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组合电器局部放电带电检测浅析

组合电器局部放电带电检测浅析

摘要:组合电器内的绝缘主要是气体绝缘和固体绝缘两种形态,几乎在组合电

器的各类缺陷发生过程中都会产生局部放电现象,长期局部放电的存在会使SF6

微弱分解、环氧材料腐蚀、绝缘材料电蚀老化。利用便携式仪器对组合电器中的

局部放电进行检测是一种行之有效的手段,能在不停电的前提下,及早发现和定

位组合电器的绝缘缺陷,保障设备安全稳定运行,有效指导检修和维护工作的开展。

关键词:组合电器;局部放电;带电检测

当前,随着我国经济高速发展、现代化建设日益完善,电力资源稳定供应已

经成为确保社会秩序正常运转的关键。相应的,从工业需求到生活需求,各行业、人群在对电力系统稳定性、可靠性提出更高要求的同时,也促使电力部门不断提

升预防检修技术能力,变电设备局部放电带电检测技术就是其中一项重要内容。

1 组合电器局部放电带电检测方式

目前组合电器局部放电带电检测的方式分为超声波法、特高频法(UHF)、

气体分析法三种。超声波法由于声波的衰减,导致检测有效距离很短,可直接对

局放源进行定位(<10cm),其优点是灵敏度高、抗电磁能力强、定位准确度较高、传感器布置不受限制,缺陷是易受环境噪声或机械振动影响、超声信号在绝

缘材料中衰减较大、对测试人员的水平和经验要求较高。特高频法由于电磁波在

组合电器中传播时衰减较小,不仅产生反射还引起谐振,使得局放信号振荡时间

加长,便于检测,其优点是灵敏度高、能有效避开现场电晕干扰、可根据时间差

计算局放源位置实现定位,缺点是仅适用盘式绝缘子无屏蔽的组合电器、对示波

器要求较高。气体分析法由于SF6气体分解产物从产生到扩散,需要一定的过程,且只有浓度积累到一定水平后才能被检测发现,故响应速度较慢,检测灵敏度较低,适用于辅助检测或组合电器设备故障后气室定位查找。

2 特高频局放检测方法(UHF)

由于局部放电发生过程中,会出现陡度较大的电流脉冲,同时向周围辐射电

磁波,特高频局放检测法就是通过UHF传感器测量局部放电所激励的特高频信号,实现局部放电测量和定位的。特高频局放检测能够检测出金属尖端、悬浮电位、

自由金属颗粒、绝缘表面放电、绝缘子内部气隙类型的放电缺陷。特高频局放检

测过程中通信干扰、荧光干扰、马达干扰、雷达干扰等会对局放信号采集造成较

大困难,可通过关闭及避开干扰源、屏蔽带法、背景干扰测量屏蔽法、滤波器法

等方式进行排除,确保测试的准确性。对于组合电器内部存在放电源的情况,可

采用幅值法、时差定位法、声电联合法进行定位,并综合分析判断;对于组合电

器外部存在放电源的情况,可采用平分面法、三角形法进行定位,并综合分析判断。

3 超声波局部放电检测方法

由于局部放电发生过程中,分子间剧烈碰撞并形成一种压力,产生超声波脉冲,超声波信号具有横波、纵波和表面波三种传播形式,超声波局部放电检测法

就是通过超声波传感器测量局部放电产生的超声波信号,实现局部放电测量和定

位的。超声波局放检测能够检测出尖端电极、悬浮电位、自由金属颗粒、绝缘子

表面颗粒类型的放电缺陷。超声波局放检测过程中外界环境干扰、GIS壳体振动

干扰、磁致伸缩干扰、感应电干扰等会对局放信号采集造成较大困难,可通过消

除干扰源、背景对比、图谱分析、横向比较、分时段检测、综合分析等方式进行

排除,确保测试的准确性。在排除干扰后,可通过幅值法、频率法、时差法、声

电联合法对超声波异常信号进行定位,并综合分析判断。

4 注意事项

4.1特高频局放检测注意事项

(1)传感器应与盆式绝缘子接触紧密,以减少外部静电干扰及测量测量偏差。(2)盆式绝缘子必须为非屏蔽状态,若存在金属材质的浇筑孔连片,测试前必

须拆除,测试完成后及时恢复原状。(3)检测时应最大限度保持测试周围信号

的干净,减少人为制造的干扰源。

4.2超声波局放检测注意事项

(1)应在测试过程中采取减少环境噪声的措施,加强三相对比和同类设备横向对比排除干扰。(2)检测时,两个检测点之间的距离不应大于1cm,若发现

异常信号应在该位置多次测量找到幅值最大点位。(3)耦合剂使用应恰当,避

免使用过多造成衰减、使用过少影响测试稳定性。

5 典型案例分析

通过对特高频局放、超声波局放典型缺陷进行分析总结,能够不断积累各类

型放电特征图谱,便于现场检测时及时判断异常信号类型,科学指导后续检修方

案制定。

5.1特高频信号异常典型案例

对某220kVGIS设备进行局部放电带电检测时,发现I母PT间隔C相的四个

盆式绝缘子均存在典型特高频局部放电信号,背景传感器未检测到异常局部放电

信号。进行超声波局部放电检测,未发现明显放电信号。对该气室进行SF6气体

分解产物和湿度测试,测试数据均正常,未检出SO2。

图1 特高频测点的三维图谱

在图1中可见背景测点在50个周期内为出现放电信号。测点1至测点4的PRPS图谱均体现出明显的工频相关性,具有典型的局部放电特征,极性效应不明显,正负半周均有局部放电信号出现。测点2处所测的特高频局部放电信号较多,信号分布相位最广,其次为测点2处所测信号。测点1和测点4所测特高频局部

