利用外差技术将超声波信号转换成人耳可听到的声音信号，通过局放的特征声音，能够更好的判断局放存在（不受干扰影响）和定位。开放式超声传感器结构图见图。 ?超声波法测量局部放电，利用的是外差法将被接收的信号转换成一个人耳可判别、可听见的声音信号，并将放电所产生的超声波大小以声压的形式显示出来，这样，测量人员便可以通过耳机听到放电声音，并能从测量仪器上查看声压信号。 ?外差法原理类似于收音机，把信号转换成人可识别的声音。主要流程是：超声波信号经过主机选频得到所需信号，然后经本地振荡器产生一个同接收频率差不多的本振信号，两者混频后产生差频，即中频信号，此信号经过中频选频
高压开关柜局放测试规范 化工作流程 上海华乘电气科技有限公司 2014年10月
前言 为了规范华乘公司高压开关柜局部放电带电测试工作，保证现场测试人员安全，促进高压开关柜局部放电测试工作高效、准确开展，及时发现开关柜内部存在的缺陷和故障，特制定本高压开关柜局放测试规范化工作流程，适用于10kV、35kV电压等级的高压开关柜局放测试工作。 本流程主要起草部门：技术部。 本流程由XXXXX批准。
高压开关柜局放测试规范化工作流程 一、工作安全措施 ●应严格执行GB26860和发电厂、变（配）电站巡视要求 ●测试人员应具有一定的发电厂、变（配）电站现场工作经验，熟悉并有严格 遵守电力生产和工作现场的相关安全管理规定。 ●测试人员应了解局部放电检测仪的工作原理、技术参数和性能，熟悉检测的 基本原理和缺陷定性的方法，掌握局部放电检测仪的操作程序和使用方法，熟悉本标准，接受过局部放电检测技术的培训， ●测试人员应了解被检测设备的结构特点和运行状况。 ●在测试工作前进行工作布置，明确工作地点、工作任务、任务分工、作业环境。为确保安全，特别是确保人身安全，必须严格执行电力安全工作规程； ●现场测试人员须身着工作服、戴安全帽、穿绝缘鞋； ●当高压开关柜发生接地故障时，应立即退出开关室，不得进入接地点4m 以 内，不得接触开关柜外壳； ●当雷雨天气时，应停止测试工作；当开关操作时，不得进行带电测试； ●在测试作业中，应与开关柜带电部分保持足够的安全距离；开关柜运行中， 不得打开前、后柜门。 二、仪器及工具准备 测试工作开始前需要准备好仪器设备、辅助器具和工具，同时检查仪器设备、工器具应齐备、完好、可靠。PDS-T90和PDS－G1500电池应充满电量。仪器
规章制度编号：国网（运检/4）***-2016 国家电网公司变电检测通用管理规定第4分册超声波局部放电检测细则 国家电网公司 二〇一六年十月
目录 前言 ...................................................................................................................................................................... II 1检测条件 (1) 1.1环境要求 (1) 1.2待测设备要求 (1) 1.3人员要求 (1) 1.4安全要求 (1) 1.5检测仪器要求 (2) 2检测准备 (2) 3检测方法 (3) 3.1检测原理图 (3) 3.2检测步骤 (3) 3.3检测验收 (4) 4检测数据分析和处理 (4) 5检测原始数据和报告 (4) 5.1原始数据 (4) 5.2检测报告 (4) 附录A（规范性附录）超声波局部放电检测报告 (5) 附录B（资料性附录）超声测试典型图谱 (6) 附录C（资料性附录）缺陷部位和缺陷类型判断依据 (15) I
前言 为进一步提升公司变电运检管理水平，实现变电管理全公司、全过程、全方位标准化，国网运检部组织26家省公司及中国电科院全面总结公司系统多年来变电设备运维检修管理经验，对现行各项管理规定进行提炼、整合、优化和标准化，以各环节工作和专业分工为对象，编制了国家电网公司变电验收、运维、检测、评价、检修通用管理规定和反事故措施（以下简称“五通一措”）。经反复征求意见，于2017年1月正式发布，用于替代国网总部及省、市公司原有相关变电运检管理规定，适用于公司系统各级单位。 本细则是依据《国家电网公司变电检测通用管理规定》编制的第4分册《超声波局部放电检测细则》，适用于35kV及以上变电站的气体绝缘金属封闭开关设备、GIL、罐式断路器、金属封闭式开关柜设备。 本细则由国家电网公司运维检修部负责归口管理和解释。 本细则起草单位：**、**。 本细则主要起草人：**、**。 II
