PD208讲稿 GIS局放检测技术.ppt

GIS局放检测技术 PD208型GIS局放检测仪 北京兴泰学成仪器有限公司 基于超声波和特高频两种检测技术的二合一仪器 权威部门意见 国际大电网CIGRE认为 声发射检测方法 又称超声方法 与特高频检测方法均适用于GIS局部放电测量 二者均具有很好的灵敏度 两种检测方法已列入了IEC和CIGRE的标准局放测量方法中 行业标准中的相关论述 行业标准中的相关论述 测量原理 PD208型GIS局放检测仪的测量原理 声发射原理 俗称超声法 电力设备中 当有局放等缺陷发生时 会发射声信号 采集这些声音信号 根据实际应用经验加以分析 可以对SF6电气设备的运行状况做出某种程度的安全评估 特高频原理 UHF 局部放电能产生宽频带的电磁波辐射 在UHF 0 3 3GHZ 频段接收放电所产生的电磁波信号 超声方法测量原理 导体 压力波 传感器 放电源 行波 接收10 100KHz的声信号 能检测的缺陷种类更广泛 不仅限于局放 无损检测 现场被测试设备无需停运 不需要其他辅助设备和设施 缺陷定位最方便 最精准 抗干扰性能好于特高频 特高频方法测量原理 特高频原理示意 超声信号与电测信号非常接近 超声法与电测法的对比 电测法作为试验室局放测量的常规方法 有着高灵敏度和局放量量度准确的优点 通过与电测法对比可见超声法也具有很高的灵敏度 超声法与特高频法的比较 超声法能检测的缺陷种类比特高频广泛 GIS内部的缺陷不仅限于局放 特高频法是接收电磁波信号 因此它只能检测局放缺陷 超声法不仅能检测局放缺陷 还能检测异物和机械类等不伴随局放或者放电信号非常微弱 不居于主要地位的缺陷 对于特高频传感器 提高灵敏度和增强抗干扰能力是一对矛盾 因此 必须牺牲一定的灵敏度来提高抗干扰能力 对于毛刺和尖端型放电 超声要比特高频灵敏 而对于盆式绝缘子表面或内部的放电 特高频要比超声灵敏 超声的现场抗干扰能力强于特高频 现场对超声测量造成干扰的主要是附近的马达 电机等高频声响 特高频的干扰源有雷达 无线通讯 架空线路放电 防爆灯等等 目前超声法与特高频法所测信号强度与局放量之间对应关系都不够明确 GIS内部典型缺陷 1 由于安装 维修时不注意 在壳体内留有导电微粒及其他杂物 2 电极表面有损伤 毛刺 刮伤 或安装 维修不善而出现台阶等 3 导电或接地部分接触不良 4 支撑绝缘子内部有气泡或劣化 5 部件松动 6 气压下降或含水量增多等 GIS中的颗粒类缺陷分析 颗粒在电场力与重力的作用下 上下跳动 颗粒每碰撞设备一次 就发射一个宽带瞬态声脉冲 它在壳体内来回传播 来自这种颗粒的声信号一般是颗粒端部的局放和颗粒碰撞壳体的混合信号 颗粒类缺陷信号特点 信号峰值与有效值示数大 信号幅值波动范围较大 峰值系数大 峰值与有效值之比 原始波形中信号脉冲的上升沿与下降沿较陡 与工频及2倍工频弱相关 超声信号特点 特高频信号特点 对于颗粒类缺陷 多数时候不伴随放电 有伴随放电的情况的 放电量也比较小 特高频方法难于检测 颗粒类缺陷危险评估 体积越大 越细长的颗粒越危险 波峰间距 飞行时间 跳跃高度 颗粒的存在明显影响工频耐压水平 对冲击电压水平影响较小 颗粒运动到盆式绝缘子 破坏绝缘子表面易引发闪络 悬浮屏蔽类缺陷 机械的屏蔽松动可以引起悬浮电位 相当于增加了一层电容耦合 近电极的悬浮屏蔽会使屏蔽与电极之间的放电增加 此类缺陷一般信号水平较高 危害较大 悬浮屏蔽类缺陷 局放 信号特点 信号峰值与有效值示数较高 信号幅值波动范围较小 信号水平较稳定 峰值系数较小 峰值与有效值之比 频率成分1和2均有示数 但频率成分2示数更高 原始波形中信号脉冲的上升沿与下降沿较缓 各波峰具有一定的规律性 超声信号特点 特高频信号特点 