放电信号较少,幅值变化较大。因此推断测点1离放电源较远,测点2离放电源

最近。

为了精确诊断GIS内部缺陷状态,利用特高频信号进行精确定位。特高频测

点2和测点3所采集的特高频信号到达先后,测点3的特高频信号领先测点2的

信号0.4ns,经定位计算,放电点应位于测点3所在盆式绝缘子往右11.5cm处。

根据装配图得知,测点2和测点3处的盆式绝缘子凸面朝向刀闸一侧,因此判断

缺陷应在测点2即靠近PT一侧垂直的盆式绝缘子处。后经解体验证,发现缺陷

盆式绝缘子金属嵌件与环氧树脂交界面存在放电痕迹,为典型的固体绝缘相关缺陷。更换绝缘盆子后,异常信号消除。

5.2超声波信号异常典型案例

对某500kVGIS设备进行局部放电带电检测时,发现5043开关A相CT2侧与5053开关A相CT2侧之间的Ⅱ母母管A相间最低处部位存在异常超声波信号,

信号幅值约为20dB,频率成分相关性不明显,相位分部分散,飞行图谱具有自由金属颗粒放电特征。判断该位置存在局部放电,放电类型为自由颗粒并伴随一定

的电晕特征。经精确定

位分析,最终确定了放电位置。

后经解体验证,发现该气室定位位置存在放电痕迹,且气室底部有多根金属

丝(螺栓紧固产生)及大量黑色细末。经清洁处理后,异常信号消除。

结论

综上所述,带电检测技术在当前社会的电力系统稳定性、可靠性、安全性保障方面具有重要的价值,可将其视为状态维修的核心部分。通过不同的带电检测技术配合应用,不仅可以避免大规模停电的负面问题,还可以提高检修质量、效率,避免安全事故,更好地为经济发展提供支持。

参考文献

[1]刘嘉林,董明,安珊,杨兰均,邝石,张伟政. 电力变压器局部放电带电检测及定位技术综述[J]. 绝缘材料,2015,48(08):1-7.

[2]黄诗敏. 10kV开关柜局部放电带电检测技术应用与仿真分析研究[D].北京交通大学,2015.

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[4]杨坤. 变电设备局部放电带电检测技术研究[D].山东大学,2014.

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较高,可适用于大规模电气设备中,相关国家规定,如果该方法检测结果高于 20dB,则视为异常情况,需要工作人员及时予以处理。 1.1.2UT法 UT法主要用于对空气放电状况予以检测,在出现局部放电情况时,可观察到 开关柜发生明显震动情况,并借助声波方式,完成能量传播工作。在检测过程中,借助UT传感器,能够有效完成超声波信号采集工作,并进一步转化为电信号, 并对检测结果予以显示。正常而言,在检测过程中,工作人员需要合理安全传感 器的检测位置,包括缝隙、通风口上方等,同时,如果保持传感器与局放源在一 条直线,能够有效对局放数值进行检测。该方法使用受外界干扰影响较少,能够 有效完成定位工作。行业规定显示,如果检测数值在8~15dB范围内,则说明设 备处于异常状态,在高于15dB的情况下,则认为设备存在缺陷[2]。 1.2干扰因素 由于当前设备多具有较高的灵敏性,而外部因素干扰将会对局部放电产生一 定的影响。因此,结合实际应用,在确保检测仪器可靠性的情况下,应另外将干 扰因素予以处理,目前,本文研究技术干扰因素主要包括两个方面,即背景电气 噪音、机械振动。 1.2.1背景电气噪音 在使用TEV法过程中,由于背景电气噪音的存在,将会导致变电站受到一定 的影响。该类噪音主要噪音源包括直流电源、电晕放电等,为进一步减少干扰情 况出现,在使用TEV传感器过程中,工作人员应注意将传感器水平放置,并避开 金属制品表面,对检测数值进行观察,正常而言,检测数值应在10dB以下,一 旦存在数值过高情况,将会导致TEV释放信号不及时。 1.2.2机械振动 结合超声波检测传感器使用,受到机械振动干扰,将会导致外部噪音严重, 进而对UT传感器的检测效果不利,造成检测数据真实性下降。其中,变电器常