GIS局部放电带电检测试题1 试卷录入者：胡涵宁（上海驹电电气科技有限公司） 试卷总分：120 出卷时间：2020-02-29 10:03 答题时间：90分钟 一、单选题 1.特高频 GlS 局部放电检测仪传感器及放大器的频带宽度一般为（）[1分] A.lOkHz-lOOkH B.300MHz-l.5GHz C.lOOkHz-lOMHz D.lGHz-lOGHz 参考答案：B 2.频谱仪的作用是（）[1分] A.观察信号的时域波形 B.观察信号的局部放电图谱 C.观察局部放电的典型图谱 D.测量信号的频率成分 参考答案：D 3.特高频与高频局部放电检测过程中是否需要电压同步信号（）[1分] A.特高频需要 B.高频需要 C.均不需要 D.均需要 参考答案：D 4.超声波是指频率高于（）的声波。[1分] A.100kHz B.300MHz C.20kHz D.150kHz 参考答案：C 5.超声波局部放电飞行模式图谱，横坐标表示什么？（）[1分] A.相位或以时间代表的相位 B.两个脉冲之间的时间间隔 C.脉冲的幅值 D.GIS 内部颗粒的数量 参考答案：B
6.检测电力设备局部放电的目的在于反映其（）[1分] A.高温缺陷 B.机械损伤缺陷 C.伴随局部放电现象的绝缘缺陷 D.变压器油整体受潮缺陷 参考答案：C 7.电力设备局部放电检测中的同步信号通常是指（）。[1分] A.同时发生的局部放电信号 B.与被测电磁波同时发射的调制信号 C.被测电力设备上所施加的正弦电压信号 D.局部放电信号 参考答案：C 8.下列几种常见超声波、特高频局部放电检测图谱，哪种不需要进行相位同步就可使用？（）[1分] A.PRPD 图谱 B.PRPS 图谱 C.飞行模式图谱 D.连续模式图谱 参考答案：D 9.以下放电的类型是（） [1分] A.空穴放电 B.尖端放电 C.悬浮放电 D.自由金属颗粒 参考答案：B 10.特高频信号衰减15dB，则其信号强度为原始信号的（）[1分] A.10% B.13% C.15% D.18% 参考答案：D
10kV配电线路及设备超声波局部放电检测 “四措一案” 1
2016年9月 2
目录 一、编制依据 (4) 二、组织措施 (5) 三、技术措施 (8) 四、安全措施 (14) 五、环境保护措施 (17) 六、应急预案 (18) 七、施工方案 (28) 3
一、编制依据 （1）Q/GDW 1168-2013《输变电设备状态检修试验规程》 （2）Q/GDW 643-2011 《配网设备状态检修试验规程》 （3）国家电网安质〔2014〕265号《国家电网公司电力安全工作规程（配电部分）（试行）》 （4）《电力设备带电检测仪器配置原则（试行）》（生变电〔2010〕212号）（5）《国家电网公司关于深化电网设备状态检修工作的意见》（国家电网生〔2011〕154号） （6）Q/GDW 1799.2-2013国家电网公司电力安全工作规程（线路部分） 4
二、组织措施 为了实现本次项目安全优质完成，建立施工现场组织机构体系，建立健全现场各方面的管理措施，制定以下措施。 本项目计划项目经理 1 人，项目技术负责人 1 人，项目安全负责人 1 人，项目质量负责人 1 人，资料员 1 人，施工人员18 人。 1、施工组织机构图 5
2、施工现场管理人员职责 1. 项目经理，：全面负责本项目的各项事务，并对公司经理负责，负责组织调集该项目的人力及机械资源，掌握项目的材料供应，项目进度，质量，安全，施工成本控制，协调及对外联系等。 2. 项目技术负责人，：指导督促现场人员搞好项目的质量、安全检查，参与质量事故的调查、分析及处理。全面负责项目项目施工组织设计，施工技术和质量控制工作。 3. 项目安全负责人，：负责安全技术措施的编制及安全生产的各项规章制度的落实工作。 4.项目质量负责人，：对施工质量和工艺进行监督，确保项目质量良好，工艺规范。 5.资料员，：负责记录施工全过程的各类资料的收集，采集并分类组卷，建立与竣工资料目录相符的资料档案。 3、工期进度计划及资源配置 3.1 工期计划 60个工作日内完成一次全面检测，检测完成后10个工作日内提交测试报告并配合甲方现场验收抽查。 3.2 资源配置 1. 人力资源：为了确保工期按计划完成，公司准备投入施工力量18人，组建成9个测试组。投入人员见表表2-1 6