本类缺陷信号较强 会有比较明显的陡度很大的脉冲过来 依据具体导致放电原因的不同 波形和相位特征会有所差别 毛刺类故障 毛刺的存在使局部场强增加 主要表现为电晕放电 由于电晕球的保护作用 工频耐压水平不受影响 但是冲击电压水平会大幅下降 气压和毛刺的尖锐程度对放电有影响 毛刺大于1 2mm就认为是有害的 毛刺类缺陷 电晕 信号特点 信号强度不高 峰值系数 峰值与有效值之比 较小 与工频及2倍工频均相关 与工频相关性更强 信号的频带较窄 一般小于80KHz 原始波形界面中各脉冲周期性较强 超声信号特点 特高频信号特点 依据放电能量大小 一般也能接收到信号 灵敏度比超声差 脉冲陡度比较缓 PD208仪器介绍 超声法 特高频原理 符合IEC和CIGRE标准 高灵敏度 可达1pc 超声定位准确度可达10cm 特高频可达1m 独有的原始波形界面使缺陷查找更直观 查找概率大大提高 真彩触摸液晶屏 最小最轻 仅2kg 前面板 液晶触摸显示屏 超声传感探头或特高频传感器接入端 耳机插口 电源开关 PD208仪器介绍 PD208仪器介绍 后面板 RS232串口 与电脑通讯 充电端口 3针 同步端口 4针 同步选择开关 CT和市电 BNC端口 外接放大器 铭牌 PD208仪器介绍 超声传感器 声发射传感器 默认接收频段10KHz 100KHz 谐振频率32KHz 高灵敏度 美国原装 稳定可靠 特高频传感器 接收频段0 3 3GHZ高灵敏度 灵敏度与信号衰减 a图为一个300KVGIS中放电量与声信号的对应关系 b图为信号随传播距离的衰减关系 PD208的基本功能 PD208提供三种测量方式 连续测量 信号的峰值 有效值 与工频的相关性 与2倍工频的相关性 原始波形 连续几个工频周期内的信号脉冲图谱 相位模式 放电幅值与相位的关系 注 接特高频传感器时仅应用原始波形界面 参数整定 数据存储与通讯 PD208的测量方式 连续测量 本界面测量四项数据 有效值和周期峰值 衡量信号强弱 峰值与有效值的比值以及其波动范围可参考来进行故障类型识别 频率成分1 衡量信号与工频的相关性强弱 频率成分2 衡量信号与2倍工频的相关性强弱 PD208的测量方式 原始波形 本界面可观测1 12个工频周期内的信号图谱 根据有无异常脉冲判断有无故障 根据脉冲特征进行类型识别和严重程度分析 PD208的测量方式 相位模式 根据连续测量和原始波形提供的数据确认有局放或电晕类故障后 可使用本界面具体观察放电发生的相位位置 注 使用本界面需先同步现场电源 几类典型缺陷的超声特征 测量点的选择及测量周期 两个法兰之间至少1个点 超过1 5m的气室应增加1个测量点 某些直径特别大的气室应沿圆周增加测量点 测量点一般选择气室的中下部 特高频测量点 法兰盘之间的盆式绝缘子处 要求无金属包边 某些有 开窗 的GIS新投运的GIS应进行一次测量 以后每1 2年进行一次测量 有异常但不严重的应缩短测量周期 做好数据保存以方便比对 数值有增大趋势的应尽快解体处理 超声测量点 缺陷点定位 信号越强越接近故障点 沿壳体360度 观察信号是在特定区域强还是360度一样 一样则说明故障源在中央 声信号在SF6气体中传播时 高频部分比低频衰减更快 据此调整仪器接收频段 根据信号强度的变化情况可判断故障点是在壳体附近还是中心区域 超声法定位 特高频法定位 脉冲时差定位 脉冲到达各个传感器的时间差X电磁波的传播速度 即光速 定位是特高频抗干扰的最重要的手段 测量注意事项 确保传感器与设备接触良好 超声传感器与外壳间的气泡或微小间隙对信号接收影响很大 合理使用耦合剂 测量过程中其他人员不要碰触正在测量的气室 打手机会对特高频信号形成干扰 实际缺陷图谱分析 正常气室的连续测量和原始波形界面