组合电器局部放电带电检测浅析

组合电器局部放电带电检测浅析 摘要:组合电器内的绝缘主要是气体绝缘和固体绝缘两种形态,几乎在组合电 器的各类缺陷发生过程中都会产生局部放电现象,长期局部放电的存在会使SF6 微弱分解、环氧材料腐蚀、绝缘材料电蚀老化。利用便携式仪器对组合电器中的 局部放电进行检测是一种行之有效的手段,能在不停电的前提下,及早发现和定 位组合电器的绝缘缺陷,保障设备安全稳定运行,有效指导检修和维护工作的开展。 关键词:组合电器;局部放电;带电检测 当前,随着我国经济高速发展、现代化建设日益完善,电力资源稳定供应已 经成为确保社会秩序正常运转的关键。相应的,从工业需求到生活需求,各行业、人群在对电力系统稳定性、可靠性提出更高要求的同时,也促使电力部门不断提 升预防检修技术能力,变电设备局部放电带电检测技术就是其中一项重要内容。 1 组合电器局部放电带电检测方式 目前组合电器局部放电带电检测的方式分为超声波法、特高频法(UHF)、 气体分析法三种。超声波法由于声波的衰减,导致检测有效距离很短,可直接对 局放源进行定位(<10cm),其优点是灵敏度高、抗电磁能力强、定位准确度较高、传感器布置不受限制,缺陷是易受环境噪声或机械振动影响、超声信号在绝 缘材料中衰减较大、对测试人员的水平和经验要求较高。特高频法由于电磁波在 组合电器中传播时衰减较小,不仅产生反射还引起谐振,使得局放信号振荡时间 加长,便于检测,其优点是灵敏度高、能有效避开现场电晕干扰、可根据时间差 计算局放源位置实现定位,缺点是仅适用盘式绝缘子无屏蔽的组合电器、对示波 器要求较高。气体分析法由于SF6气体分解产物从产生到扩散,需要一定的过程,且只有浓度积累到一定水平后才能被检测发现,故响应速度较慢,检测灵敏度较低,适用于辅助检测或组合电器设备故障后气室定位查找。 2 特高频局放检测方法(UHF) 由于局部放电发生过程中,会出现陡度较大的电流脉冲,同时向周围辐射电 磁波,特高频局放检测法就是通过UHF传感器测量局部放电所激励的特高频信号,实现局部放电测量和定位的。特高频局放检测能够检测出金属尖端、悬浮电位、 自由金属颗粒、绝缘表面放电、绝缘子内部气隙类型的放电缺陷。特高频局放检 测过程中通信干扰、荧光干扰、马达干扰、雷达干扰等会对局放信号采集造成较 大困难,可通过关闭及避开干扰源、屏蔽带法、背景干扰测量屏蔽法、滤波器法 等方式进行排除,确保测试的准确性。对于组合电器内部存在放电源的情况,可 采用幅值法、时差定位法、声电联合法进行定位,并综合分析判断;对于组合电 器外部存在放电源的情况,可采用平分面法、三角形法进行定位,并综合分析判断。 3 超声波局部放电检测方法 由于局部放电发生过程中,分子间剧烈碰撞并形成一种压力,产生超声波脉冲,超声波信号具有横波、纵波和表面波三种传播形式,超声波局部放电检测法 就是通过超声波传感器测量局部放电产生的超声波信号,实现局部放电测量和定 位的。超声波局放检测能够检测出尖端电极、悬浮电位、自由金属颗粒、绝缘子 表面颗粒类型的放电缺陷。超声波局放检测过程中外界环境干扰、GIS壳体振动 干扰、磁致伸缩干扰、感应电干扰等会对局放信号采集造成较大困难,可通过消 除干扰源、背景对比、图谱分析、横向比较、分时段检测、综合分析等方式进行

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浅析开关柜局部放电的检测方法 随着现代电力技术的快速发展,开关柜已然成为电力系统中不可或缺的一部分。然而,随着使用寿命的延长和频繁的操作,开关柜在运行过程中会产生局部放电现象,长期累积则可能导致设备的严重损坏,甚至引发安全事故。因此,开关柜局部放电的检测方法具有非常重要的意义。 一、开关柜局部放电的检测方法 1. 无损检测法 无损检测法是一种基于电磁学原理的检测方法,其主要是通过电磁传感器感知开关柜内部的电场和磁场,进而确定局部放电的位置和强度。常见的无损检测法包括超声波检测法、电容式检测法和电磁波检测法。 超声波检测法以声波在材料中传播速度不同而产生不同的回声为基础,可以检测开关柜内部的微小缺陷和异常声波信号。电容式检测法则是利用开关柜内部的介质的介电常数和电容特性的特点,通过电容传感器感应出开关柜内部的电磁信号,从而确定局部放电的位置和强度。电磁波检测法则是通过开关柜内部局部放电所产生的电磁波信号,利用电磁传感器感应出信号并进行分析,确定局部放电的位置和强度。 2. 光学检测法

光学检测法是一种基于光学原理的检测方法,其利用开关柜内部局部放电所产生的光学信号进行检测。光学检测法包括高速摄影法、红外光学法和光发射法等。 高速摄影法是通过高速摄像机采集开关柜内部局部放电所产生的闪光信号,对其进行分析和处理,从而确定局部放电的位置和强度。红外光学法则是利用红外热像仪感应出开关柜内部局部放电所产生的热信号,进而确定局部放电的位置和强度。光发射法则是通过检测短期直流和大脉冲放电所产生的光发射信号,进而确定局部放电的位置和强度。 3. 化学检测法 化学检测法是一种基于化学分析原理的检测方法,其通过对开关柜内部局部放电产生的气体分子进行测量,从而确定局部放电的位置和强度。化学检测法包括气体色谱法、质谱法、电化学检测法等。 气体色谱法主要是通过将开关柜内部的气体分子分离、检测和定量分析,进而确定局部放电的位置和强度。质谱法则是利用开关柜内部的气体分子的分子质量进行分析和鉴定,从而确定局部放电的位置和强度。电化学检测法则是通过对开关柜内部的电化学反应进行分析,进而确定局部放电的位置和强度。 二、结语 综上所述,开关柜局部放电的检测方法非常重要,可以有效保障电力系统的安全运行。不同的检测方法有着自己的优缺点,用户可以根据实际情况进行选择。同时,目前智能化开关