开关柜局部放电检测典型案例
10KV开关柜局部放电检测案例汇编 前言： 10kV开关柜内部局部放电的种类很多，主要分为内部放电和表面放电两种，目前主要采用的非介入方式、带电检测的方法主要为超声波检测和暂态地电压（TEV）两种检测方式，对于一些放电，我们可以同时侦测到超声波信号和TEV 信号，而另一些放电情况我们只能检测到两种信号中的一种，因此在实际使用中，我们应该以这两种检测方式互为补充，才能够更好的检测到所有的局部放电情况。 暂态地电压检测原理： 局部放电暂态地电压（Transient Earth Voltages）技术是局部放电检测的一种新方法，近年来在国内外得到了较快发展，并在电力设备如GIS、同步电机、变压器、电缆等的检测中得到了应用。暂态地电压（Transient Earth Voltages）具有外界干扰信号少的特点，因而检测系统受外界干扰影响小，可以极大的提高电气设备局部放电检测，特别是在线检测的可靠性和灵敏度。用于高压开关柜在线监测有明显
的优点，因此这一测量技术发展很快，已在英国和法国的几个400kV变电站中取得经验。德国一些大学对此技术很感兴趣，经过多年的努力，英国EA公司已经收集了一万多条涵盖所有不同型号的高压设备的暂态地电压（TEV）的数据库，对柜体内器件（如CT、PT）、母线连接处、支持绝缘子表面及开断装置进行了试验验证。到目前为止，该技术已经在世界多国应用，各国的研究均表明，暂态地电压（Transient Earth Voltages）的在线监测有很好的前景。对于国内，早期对高压开关柜可靠性的重视度不够，此技术在国内发展较慢，但由于该技术越来越多的得到国内认可，北京、上海、广州等大城市已经开始应用，并且取得了良好的效果。 当高压电气设备发生局部放电时, 放电电量先聚集在与放电点相邻的接地金属部分, 形成电流脉冲并向各个方向传播。对于内部放电,
暂态地电压检测 暂态地电压检测（Transient Earth Voltages）技术是局部放电检测的一种新方法，近年来在国内外得到了较快发展，并在电力设备如GIS、同步电机、变压器、电缆等的检测中得到了应用。暂态地电压检测受外界干扰影响小，可以极大的提高电气设备局部放电检测的可靠性和灵敏度，其用于高压开关柜在线监测有着明显的优势。到目前为止，该技术已经在世界多国进行应用。 10kV、35kV金属封闭式开关柜在变电站广泛使用，其运行安全直接影响整个变电站的供电可靠性。因此，对开关柜运行状态的监测及对故障的预判和合理检修是保证开关设备安全可靠运行的关键。据统计，约40%开关柜故障因绝缘和载流缺陷引起，这其中因绝缘部分闪络和插头接触不良占了绝大部分。通过检测局部放电产生的暂态对地电压信号，不仅可以对开关柜内部局部放电状况进行定 量测试，而且可以通过比较同一放电 源到不同传感器的时间差异进行定 位。局部放电暂态地电压检测技术的 应用有着非常重要的意义。 暂态地电压检测原理 暂态地电压检测法定位原理：通 过单只电容藕合式探测器在被检设 备的接地金属外壳上进行探测。装置检测由于局部放电而引起的短暂电压脉冲，测出局部放电瞬时电压脉冲的幅度峰值。若采用两只电容藕合式探测器，则可以检测放电点发出的电磁波瞬间脉冲所
经过的时间差来确定放电活动的位置
，原理是采用比较电磁脉冲分别到达每只探测器所需要的时间。系统指示哪个通道先被触发，进而表明哪只探测器离放电点的电气距离较近。脉冲是以光速或接近光速进行传播的，所以必须能够分辨很小的时间差通常为μs 级。原理如下图。
