配变环网柜带电检测工作方案Word格式.docx
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指电气设备绝缘系统中部分被击穿的电气放电,这种放电可以
1
/
24
发生在导体(电极)附近,也可以发生在其它位置。
3.2
带电检测
特指在不中断设备正常运行的条件下对设备进行的各种实时检
测。
3.3
红外热像检测
利用红外技术,对电力系统中具有电流、电压致热效应或其它
致热效应的带电设备进行的检测和诊断。
3.4
高频局部放电检测
对频率介于
3MHz-30MHz
的局部放电信号进行采集、分析和判断
的检测。
3.5
超声波信号检测
20kHz-200kHz
的声信号进行采集、分析和判断的检测。
3.6
特高频局部放电检测
300MHz-3000MHz
的局部放电信号进行采集、分析和
判断的检测。
2
3.7
暂态地电压检测
局部放电发生时,在接地的金属表面将产生瞬时地电压,这个地
电压将沿金属的表面向各个方向传播。
通过检测地电压实现对电力
设备局部放电的判别和定位。
3.8
局部放电
50Hz
相关性
指局部放电在一个电源周期内只发生一次放电的几率,几率越
大,50Hz
相关性越强。
3.9
100Hz
指局部放电在一个电源周期内发生
次放电的几率,几率越大,
3.10
符号
dB:
表明局部放电信号的强度的一种形式,采用信号幅值与基准值
的比值的对数来表征,即
20log(信号幅值/基准值),单位为
dB。
mV:
将采集到的局放信号转成电信号,直接采用电压值来表征信
号强度。
dBmV:
用于表征相对于基准值为
mV
dB
量值的表示法,
例如某一信号的实际幅值为
1mV,则其分贝值为
20log(1mV/1mV)
=0
分贝毫伏(dBmV)。
3
四、
检测原理
4.1
红外热像仪的原理
红外热像仪是利用红外探测器、
光学成像物镜和光机扫描系统
(目前先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统)接受被测目标的红外
辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上,在光学系统和红
外探测器之间,有一个光机扫描机构(焦平面热像仪无此机构)对被测
物体的红外热像仪进行扫描,并聚焦在单元或分光探测器上,由探
测器将红外辐射能转换电信号,经放大处理、转换为标准视频信号
通过电视屏或监测器显示红外热像图。
这种热像图与物体表面的分布场相对应;
实际上是被测目标物
体各部分红外辐射的热像分布图由于信号非常弱,与可见光相比缺
少层次和立体感,因此,在实际动作过程中为更有效地判断被测目
标的红外热场,常采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能,如图
像亮度、对比度的控制,实际校正,伪色彩描绘等高线和直方进行
运算、打印等。
简而言之,红外热像仪是通过非接触探测红外热量,并将其转
换生成热图像和温度值,进而显示在显示器上,并可以对温度值进
行计算的一种检测设备。
红外热像仪能够将探测到的热量精确量化,
能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。
红外热像检测分为一般检测和精确检测。
详细资料可参考
4
4.2
高频局放检测原理
高频电流互感器主要用于高压电气设备的局部放电检测,采用
脉冲电流原理。
由于绝大部分高压电气设备,其高低压侧或接地部
分都存在分布电容,高场强区发生放电时,会耦合到接地部分并通
过接地线进入大地。
HFCT
卡在电缆本体或者接地线上,检测其局放
产生的脉冲电流信号,从而获得被检测设备的局部放电信息。
在高压电缆中,导线和金属护套(铠装)屏蔽之间由绝缘材料
隔开形成分布电容,如图
4-1
所示,该电容约为几百
pF,对高频信号
形成通路。
因此,高频的局部放电信号由分布电容对接地引线构成
回路传输。
当内部放电发生的瞬间,会产生一个高频的脉冲电流,
高频脉冲电流通过线芯与金属护套(铠装)之间的分布电容,由高
电位的线芯流到低电位的金属护套(铠装)上,并且通过电缆中间
接头或终端处的接地线进入大地。
因此,在中间接头或终端处的接
地线接上一个高频电流互感器(HFCT),便可将高频脉冲局部放电电
流耦合到
中,通过
与巡检仪之间的测试电缆传入巡检仪
进行信号采集分析。
5
图
电缆检测模型图
4-2
经电缆中间接头接地线安装传感器高频局部放电检测原理
6
4-3
经电缆本体安装传感器的高频局部放电检测原理
4.3
超声局放检测原理
4.3.1
超声波(US)测量原理
电力设备内部产生局部放电信号时,会产生冲击的振动及声音。
超声波法通过在设备腔体外壁上安装超声波传感器或者接收空气当