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浅谈变电设备局部放电带电检测技术 摘要:从物理学角度说,所谓“局部放电”是指在电场作用下,电力设备 在运行过程中部分区域出现放电、尚未击穿的一种现象。由于局部放电大多是局 部场强集中、局部电场畸变等造成的,会对电气设备正常运行有不利影响,主要 表现为局部发热、化学活性生成物、带电粒子碰撞及射线等对绝缘材料产生危害。目前,电力系统针对局部放电进行的带电检测技术主要包括高频/超高频、超声波、暂态地电压检测技术等,文章中作者结合变电设备局部放电带电检测展开研究,通过分析存在的问题,并进一步提出合理建议。 关键词:变电设备;局部放电;带电检测;建议 当前,随着我国经济高速发展、现代化建设日益完善,电力资源稳定供应已 经成为确保社会秩序正常运转的关键。相应的,从工业需求到生活需求,各行业、人群在对电力系统稳定性、可靠性提出更高要求的同时,也促使电力部门不断提 升预防检修技术能力,变电设备局部放电带电检测技术就是其中一项重要内容。 1 变电设备局部放电带电检测技术的价值分析 从电力系统发展进程上说,“带电检测技术”取代传统的“停电检测技术” 是一个巨大的进步,它的应用不仅能够全面、迅速的反映出电网中变电设备的运 行状态,还能够第一时间实现问题解决,从而保障电力供应的安全和稳定。 一个不容忽视的现象是,当前现代化电网中开关柜使用的比例越来越高,而 开关柜在设计上要求出线端直接与配网、用户电网相连,这也意味着开关柜成为 电力供应有无的“终端节点”,如果频繁的启停开关柜,就无法实现供电系统稳定、可靠的运行,对于供电对象而言产生不好的体验。实践中表明,一旦开关柜 出现故障,或者其他方面的原因影响开关柜正常使用,就必然要进行停电操作; 在传统电力检修时代,人们只能对开关柜进行预防性检测、试验,而这一过程也 都是在停电状态下完成的。

浅析电力变压器局部放电监测方法 穆石礅

浅析电力变压器局部放电监测方法穆石礅 摘要:电力变压器的局部放电会造成绝缘性能老化,变压器的绝缘老化已经成 为电力系统引发事故的主要原因,因此就需要研究变压器的局部放电检测技术。 本文对电力变压器局部放电检测方法进行了探讨。 关键词:变压器;局部放电;检测方法 目前已有多种带电测试方法应用于电力变压器局部放电的检测,每种方法均 有其优缺点、适用范围与条件,往往造成实测结果差异较大,难以比较,极大地 限制了现场应用。由于变压器内部结构十分复杂,对其内部放电源进行快速、准 确的定位仍存在较大困难。 一、电力变压器局部放电检测发展的基本情况 带电检测是依照电力系统的实际局部放电标准进行分析。按照实际检测对象 分析变压器实际的电气设备绝缘参数,对实际的情况进行泄露电流的分析判断, 明确实际不停电状态下实际完成的测量标准,指标的准确性。仪器检测逐步按照 自动模式检测转变,发展为数字化检测。按照传感器应用,实现相关参数信号的 信号转变。微机功能检测是按照实际计算机网络信息平台,通过微机,多功能放 电监测系统,实现对传感器、计算机、数字波集成化的综合应用,明确实际在线 检测的信息量和加快速度,对实际的检测参数进行实时的显示分析和自动化判断。 二、变压器局部放电故障 局部放电是指在电压的影响下,绝缘结构内部的油膜、气隙以及导体等的边 缘发生放电的现象,并且这种现象是属于非惯穿性的。充油电气设备发生固体绝 缘破坏的原因就是由其引起的。根据电场分布以及工作部位的不同情况,油纸绝 缘设备中的局部放电会有不同程度的发展,而对于变压器主绝缘中的局部放电, 例如油纸绝缘中的纸版表面及内部的树枝状放电,绝缘内部空腔或气泡中的局部 放电,悬浮电位导体的油中放电等,工作电压在正常的情况下,其发展过程的时 间都比较长,刚开始时是一种低能量的放电,但若是情况更加严重的话,局部放 电就会在较短的时间内发生迅速的击穿现象,一旦出现诸如此类的一系列现象, 任何诊断技术都无法在第一时间去应对和解决。分析引发局部放电的因素,可以 这样进行分析:因为气体的介电常数小,而且所承受的场强比较高,所以当固体 绝缘材料出现空腔或者油中出现气泡之时,其耐压强度比相关的绝缘材料低,因 此放电现象就容易在气隙中出现。 三、电力变压器局部放电检测方法 1、非电测量法 (1)超声波检测法 超声波检测法主要是根据局部放电过程中产生的超声波传播的方向和时间来 确定放电位置,包括电-声定位和声-声定位。当发生局部放电时,由于超声波通 过不同介质向外传播,到达油箱壁的时间不同。在变压器油箱的外壳安装多个超 声波传感器,由于空间位置不同,检测到局部放电产生的超声波信号时间不同, 通过测量超声波传播的延时时间可以确定局部放电源的空间位置。 (2)光检测法 光检测法的原理是将光电探测器接收的来自放电源的光脉冲信号转为电信号,再放大处理。不同类型局部放电产生的光波波长不同,小电晕光波长≤400nm呈 紫色,大部分为紫外线;强火花放电光波长介于400nm到700nm之间,呈桔红色,大部分为可见光。固体、介质表面放电光谱与放电区域的组成气体、固体材