开关柜局部放电的原因 开关柜在日常的运行中，起着变电输电的重要作用，而很多开关柜日常中都是露天摆放，长期日晒雨淋，受各种外部环境影响，很容易发生局部放电故障，本文就简单介绍开关柜局部放电的原因。 一、电晕放电，通常在气体包围的高压导体周围会出现电晕放电，比如高压输电线路或者高压变压器等，这些高压电气设备的高压接线端子暴露在空气中，因此发生电晕放电的机率相对较大。电晕放电体现出的是典型的、极不均匀电场的特征，也是极不均匀电场下特有的自持放电。 二、沿面放电，通常在绝缘介质表面会出现沿面放电的现象。这种局部放电的形式属于特殊的气体放电现象，电力电缆、电机绕组、绝缘套管的端部等位置比较常见沿面放电。一旦介质内部电场的强度低于电极边缘气隙的电场强度，而且介质沿面击穿电压相对较低，沿面放电就会发生在绝缘介质的表面。通常电压波形、电场的分布、空气质量、介质的表面状态、气候条件等均会对沿面放电电压产生影响，所以沿面放电体现出不稳定的特点。 三、内部放电，固体绝缘介质内部比较常见内部放电。在生产加工绝缘介质时难免存在材料与工艺缺陷的问题，导致绝缘介质内部出现内部缺陷，比如掺人少量的空气或者杂质等。一旦绝缘受到高压作用，内部缺陷就有发生局部击穿或者重复性击穿的可能。通常介质自身的特性、气隙大小、缺陷的位置与形状、气隙气体的种类等会对内部放电的发生条件产生影响。
四、悬浮电位放电，这种局部放电的形式是指高压设备中某个导体部件存在结构设计缺陷，或者其它原因导致接触不良断开，最终造成该部件位于高压电极与低压电极之间并根据其位置的阻抗比获得 分压发生放电，针对该导体部件上对地电位称其为悬浮电位。导体具有悬浮电位时，通常其附近的场强会比较集中，而且会破坏四周绝缘介质的形成。一般在电气设备内高电位的金属部件或者处于地电位的金属部件上容易发生悬浮电位放电。 开关柜的局部放电，对开关柜的日常运转有着非常不利的影响，因此店里工作者在日常的工作中，应当不断总结经验，掌握开关柜放电的基本规律，并及时精心处理，尽量减少开关柜故障发生的频率，保障供电的正常进行。
金属封闭开关设备超声波局部放电作业指导书 编金属封闭开关设备超声波局部放电现场带电测试作业指导书编写：年月日审核：年月日批准：年 _月 _日作业负责人：作业日期：年月日时至年月日时国网江西省电力公司 一、适用范围本部分适用于 3、6kV~40、5kV金属封闭式开关柜现场设备的超声波局部放电检测。 二、检测原理开关柜的超声波局部放电检测法基本原理是通过敞开式或接触式超声波传感器对开关柜中发生局部放电时产生的超声波信号进行检测，从而获得局部放电的相关信息，实现局部放电检测。 超声波局部放电检测法对开关柜内的悬浮电位放电、尖端放电、沿面放电及绝缘子表面放电检测较为敏感，而对绝缘内部放电检测不敏感。 三、技术要求 3、1引用标准序号内容1 Q/GDW179 9、1-xx 国家电网公司电力安全工作规程变电部分2 生变电[xx]11号电力设备带电检测技术规范（试行） 3、2人员要求√ 序号内容责任人备注1 精神状态良好，了解开关柜设备的结构、运行状况，超声波局部放电检测的
基本原理、测点选取、诊断程序和缺陷定性的方法，熟悉本指导书。 2 具有一定的现场工作经验，熟悉并能严格遵守电力生产和工作现场的相关安全管理规定。 3、3安全要求√ 序号内容责任人备注1 应严格执行《国家电网公司电力安全工作规程（变电部分）》的相关要求。 2 检测至少由两人进行，并严格执行保证安全的组织措施和技术措施。 3 应有专人监护，监护人在检测期间应始终行使监护职责，不得擅离岗位或兼职其他工作。 4 应确保操作人员及测试仪器与电力设备的高压部分保持足够的安全距离。 5 不得操作开关柜设备，开关柜金属外壳应接良好 6 测试现场出现明显异常情况时（如异音、电压波动、系统接地等），应立即停止测试工作并撤离现场。 3、4检测条件要求√ 序号内容责任人备注1 被检设备是带电运行设备并无其他作业。 2 开关柜金属外壳应清洁并可靠接地。 3 应尽量避免干扰源（如气体放电灯、水银灯、人员走动、运行机器）等带来的影响 4 进行室外检测应避免天气条件对检测的影响 5 雷电时禁止进行检测