中的超声信号来测量局部放电信号。
该方法特点是传感器与地理设
备的电气回路无任何联系,不受电气方面的干扰,但在现场使用时
容易受周围环境噪声或设备机械振动的影响。
由于超声信号在电力
设备常用绝缘材料中的衰减较大,超声波检测法的检测范围有限,
但具有定位准确度高的优点。
4.3.2
变压器超声波检测
变压器长时间使用,可能存在内部部件松动,绝缘表面污秽,绝
7
缘内部存在气隙等情况,会引起设备内部出现非贯穿性放电现象。
在放电时会伴随着冲击的振动及声波的产生,局部放电产生的声波
的频谱很宽,可以从几十
Hz
到几
MHz,其中频率低于
20KHz
的信
号能够被人耳听到,而高于这一频率的超声波信号必须用超声波传
感器才能接收到。
通过在设备腔体外壁上安装超声波传感器测量超
声波信号的声压大小,推测放电的强弱。
4-4
US
变压器检测原理
4.3.3
环网柜超声检测
通过接收空气当中的超声信号来测量局部放电信号的声压
大小,可以推测出放电的强弱。
超声波检测过程中,应将超声波传感器沿着开关柜上的缝
隙扫描检测。
开关柜超声法检测部位可参考图
4-5
进行测试。
8
超声波检测位置示意图
4.3.4
柱上变压器超声检测
在测量柱上变压器套管和引线时,由于距离较远,高压电气设
备产生的局部放电,产生的超声信号很微弱,要从远处进行测量可
采用带有聚波器的远程超声巡检仪进行测量,以提高测量的灵敏度
和检测距离。
4-6
试验现场测试原理图
远程超声波巡检仪可以测量变压器套管受潮、污秽、裂纹、引
线处尖端毛刺引起的沿面放电、电晕放电。
9
4.4
暂态地电波检测原理
现场对于环网柜、箱变的进线柜、高压计量柜、出线柜、环网
柜带电巡检方式采用瞬时地电压(TEV)检测方式。
当高压开关柜中
出现局部放电以后,沿放电通道将会有过程极短的脉冲电流产生,
并激发瞬态电磁波。
放电过程的时间比较短,电流脉冲的陡度比较
大,辐射高频电磁波的能力比较强,可以通过金属外壳的开孔向外
传播,这些开孔可以是外壳密封垫圈或者其他绝缘部件周围的间隙。
这些高频电磁波传播到开关柜外面时,会在金属外壳上产生瞬时对
地电压。
瞬时地电压在几个毫伏至几伏的范围内,只有几个纳秒的
上升时间,将专用的
TEV
传感器布置在开关柜外面,采用这种非侵
入方式来检测局放活动。
测量原理如下图所示:
4-7
暂态地电压测试原理图
注:
在应用暂态对地电压检测法时,所检测的开关柜一定要有
可靠接地体。
暂态对地电压法检测部位主要是母排(连接处、穿墙套管,支
10
撑绝缘件等)、断路器,CT、PT、电缆等设备所对应到开关柜柜壁的
位置,这些设备大部分位于开关柜前面板中部及下部,后面板上部、
中部及下部、侧面板的上部、中部及下部。
开关柜暂态对地电压法
检测部位如下图:
4-8
检测部位示意图
其中对于环网柜只能测到前中、前下部位。
4.5
特高频检测原理
电气发生绝缘故障的原因是其内部电场的畸变,往往伴随着局
部放电现象,产生脉冲电流,电流脉冲上升时间及持续时间仅为纳
秒(
nS
)
级,该电流脉冲将激发出高频电磁波,其主要频段为
0.3—
3GHz,该电磁波可以从设备缝隙处、观察窗等处泄露出来,采用特
高频传感器(频段为
0.3—3GHz
)测量绝缘缝隙处的电磁波,然后根据
接收的信号强度来分析局部放电的严重程度。
11
序号
项目
周期
标准
说明
1
红外热像
检测
1)半年或
年
2)投运后
3)必要时
1)
检测变压器本体、油
箱、套管、引线接头
及电缆等,红外热像
2)
图显示应无异常温升、
温差和/或相对温差
3)
1)检测方法和热图
像分析参考
DL/T664;
红外热像图
应存档
2)新设备投运后
周
内完成
3)注意记录当时的负
荷情况
2
超声波局
部放电检
测(远程
非接触式)
1)半年1)或
3)必要2)时
一般检测频率在
20kHz~100kHz
之间的
信号,若有数值显4示,)
可根据显示的
值进
行分析
1)正常:
无典型放电
波形图谱,且数值
≤10dB
5)
2)异常:
具备典型放
电波形图谱,且数值
>10dB
且≤30dB
6)
3)缺陷:
电波形图谱,数值
>30
dB
1)若检测到异常信
号,可利用超高频检
测法、频谱仪和高速
示波器等仪器和手段
进行综合判断
2)新设备投运、大
修后
周内应进行一
次检测
3)异常情况应缩短
检测周期
五、
检测项目、周期和标准
5.1
变压器检测项目、周期和标准
表
柱上变压器检测项目、周期和标准
12
7)
检测欧式箱变本体、
高压室、低压室引线
接头及电缆等,红外
热像图显示应无异8)常
温升、温差和/或相对
温差
9)
测(非接触
式)
1)半年4)或
3)必要5)时
一般检
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