浅析GIS设备局部放电缺陷的分析及处理措施

浅析GIS设备局部放电缺陷的分析及处理措施 摘要:气体绝缘金属封闭开关GIS因其结构紧凑、不受外界环境影响、占地面积小、检修周期长、运行可靠性高等优点而越来越广泛地应用于电力系统中,对其 局部放电缺陷监测分析具有重大意义。 关键词:GIS设备;局部放电;缺陷;处理 着电网往高电压、大容量、集约化等方向发展,同时对供电可靠性和安全稳 定运行要求的提升,GIS组合电器类设备正越来越被各级电网特别是特高压电网 使用。局部放电是一种在电场作用下,绝缘内部局部区域发生仅被部分桥接的电 气放电的现象。局部放电类型:电晕放电、悬浮放电、空穴放电、沿面放电、自 由颗粒放电等,在固体绝缘内部或表面,在靠近高压端的放电较为危险。对GIS 进行局部放电缺陷检测分析是评估GIS运行状态的重要手段。可以提前发现GIS 内部潜在的故障或缺陷,保证其安全可靠运行。 1GIS设备局部放电缺陷检测分析 1.1电气法 电气法中包含内部电气法,内部电气法本身具有的优点就是操作比较简单, 容易被大多数人所接受,反应比较迅速,测量到的结果相对比较准确。但是还是 存在一定的问题,内部电气法的稳定性能比较差,容易受到外界的干扰因素,抵 抗性能比较差。内部电气法又可以分为两种:①将设备经过改造,在法兰的内 部上,装上一种电容器,从电容里获取相关的有用信息和信号,保证左右两个电 容器都能够进行定位,定位依据的有关原理就是两个流经电容传感器之间的电流 的时间差。根据众多经验表明该方法定位的精确度非常高,局部放电检测的准确 率也是非常的高。②在盆式绝缘体内部接地端的附近,首先将一个电极进行埋伏,灵敏性也是非常的高。但是这种方法有一定的限制,比如对于内电极,必须需要 厂家在生产的时候就进行埋伏,一般在施工现场中,很难做到。在电气法中,还 有一种外复电极法,该电极法是在 20 世纪发明的。慢慢的放大后发现,一些小 的电容具有降低信号和频率的传播作用,但是还存在另外的一种观点,认为局部 放电刚开始产生外壳上的电流值,具有很大的不确定性,而且在刚开始的阶段只 出现在外壳上进行流动,只有当电流流到了一些不连续的地方,才能通过电容器 进行分析出电压差。比较来说,该种方法非常方面,还十分的经济,因此受到了 普遍的应用,但是也有一定的缺陷性,也比较容易受到外界的影响。除了上面的 两种方法,电气法中还包含一种方法,就是特高频法,这种方法主要是通过一些 天线传感器进行相关的电磁波接收,实现了局部放电的目的。由于该检测方法可 以非常有效的避免一些传统局部放电产生的问题和一些电气的影响、检测范围比 较宽、灵敏度非常高,在上世纪当中,特高频法得到了广泛的应用。经过多种方 法检测发现,特高频法还不需要设立多个传感器检测点。 1.2化学法 GIS内部电弧在放电的时候,部分气体会得到挥发,有的还会发生分解。判 断 GIS 内部的放电程度,可以通过部分气体浓度得出。化学法检测的优点就是不 受外界干扰,但是还有一定的缺点,经过很多相关人士的有关统计和总结可以发现,单单的测量自由因子形成的局部放电的效果并不明显,还不乐观,对于GIS 本身存在的一些物质也会影响到测量的准确性。当短脉冲产生的放电产物的分解 物达不到有关要求后,就要再次进行有关实验,严格控制,提高测量的准确性。 1.3超声波法

电力设备局部放电检测原理分析

电力设备局部放电检测原理分析 摘要:电力设备在绝缘材料完好时,其内部会有一定的场强分布不均,若其 绝缘材料存在缺陷,运行后将加剧场强分布不均。分布不均的电场造成设备内部 存在电位差,在绝缘材料中部分区域引起电荷积累与释放,就是局部放电的过程。局部放电初期只是电荷堆积,电荷堆积到局部放电点的场强超过介质击穿场强时,电力设备内部的绝缘材料会发生击穿放电,造成绝缘材料损坏。局部放电检测是 检测这些早期放电伴随的物理量,从而确定绝缘材料是否存在缺陷,防止早期的 缺陷在局部放电的侵蚀下造成设备绝缘材料进一步损坏。电力设备出现绝缘缺陷 会产生局部放电进而侵蚀绝缘材料,如不及时处理,将导致绝缘材料被击穿,造 成电力事故,有效的检修方式可以保证电力系统稳定运行。定期巡检作为传统的 检修方式,检修时间较长,不利于电网稳定运行。因此,研究实时在线监测系统 提高检修效率具有重要意义。本文着重介绍了电力设备局部放电的检测原理。 关键词:局部放电;特高频;检测原理; 1. 引言 随着经济的发展,我国对电能的需求逐年增长,保障安全稳定的供电成为了 引人注目的重要一环。近年来,世界各地屡有出现大面积停电及电网瓦解事故, 不仅造成了较大的经济损失,还在一定程度上影响了人们正常生活,造成不良社 会影响。电力事故时有发生,设计绝缘缺陷在线监测系统,对电力设备绝缘状态 进行实时监测并上报设备工作状态,可以及时发现电网设备绝缘隐患,从而保障 电力安全。 变电站中包含变压器、开关设备、高压绝缘子等电气设备,而气体绝缘金属 封闭开关系统(GIS)中包含包括断路器、互感器、避雷器、隔离开关及接地开 关等电路元件,同时还涵盖了母线、连接元件、出线终端等部分,简言之,GIS 是将除变压器以外的所有一次设备全封闭在充满了超过3个大气压强的六氟化硫