摘要：开关柜运行过程中，绝缘材料会受到高温、高压、油污、化学物质、振动等各方面的作用，绝缘性能不断恶化，加快了局部放电的速度，反过来局部放电又对绝缘的恶化起到推动作用。因此检测开关柜的局部放电可以有效预防故障。本文就针对该问题展开讨论，首先阐述局部放电的相关概念，总结局部放电的种类与特点，并分析局部放电的检测手段与分析技术。 在开关柜绝缘系统中，各部位的电场强度存在差异，某个区域的电场强度一旦达到其击穿场强时，该区域就会出现放电现象，不过施加电压的两个导体之间并未贯穿整个放电过程，即放电未击穿绝缘系统，这种现象即为局部放电。绝缘介质中电场分布、绝缘的电气物理性能等决定了发生局部放电的条件，一般情况下高电场强度、低电气强度的条件下容易出现局部放电。虽然局部放电通常不会贯通性的击穿绝缘，但是却可能局部损坏电介质，如果长期存在局部放电的现象，则基于特定的条件下会降低绝缘介质的电气强度。由此可见，局部放电属于电气设备中的隐患，其破坏过程体现出缓慢性、长期性的特点。通常局部放电的特性可以较好的印证绝缘缺陷，可以通过局部放电的特性来分析绝缘的局部损坏程度。很大程度上对各种局部放电特性进行综合测量，可以对产品的绝缘水平进行客观的评价。 2局部放电的种类特点 2.1电晕放电 通常在气体包围的高压导体周围会出现电晕放电，比如高压输电线路或者高压变压器等，这些高压电气设备的高压接线端子暴露在空气中，因此发生电晕放电的机率相对较大。电晕放电体现出的是典型的、极不均匀电场的特征，也是极不均匀电场下特有的自持放电 形式。很多外界因素均会对电晕起始电压产生影响，比如电极的形状、外加电压、气体密度、极间距离以及空的湿度与流动速度等等。 2.2沿面放电 通常在绝缘介质表面会出现沿面放电的现象。这种局部放电的形式属于特殊的气体放电现象，电力电缆、电机绕组、绝缘套管的端部等位置比较常见沿面放电。一旦介质内部电场的强度低于电极边缘气隙的电场强度，而且介质沿面击穿电压相对较低，沿面放电就会发生在绝缘介质的表面。通常电压波形、电场的分布、空气质量、介质的表面状态、气候条件等均会对沿面放电电压产生影响，所以沿面放电体现出不稳定的特点。 2-3内部放电 固体绝缘介质内部比较常见内部放电。在生产加工绝缘介质时难免存在材料与工艺缺陷的问题，导致绝缘介质内部出现内部缺陷，比如掺人少量的空气或者杂质等。一旦绝缘受到高压作用，内部缺陷就有发生局部击穿或者重复性击穿的可能。通常介质自身的特性、气隙大小、缺陷的位置与形状、气隙气体的种类等会对内部放电的发生条件产生影响。 2.4悬浮电位放电 这种局部放电的形式是指高压设备中某个导体部件存在结构设计缺陷，或者其它原因导致接触不良断开，最终造成该部件位于高压电极与低压电极之间并根据其位置的阻抗比获得分压发生放电，针对该导体部件上对地电位称其为悬浮电位。导体具有悬浮电位时，通常其附近的场强会比较集中，而且会破坏四周绝缘介质的形成。一般在电气设备内高电位的金属部件或者处于地电位的金属部件上容易发生悬浮电位放电。
GIS局部放电超声波检测技术 一、GIS局部放电超声波检测原理 SF6气体绝缘组合电气设备（GIS）因其具有故障低、免维护等特点而在电力系统中被广泛使用。但是GIS具有全封闭的特殊性，使得除了进行微水检测等少数试验项目外，现行的高压电气设备例行试验的大多数项目无法采用GIS，长期以来它几乎处于无维护状态。GIS设备内部出现的缺陷，不容易进行排查。随着GIS电压等级的提高和体积的缩小，GIS内部电场越来越高。GIS内部主要绝缘介质有SF6气体和环氧绝缘构件等。当绝缘存在缺陷时，内部场强分布便会发生畸变，导致局部放电而使内部绝缘受到破坏，同时往往伴随着超声信号的产生。因此目前国内外广泛采用局部放电超声波检测技术等非电量测量法来检测GIS故障。通过收集这些声信号，并根据实际经验加以分析，可以对GIS的运行状况进行评估。局部放电超声波检测原理如下图 在GIS的各类故障中，绝缘故障占有较大比例。实际运行情况表明，故障发生时常常并没有进行系统操作，也不存在过电压。导致这些绝缘故障的主要是一些晓得绝缘缺陷，如内部故障缺陷、自由颗粒、毛刺、接触不良、固体绝缘表面脏污等。随着这些微小缺陷的逐渐扩大，会使放电所产生的电荷在固体绝缘表面逐渐积累，导致电场分布的严重畸变。要及时发现这些潜在的绝缘缺陷，必须依靠局部放电超声波检测。 GIS可分为三相共体式和分相式两种。尽管GIS在结构设计上不尽相同，但内部结构基本一致，主要有SF6气体、绝缘支座、拉杆、盘式绝缘子、导电体、气室外壳等。GIS绝缘故障的发生，可能是在产品产生、现场安装以及运行操作等过程中。