220KV组合电器局部放电缺陷的处理

220KV组合电器局部放电缺陷的处理 摘要:本文介绍了220kV电压等级组合电器的局部放电缺陷类型和局部放电 检测方法,并进行了案例分析,首先确定放电是间隔内的刀闸机构,放电类型是 悬浮放电。解体和停电期间,在刀闸齿轮传动轴和绝缘杆卡槽的装置中发现有放 电的痕迹,分析了放电原因并采取了预防措施。 关键词:组合电器;局部放电;检测方法 组合电器设备的故障可能发生在设备的加工、装配和运输、现场安装或设备 正常运行期间,例如调试快速接地开关或操作快速接地开关产生的颗粒。220kV 变电站综合电气设备的三相分相结构,调试后局部放电带电在规定时间内检测。 一、组合电器局部放电缺陷类型 SF6中使用绝缘电气设备时可能出现的故障包括自由颗粒、毛刺、悬浮屏蔽、盆式绝缘子颗粒、内部设备绝缘缺陷和松动。 1.接地或带电凸起。带电或接地部分的凸起会畸变电场,此缺陷会影响电脉 冲引起的雷电冲击电压值,或由于高压导致的隔离开关运动,顶部的电晕造成空 间电荷受到顶端屏蔽。但是,由于交流电压较慢,交流电压测试很难检测到空间 负载。实验表明相导体上的导线大于1~2mm凸起,影响设备的安全性。接地体上 的低场强对安全运行没有明显影响。 2.固定颗粒的自由运动。自由粒子的直径越大,高压导体越接近,隐患的危 险就越大。暴露的粒子在绝缘子表面移动时,绝缘子逐渐断裂,甚至导致闪络。 这对设施的安全运行构成严重威胁。自由形式运动粒子的位置、形状和大小也决 定交流电压降,但自由形式运动粒子对初始雷电冲击电压的影响微乎其微。 3.气泡和缺陷。绝缘子中的间隙、杂质或裂纹会导致电压逐渐增加,导致电 树枝,最终引起击穿。但是,由于绝缘材料的阻尼效应,平时使用的超声波局部 放电检测对这类误差的敏感性较低。

GIS组合电器内部放电诊断试验及原因分析

GIS组合电器内部放电诊断试验及原因 分析 摘要:随着科学技术的发展,我国的GIS技术有了很大进展,并在电器内部 放电诊断的过程中得到了广泛的应用。由于组合电器(GIS)免维护且占地面积小,越来越多新建工程特别是城市电网建设采用GIS,GIS日常例试定检主要以 带电检测方式开展,目前GIS带电检测项目主要有SF6成分分析、SF6微水检测、特高频局放检测、超声波局放检测等。文中首先分析GIS设备结构特征,其次探 讨带电局部放电检测情况,希望为相关工作人员提供参考意见。 关键词:组合电器;超声波局放检测;特高频局放检测;悬浮放电 引言 GIS 设备是一种开关设备形式,属于气体绝缘状态,被称为 SF6 封闭式组 合电器。本设备是由多种电器元件优化之后有机组合形成的整体,本身采取 SF6 气体作为绝缘介质,具有占地面积小、安全性与可靠性高以及检修周期长、技术 含量高等优势,在目前的电力系统中有着十分广泛的应用。在当前科学技术发展 速度不断提升背景下,封闭式组合电气设备(简称GIS设备)被广泛应用于电站 之中。在实际应用过程中,GIS设备呈现出较为显著的小型化、安全、可靠等优势,并成为变电站的主要设备。针对GIS组合电气设备运行异常进行分析,也成 为行业内重点研究内容。 1GIS设备结构特征 (1)断路器部件结构特征。从实际发展角度分析,断路器部件构成部分主 要涵盖金属壳、绝缘构件、密度继电器及三级电弧灭火器等。其中灭火器的应用 原理主要依托于部件自身能量热膨胀以及辅助压缩机实现。弹簧制动机构在实际 应用过程中呈现出较为显著的无油以及气化特征,可有效预防因泄漏导致的运行 不稳情况出现。(2)隔离开关以及接地开关结构特征。当前GIS设备中应用较

500kVGIS组合电器局部放电的电气诊断技术 王曦

500kVGIS组合电器局部放电的电气诊断技术王曦 摘要:随着时代的不断进步和科技的发展,各领域都呈现出像智能化发展的趋势,近年来,变电站不断发展和创新,使组合电器中GIS技术更加发达,同样应 用智能化技术,以满足人们和市场的需求。但是目前对于GIS设备的使用,仍存 在部分问题,例如当GIS设备大量使用的背景下,极为容易出现断电的情况;整 体的维护成本较高等,所以要不断完善和创新500kVGIS组合电器局部放电的电气诊断技术,才能更好的促进500kVGIS组合电器局部放电的电气诊断技术的发展和应用。 关键词:GIS组合电器;局部放电;电器诊断技术 一、500kVGIS组合电器局部放电的电气诊断技术的意义 近年来GIS组合电器相关技术得到了较快的发展,同时取得了极大的应用效果,但是在当前500kVGIS组合电器局部容易出现较多的问题,其中最为重要的便是局部放电,不仅极大的干扰了放电信号,同时还由于其自身存在的质量问题, 导致了其发挥不出应有的作用和效果。所以,只有不断的创新和发展500kVGIS组合电器局部放电的电气诊断技术,才能更好的解决当前GIS组合电器所面临的问题,并有效的提升了GIS组合电器设备的质量行、可靠性等多种性能,从而更加 促进了GIS设备的发展和发挥出更大的作用。 二、关于GIS的组成概况 通常情况中GIS组合电器设备一般是由选择积木式的机构构成,同时其整体 设备的内部组成是由隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器等较多种部 分功能相互融合所组成,从而可以较好的实现了整体结合所带来的作用和效果, 以及使其具备结合后更好的性能,同时GIS组合电器设备还具有着灭缘性以及灭 弧性的优良特点,从而可以更加安全、有效的实现了与金属铜的连接[1]。GIS组 合电器设备相较于传统的设备,具有较大的优势以及更加强劲的性能,其整体相 较而言呈现出设备整体运行过程中所占用的空间较小,同时所需要消耗的成本低、消耗的人力低,从侧面增加了所带来的经济效益;另外一点,在整体的GIS组合 电器设备运行过程中不容易受到外界因素的影响,体现了更加安全可靠的性能; 最后一点,GIS组合电器设备相较于传统设备的操作模式和方法较为简单,使整 体的使用运行过程中更加的便利。 三、关于500kVGIS组合电器局部放电 当前在关于500kVGIS组合电器运行过程中仍存在一些问题和弊端,其中最为 重要的便是500kVGIS组合电器运行过程中其自身存在局部放电问题,在一般情况中500kVGIS组合电器局部放电的情况发生会带来较为严重的后果,同时会造成部分变高压侧套管出现击穿的现象,这边是500kVGIS组合电器中套管沿边出现放电情况,造成了内部存在破坏。 总体来讲,500kVGIS组合电器一般在使用情况中,不需要花费大量的时间和 人力物力其进行维护,但是在500kVGIS组合电器运行过程中,如果出现安全事故的发生或者出现设备故障等问题,便会极为麻烦,一旦500kVGIS组合电器发生故障,对其修理的时间以及断电的时间极长,同时会造成带来大量的损失;另外, 由于500kVGIS组合电器较为先进,同时在GIS组合电器中设备的生产、安装、维修、运行等多个环节较为繁琐,还需要相关操作人员拥有较高的知识储备量以及 较强的时间能力[2]。 当500kVGIS组合电器由于老化或者相关人员操作失误会引起局部放电情况的