如下图，导致GIS产生局部放电的原因具体分为以下几种：（1）气室内导体上和金属外壳上的异常凸起。GIS在装配过程中留下的焊疤或较大的毛刺等，往往在老炼试验中无法清除，便在运行的气室内留下异常凸起点。此类缺陷危害较大，会造成气室内局部场强不均匀。当局部场强达到某一水平时，凸起点将出现尖端闪络。对于雷电或操作的快速暂态冲击，凸起点闪络将会导致绝缘击穿。一般超过1~2mm的凸起点被认为是有害的缺陷。 （2）气室内自由金属颗粒在电场作用下获得电荷，并受到静电力的作用，如果这种力超过其重力，颗粒就会从外壳上升，并在气室内运动而造成间隙性电晕放电。颗粒的形状及其位置直接影响到气室的耐压水平。颗粒越长，越接近高压导体，其危险程度就越大。如果吸附于绝缘子上，可能会导致绝缘子表面闪络受损，可能造成更大的危害。 （3）电动和机械力造成气室内零配件松动。如果屏蔽罩松脱，将直接导致电位浮悬，电气绝缘距离缩短，交流耐压水平大幅度下降。如该悬浮屏蔽接近电极，将导致屏蔽与电极见大规模放电。 （4）固体绝缘内部的空隙和缺陷。在电场作用下，固体绝缘内部的空隙和缺陷会产生局部放电或固体表面树枝状放电，长期累积效应使固体绝缘老话直接击穿，此类缺陷直接影响到GIS的使用寿命。 当GIS中的缺陷在电压作用下发生局部放电时，局放产生的能量是周围SF6气体的温度骤然升高，从而形成局部过热，所产生的扰动以压力波的形式传播，其类型包括纵波、横波和表面波。不同的电气设备、环境条件和绝缘状况产生的
高压开关柜局部放电诊断定位技术研究与运用杨俊昌刘杨 摘要：随着社会的发展，我国的科学技术的发展也有了很大的创新。高压开关 柜的故障可分为：拒动故障、误动故障、绝缘故障、载流故障、开断与关合故障 和外力或其他故障等。从故障对电网的影响程度看，绝缘和载流故障对电网的影 响程度最为严重，占到高压开关柜所有故障的40%以上。并且绝缘和载流故障一 旦发生，故障处理起来困难，处理时间长，最终会长时间影响对用户的供电。目 前常采用停电例行试验和带电检测的手段来发现这些故障隐患。停电例行试验， 一方面对设备内的固体绝缘有积累损害效应，另一方面设备必须停电，从而造成 用户供电可靠性的下降。带电检测是在设备运行条件下进行的检测，能够反映设 备的真实运行状况，及早发现设备隐患，并且不会影响对用户的供电。由于带电 检测的优越性，近几年在电网中被广泛使用。高压开关柜的带电检测主要就是设 备的局部放电检测。据统计，引起高压开关柜局部放电的主要因素包括：绝缘表 面受潮和污秽、设备连接处的接触不良、导体或柜体有金属毛刺、设备内部有金 属微粒、设备绝缘内部气隙放电等。 关键词：高压开关柜；局部放电诊断定位技术研究；运用 引言 随着电网的不断发展，用电负荷的不断增长，高压开关柜被大量应用于电力 系统中，是用户供电的核心设备。然而，开关柜在长期运行时，受环境、强电场、热化学效应等影响，柜内设备绝缘处不断劣化，产生了局部放电现象。局部放电 会进一步加快绝缘劣化速度，形成恶性循环，最后产生绝缘击穿现象，甚至引发 开关柜爆炸，造成近区短路事故，降低了供电的可靠性，提高了运维成本。自开 展状态检修工作以来，开关柜检修工作量大幅减少，设备可靠性明显提高。但是 以周期性停电例行试验为基础的状态检修工作存在停电压力大、例行试验无法及 时反映设备状态的变化趋势、缺陷检出率低等不足。随着不停电检测技术的发展 和开关柜制造水平的成熟，国网公司于２０１６年开展了基于不停电检测的开关 柜状态检修工作，实现了开关柜状态量的实时监测，大大提高了开关柜状态检修 工作的有效性。 1缺陷检测与分析定位 1.1发现过程 2017年5月18日，试验人员对220kVXX变电站进行带电检测巡检时，在对 站内35kV高压室内的开关柜进行超声波局部放电检测，在“35kV1号所变S31-1 刀闸”隔离开关柜上方检测到明显的超声波局部放电信号，在隔离开关柜柜顶中间缝隙区域最强，超声周期最大值为13.0mV，频率成分1（50Hz）为0.3mV小于频率成分2（100Hz）为1.0mV，可知超声波相位图谱及波形图谱具有工频相关性， 且相位图谱每个周期有两簇信号，成驼峰状，具有明显的聚集效应，波形图谱每 个周期有两组脉冲波形，波形形状各不相同，且幅值不一，同时耳机中也具有放 电特征声音，根据这些超声特征，依据Q/GDW11059.1—2013《超声波法局部放 电带电检测技术现场应用导则》，综合判断35kV1号所变S31-1隔离开关柜内检 测到超声波异常信号。对35kV开关柜进行暂态地电压局部放电检测，测试空气 背景读数为13dB，金属背景读数为12dB，1号所变S31-1高压开关柜的信号最大，并且距离1号所变S31-1高压开关柜越远的开关柜检测数值越小。依据 Q/GDW11060—2013《交流金属封闭开关设备暂态地电压局部放电带电测试技术 现场应用导则》，若开关柜检测结果与环境背景值的差值大于20dBmV，须查明
开关柜带电检测原理及其应用 三泰电力技术（南京）有限公司杨锴 摘要本文主要是基于高压开关柜局部放电这一常见的故障，讲述了局部放电 产生的原因、放电过程中产生的现象、局部放电检测的常用方法、数据分析以及一般的检测步骤。 关键词：局部放电、超声波、暂态地电压 1 引言 高压开关柜是城市配电网中重要基础设施，其运行的稳定性直接影响到城市经济的发展,人民生活水平质量的提高。因此，开关柜设备的可靠性直接决定了用户供电的可靠性。 状态检修是提高供电设备可靠性的重要技术手段。但是，开关柜不可能采取像高压变压器、GIS设备那样的在线监测技术路线，实现全面、实时的在线监测。因为： 1）高压开关柜数量众多; 2）开关柜的设备造价低; 3）监测设备的成本很高; 据不完全统计，开关柜故障特征大多表现为绝缘与载流故障上。然而绝缘与载流故障都是与放电现象密切有关的！因此对中压开关设备实施放电检测可显著减少故障概率！ 2 开关柜局部放电产生机理 开关柜内部局部放电的种类很多，主要分为内部放电和表面放电两种，并以电磁波、气体等形式释放能量。 2.1内部放电[1] 2.1.1产生机理 内部放电存在主要是由于制造过程中绝缘介质内部残留气泡、杂质形成电介质的不均匀，造成气体-固体、液体与固体、固体-固体的复合绝缘。 图2-1 绝缘介质内部残留气泡 就拿介质中残留气泡来说（如图2-1），通常情况下，气隙中的场强度比介质中的高，而另一方面气体的击穿场强一般都比介质的击穿场强低。因此，在外加
电压足够高时，气隙首先被击穿，而周围的介质仍然保持其绝缘特性，电极之间并没有形成贯穿性的通道，只在气泡中形成局部放电。 油隙中也会发生局部放电，不过与气隙相比要在高的多的电场强度下才会发生。 在介质中极不均匀电场分布的情况下，即使在介质中不含有气隙或油隙，只要是介质中的电场分布是极不均匀的，也就可能发生局部放电。例如埋在介质中的针尖电极或电极表面上的毛刺，或其他金属屑等异物附近的电场强度要比介质中其他部位的电场强度高得多。当此处局部电场强度达到介质本征击穿场强是，则介质局部击穿而形成了局部放电。 2.1.2放电过程 图2-2绝缘介质内气隙放电空间电荷分布 在气隙发生放电时，气隙中的气体产生游离，使中性分子分离为带电的质点，在外加电场作用下，正离子沿电场方向移动，电子（或负离子）沿相反方向移动，于是这些空间电荷建立了与外施电场方向相反（如图2-2），这是气隙内的实际场强为 外E =E c ﹣内E 即气隙上的电场强度下降了内E ，于是气隙中的实际场强低于气体击穿场强， 气隙中放电暂停。在气隙中发生这样一次放电过程的时间很短，约为10-8数量级，在油隙中发生这样一次放电过程的时间比较长，可达10-6数量级。 图2-3外部电压μ、空间电荷q 、气隙电压c μ的时间变化图 图2-3很好的解释了放电过程总在工频电压周期的上升延，即0～90℃或180～270℃（以初始周期为例）。由此可见，在正弦交流电压下，局部放电时出