电气设备局部放电带电检测技术应用分析

电气设备局部放电带电检测技术应用分 析 摘要:本文对电气设备局部放电现象的产生原因和带电检测技术的原理进行 了分析,并基于实例介绍了超声带电检测的具体应用方式,供参考。 关键词:电气设备;局部放电;带电检测;超声 引言:局部放电现象多发生在高压电气设备中,是导致高压电气设备发生绝 缘击穿的重要原因,标志着绝缘劣化已经十分严重。该现象的特点为:只在绝缘 体的局部区域出现放电情况,且没有贯穿施加电压的导体,发生区域较为多变。 为了在电气设备正常运转的过程中检测到局部放电的位置,需使用带电检测技术。 1.带电检测技术的原理分析 所谓“带电检测”,即为针对处于电压运行下的设备,采用专用的仪器设备,由专业的检修人员、按照一定的方式方法,完成对设备的检测[1]。采用此种方式 检测电气设备局部放电区域之前,应该首先明确局部放电的发生原因以及带电检 测的重点检查内容。 1.1局部放电现象出现原因 (1)电气设备的运转过程必然处于电压运行环境之下,随着使用时间的增加,设备的绝缘性能会受到场强的作用,发生均匀性角度缺失,由此导致设备设 备中电解质的均匀性降低、平衡状态被打乱。 (2)制作成电气设备绝缘物质的材料一般由液态、气态两种物质为主,最 终构成一种复合型绝缘材质。基于此种工艺制作而成的绝缘材质本身便拥有较低 均匀性的场强。

(3)一些电气设备的绝缘体由一类组分构成,但在运转的过程中,出现杂质、气泡几乎是不可避免的情况,会导致绝缘物质外表、内部等处出现超过平均 值的场强。 (4)当电气设备的部分区域发生上述情况之后,便会出现放电现象。但在 此时,电气设备其他区域的绝缘功能依然保持完好,不会发生放电、漏电的情况。 综上所述,电气设备的放电现象便是设备整体的绝缘系统并没有被完全击穿,只是局部区域的绝缘功能有所降低。 1.2带电检测技术原理 针对电气设备局部放电现象的带电检测技术一般借由超声检测来完成。主要 原理为: (1)当电气设备出现局部放电现象之后,与设备相关的两种应力——机械 应力、电厂应力原本的平衡状态便会被打破,电路中自然而然地会出现振荡现象。 (2)受机械应力的影响,放电区域(绝缘功能受损区域)周围的介质也会 产生非正常的振动,进而生成一种原本不应存在的声波信号。采用超声检测的过 程便是对此种在机械应力作用下产生的产生声波信号进行“捕捉”,进而确定相 应的位置,找到绝缘性能降低之处。 (3)但上述超声检测方式目前存在一个问题——电气设备出现局部放电现 象便意味着局部区域的绝缘功能受到损害,那么是不是绝缘受损程度越大,周围 介质产生的振动幅度也随之增大,连带着超声捕捉到的声波信号强度也越大。如 果没有弄清此点,则超声检测技术的可靠性、精确程度便会受到怀疑。据江苏联 合职业技术学院南京分院工程电气控制专业讲师卓晓东援引的杜伟《超声波局部 放电带电检测方法的研究现状与发展》(2017)一文中的有关说法,在无需考虑 声音传播速度、空气密度等可能对超声检测结果造成干扰的情况下,声音压力的 平方与声音能量之间呈现正相关关系,即一个参数增大、另一个参数也会随之增大。该结论表明,经由超声检测技术捕获的声波强度越大,表明电气设备局部放