开关柜局部放电的检测方法 针对开关柜而言，其局部放电检测方法包括以下几种： 3.1地电波检测 在高压开关柜绝缘层中发生局部放电时会产生电磁波，而开关柜的金属外壳会将这种电磁波屏蔽掉一大部分，不过仍有小部分会通过金属壳体的接缝或者气体绝缘开关衬垫传播出去，而且还会产生一个地电波通过设备金属壳体外表面传向地下。地电波的范围通常在几毫伏直至几伏中间，而且上升时间内有几个纳秒。可以将探头设置于工作状态中的开关柜的外表面，对局部放电活动进行检测。 3.2超声波检测 其实超声波检测属于机械振动波的一种，基于能量的角度而言，局部放电的过程即为能量瞬时爆发的过程，电能通过声能、光能、热能以及电磁能的形式释放出去，电气击穿发生在空气间隙，瞬间就可以完成放电，此时电能也会在一瞬间转化为热能，放电中心的气体受到热能的作用会发生膨胀，通过声波向外传播，传播区域内气体被加热后形成一个等温区，其温度超出环境温度;等到这些气体冷却后开始收缩，则会产生后续波，后续波的频率以及强度均比较低，包含各种频率分量，有很宽的频带，超声波的频率大于20kHz。因为局部放电的区域相对较小，所以局放声源即为点声源。 3-3超高频检测法 时间变化过程中，局部放电所产生的电磁振动会产生电磁波，在固气与气体介质中，局部放电脉冲会发生非常丰富的电磁波超高频分
量，最高可达数GHz。实际应用过程中，局放信号的检测可以利用两个探头来进行，将探头检测到信号的时间顺序作为判断依据，放电源的距离较近，就会被先检测到;探头位置不断变化，可以将放电源的大致位置逐步判断出来。或者通过多个探头，将探头检测局放信号的时间差列方程组，可以求出放电源的三维空间坐标，最终确定放电源。该方法的灵敏度相对较高，且具备较强的抗干扰能力，而且开关柜上通常有接缝或者小玻璃窗，可以不用考虑该方法在完全密封条件下很难检测的要求。 3.4综合检测技术 其实无论哪种检测方法均有一定的局限性，无法将电气设备开关柜的运行状态客观、全面、真实的反映出来，还会出现误判的可能。由于放电类型能量的释放形式不同、各种检测方法的实用性与灵敏度也存在差异，所以在对开关柜局部放电检测过程中，要将上述检测手段综合应用，以地电波检测为主、超声波检测及超高频检测为辅来进行。
10kV高压开关柜局放测试方法 仪器一：局部放电声电波检测仪（TEV ）—对高压室内开关柜进行普测，在设备的TEV模式下，记录TEV信号的幅值和2秒内的脉冲数；在设备的超声波模式下，听耳机中的声音，记录超声波信号幅值。通过对普测数据分析，再结合其他设备的测试结果，比如定位仪和在线监测系统等，考虑现场实际情况，对开关柜的情况进行比较全面的反映。 TEV使用步骤： 1、按下开关键开机进入界面 2、选择TEV模式进入TEV测量，按左右键进入连续脉冲测量模式，用设备在高 压室的金属门上垂直水平检查3个点取中间值为背景值，用设备在开关柜的金属缝隙处垂直水平测量并记录。 3、选择Ultra Mode进入超声波模式，插入耳机和超声传感器，用传感器对准开 关柜的空气通道测试，听取是否有放电破裂的声音。 仪器二：局部放电检测定位仪（PDL1）—通过监测放电点发出的电磁波瞬间脉冲所经过的路径来确定放电活动的位置，原理是采用比较电磁脉冲分别到达每只探测器所需要的时间。装置的触发LED灯指示哪个通道先被触发，进而表明哪只探测器离放电点的电气距离较近。 PDL1使用步骤： 1、将两个探头按颜色与主机对应连接，开机。 2、将探头插入检验仪，按“Double”选择双探头模式，将探头插入校准信号 源，按下主机或者探头上的AUTO键，若主机显示(35±2)dB,且脉冲先后指示灯显示左边指示灯亮，检验完成。 3、将探头对着高压室内金属物体，按AUTO键测背景值。 4、用探头贴在开关柜面板上按AUTO键测量并记录。 5、若疑有局放信号，两探头贴面板上定位，不断移动探头直到脉冲先后指示 灯同时亮，信号源则在两探头中间。 仪器三：局部放电在线监视仪（PDM03）当高压室内存在多个放电源，且外界干扰很严重时，需要使用在线监测设备才能更好的判断。 PDM03使用步骤： 1、开机，按下SelfTset,自检会显示“No channels are connected”，用测试电缆连接各通道与测试源，若显示(31±3) dB,表示各通道良好。 2、用电缆连接主机和传感器，1、2、11、12为天线，放置测试点4个角，其余8个接传感器贴开关柜面扳上，按下Check Probes检查各通道是否连接好。 3、按下“Set-up”,显示目前存储信息、时间信息、循环测试时间，“Y”修改，“N”不修改，运行方式推荐“Location Mode”,”Alarm level”用默认值 4、设置完成后，仪器开始运行。 5、“Display Data”可显示上一测试周期的测试值 6、测试完成后，按“Exit”退出，换存储卡按“Change Card”。