带电检测技术的应用

带电检测技术的应用 1组合电器带电检测技术 1.1SF6气体分解物检测技术SF6气体分解物检测技术是对组合电器内部的SF6气体以及固体绝缘材料分解物的成分进行含量分析,快速判断设备内部的隐患及位置[3]。SF6电气设备分解物的检测方法大多采用电化学法,具有耗气量小、检测灵敏度高、响应速度快、稳定性强、操作简单等优点,在设备检测现场得到广泛使用。在进行分解物检测时,SF6气体从设备取样阀经导气管进入测试仪器、传感器进行检测,经分析处理后将分解物浓度转换成相应的电信号进行判断,从而根据分解物的种类和浓度判断故障类型、查找事故隐患。因此,SF6气体分解物测试是一种有效监测及诊断SF6电气设备的方法[4]。 1.2红外热像检测红外热像技术是通过非接触方式精确地测量目标温度,将不可见的红外辐射转换成电信号并形成可见的图像。通过实践应用发现,红外热像技术对检测敞开式电气设备的电压致热型缺陷和电流致热型缺陷有良好的效果,如图2所示。红外热像技术已成为诊断电气设备热故障的重要手段,但由于组合电器设备的紧凑性、封闭性以及SF6气体传热的特性使得红外测试手段的应用效果不理想。 2带电检测技术应用 2014-02-24,供电公司运行人员在巡视110kV变电站时发现COMPASS设备C相开关有异常声音出现。该开关型号为COMPASS-145/1600-40,2004年6月投运。检修人员对该台设备开展红外热像检测、超声波局部放电检测、SF6气体湿度检测以及分解物检测,并根据检测情况对该台设备进行了跟踪检测。 2.1带电检测数据分析 2.1.1红外热像检测对设备进行红外热像检测时,线路负荷电流为48.6A,环境温度为12℃。经检测,该开关A、B、C三相热点最高温度均为23℃左右,没有明显热点。依照DL/T664—2008《带电设备红外

UHF检测方法在GIS局放带电检测中的应用分析

UHF检测方法在GIS局放带电检测中的应用分析 【摘要】本文主要介绍了GIS内部局部放电的常见类型,并对GIS常见的几种分析方法进行比较,同时重点介绍了特高频检测方法及几种放电类型的典型放电图谱,并介绍如何利用UHF方法进行系统的监测应用。 【关键词】GIS局放;带电检测;UHF;放电类型特征 1.GIS概述 GIS具有空间体积小、占地面积少、不受外界环境影响、运行安全可靠、有利于环境保护、配置灵活和维护简单、检修周期长等优点,而且在技术上的先进性和经济上的优越性,现在已经广泛应用于各个高压输变电系统中。但GIS的内部存在局部放电缺陷时,随着运行时间,缺陷导致老化,直到事故的发生。因此GIS能否正常运行已经影响到整个电力系统的安全和稳定,且因GIS的结构特点和变电站现场的电磁环境经常限制常规局部放电检测试验,造成在现场条件下的GIS局部放电检测和定位难以有效进行。而且目前不断有GIS达到规定的免维护运行年限,如何进行这些设备的维护已是实际面临的迫切问题。 目前针对局部放电的检测方法主要有:光学检测法、化学检测法、声学检测法、耦合电容法等。本文主要介绍目前应用较广泛的UHF检测方法,该技术能够在GIS正常运行和无需拆动GIS任何部件的条件下,检测和定位其内部的局部放电,能够屏蔽变电站环境中的主要电磁干扰,包括空气中电晕放电的干扰,同时通过相关的图谱判断GIS中可能的主要局部放电类型。该技术的应用能够帮助及时发现GIS的绝缘缺陷,避免绝缘故障;能够弥补常规局部放电检测的不足,为GIS局部放电检测和定位提供新的手段;能够帮助实现GIS绝缘状态维修,减少停电时间和节省维修费用,具有重大的经济意义。 2.检测原理介绍 2.1 局部放电概述 局部放电为导体间绝缘仅被部分桥接的电气放电,一般是由于绝缘体内部或绝缘表面局部电场特别集中而引起的。局部放电是一种复杂的物理过程,除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外,还会产生电磁辐射、声音、超声波、光、热、气体以及新的生成物等。从电性方面分析,产生放电时,在放电处有电荷交换、有电磁波辐射、有能量损耗。 局部放电对电气设备绝缘会产生严重的危害,主要表现在由于放电产生的局部发热、带电粒子的撞击、化学活性生成物以及射线等因素对绝缘材料的损害。这种对绝缘的破坏作用是一个缓慢发展的过程,对运行中的高压电气设备是一种隐患。

清华大学GIS局部放电在线检测技术调研报告

《GIS局部放电在线检测技术》调研报告 清华大学电机系

GIS局部放电检测技术 目录 第一章GIS局部放电检测方法 (2) 1.1. 局部放电对GIS绝缘的危害 (2) 1.2 GIS局部放电的检测方法 (3) 1.2.1 局部放电的电脉冲检测 (4) 1.2.2 局部放电的超声检测 (4) 1.2.3 局部放电的特高频检测 (5) 第二章GIS局部放电特高频检测技术 (7) 2.1 特高频检测技术现状 (7) 2.2 特高频法检测系统 (8) 2.2.1 特高频传感器 (8) 2.2.2 特高频信号的采集和分析 (10) 第三章局部放电严重程度判定 (12) 3.1 监测信号的趋势分析 (12) 3.2 局部放电量定性校准 (12) 第四章局部放电模式识别 (14) 4.1 局部放电特征参数 (14) 4.1.1 局部放电统计特征 (14) 4.1.2 威布尔参数 (16) 4.1.3 时频分析特征 (17) 4.1.4 分形特征 (18) 4.1.5 基于移动时间窗的特征提取 (19)

4.1.6 自回归模型参数(AR模型系数) (19) 4.2 局部放电识别方法 (20) 4.2.1 距离分类法 (20) 4.2.2 线性及非线性分类器 (22) 4.2.3 人工神经网络 (23) 4.2.4 模糊概率论识别法[83] (25) 第五章局部放电源定位 (26) 5.1 信号幅值比较法 (26) 5.2 时差定位法 (26) 5.2.1 等时差定位法 (26) 5.2.2 信号初始峰值法 (27) 5.2.3 相关法 (27) 5.2.3 能量累积法 (28) 第六章GIS局部放电检测相关标准 (29) 参考文献 (30)

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