在高壓電力系統(tǒng)中,高壓設(shè)備的絕緣性能對(duì)于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著決定性作用。局部放電現(xiàn)象是絕緣劣化的重要表征,它可能在
絕緣內(nèi)部的氣隙、雜質(zhì)或電場集中處產(chǎn)生。手持局部放電測試儀作為一種便捷、高效的檢測工具,在高壓設(shè)備的絕緣狀態(tài)監(jiān)測與故障
診斷中具有廣泛的應(yīng)用前景。本文將詳細(xì)介紹手持局部放電測試儀在高壓設(shè)備檢測中的應(yīng)用原理、測試方法、標(biāo)準(zhǔn)要求以及實(shí)際案例
分析等內(nèi)容,旨在為電力行業(yè)專業(yè)人士提供全面深入的技術(shù)參考。
一、手持局部放電測試儀的工作原理
手持局部放電測試儀主要基于電氣檢測法來監(jiān)測局部放電信號(hào)。其原理是通過在高壓設(shè)備的接地端或耦合電容上采集局部放電產(chǎn)生的
脈沖電流信號(hào)或脈沖電壓信號(hào),然后利用內(nèi)置的高靈敏度傳感器將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換為可測量的電信號(hào)。測試儀內(nèi)部的信號(hào)處理單元對(duì)采
集到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、數(shù)字化等處理,提取出局部放電的特征參數(shù),如放電量、放電相位、放電次數(shù)等。最后,通過顯示屏將
這些參數(shù)直觀地呈現(xiàn)給檢測人員,并可將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以便后續(xù)分析。
二、測試方法與步驟
(一)測試前準(zhǔn)備
1、檢查測試儀外觀是否完好,各部件連接是否牢固,電池電量是否充足。
2、根據(jù)被測高壓設(shè)備的類型和電壓等級(jí),選擇合適的傳感器和耦合方式。例如,對(duì)于變壓器檢測,可采用電容式傳感器耦合到套管
末屏或中性點(diǎn);對(duì)于開關(guān)柜檢測,可使用特高頻傳感器檢測內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的特高頻信號(hào)。
3、對(duì)測試環(huán)境進(jìn)行評(píng)估,盡量避免強(qiáng)電磁干擾源,如大型電機(jī)、電焊機(jī)等。若無法避免,應(yīng)采取屏蔽措施或記錄干擾源情況以便在
數(shù)據(jù)分析時(shí)進(jìn)行區(qū)分。
(二)傳感器安裝與連接
1、將選定的傳感器按照正確的安裝方式固定在被測高壓設(shè)備的相應(yīng)部位。確保傳感器與設(shè)備表面接觸良好,以獲得準(zhǔn)確的信號(hào)采
集。例如,在安裝電容式傳感器時(shí),要注意其接地引線的連接可靠性,防止引入額外干擾。
2、將傳感器與手持局部放電測試儀通過專用的信號(hào)傳輸線連接,檢查連接是否穩(wěn)固,無松動(dòng)、虛接現(xiàn)象。
(三)參數(shù)設(shè)置
1、根據(jù)高壓設(shè)備的額定電壓、絕緣類型等參數(shù),設(shè)置測試儀的測量范圍、采樣頻率、觸發(fā)閾值等參數(shù)。例如,對(duì)于 110kV 油紙絕緣
變壓器,測量范圍可設(shè)置為 10pC - 10000pC,采樣頻率設(shè)置為 10MHz - 20MHz,觸發(fā)閾值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定在 5pC - 10pC 之間,
以確保能夠有效捕捉局部放電信號(hào)且排除噪聲干擾。
2、設(shè)置測試時(shí)間,一般情況下,對(duì)于常規(guī)巡檢,測試時(shí)間可設(shè)置為 30 秒 - 1 分鐘;對(duì)于重點(diǎn)監(jiān)測或疑似故障設(shè)備,測試時(shí)間可延長
至 5 分鐘 - 10 分鐘,以便更全面地獲取局部放電信息。
(四)數(shù)據(jù)采集與記錄
1、啟動(dòng)手持局部放電測試儀開始數(shù)據(jù)采集。在采集過程中,密切觀察顯示屏上顯示的局部放電參數(shù),如放電量、放電相位分布等。
若發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)或信號(hào)波動(dòng)較大,應(yīng)檢查測試環(huán)境、傳感器連接等是否存在問題,并可適當(dāng)調(diào)整參數(shù)后重新采集。
2、同時(shí),記錄測試時(shí)的環(huán)境溫度、濕度、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息,這些數(shù)據(jù)對(duì)于后續(xù)分析局部放電與環(huán)境及設(shè)備工況的關(guān)系具有重要
意義。
(五)數(shù)據(jù)分析與判斷
1、采集完成后,利用測試儀內(nèi)置的數(shù)據(jù)分析軟件或?qū)?shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步分析。分析內(nèi)容包括放電量的大小及變化趨勢、
放電相位分布特征、放電次數(shù)隨時(shí)間的分布等。例如,若放電量持續(xù)增大且相位分布集中在某一特定區(qū)間,可能預(yù)示著設(shè)備內(nèi)部存在
局部缺陷且有進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。
2、將分析結(jié)果與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,判斷高壓設(shè)備的絕緣狀態(tài)。若局部放電參數(shù)超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值或與歷史數(shù)據(jù)相比有明
顯惡化,則需對(duì)設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步檢查或安排停電檢修。
三、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)要求
(一)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)
1、《電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場測量導(dǎo)則》(DL/T 417 - 2006)對(duì)高壓設(shè)備局部放電測試的方法、儀器要求、測試程序以及結(jié)果判斷
等方面做出了詳細(xì)規(guī)定,是手持局部放電測試儀在高壓設(shè)備檢測中的重要參考標(biāo)準(zhǔn)。
2、不同類型高壓設(shè)備的制造廠家也會(huì)提供設(shè)備的局部放電出廠試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及運(yùn)行中允許的局部放電限值,如變壓器、開關(guān)柜、電纜等
都有各自的行業(yè)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
(二)數(shù)據(jù)要求
1、對(duì)于 110kV 及以上電壓等級(jí)的油紙絕緣變壓器,在運(yùn)行中其局部放電量一般不應(yīng)超過 500pC;對(duì)于 35kV - 110kV 的變壓器,
局部放電量一般不應(yīng)超過 300pC。且放電量的穩(wěn)定性也是重要指標(biāo),若在連續(xù)監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)放電量有明顯增長趨勢,即使未超過限
值,也需引起重視。
2、對(duì)于高壓開關(guān)柜,根據(jù)其內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)和電壓等級(jí),局部放電量的限值一般在 10pC - 100pC 之間。例如,對(duì)于 12kV 開關(guān)柜,
正常運(yùn)行時(shí)局部放電量通常應(yīng)小于 50pC,當(dāng)局部放電量超過 100pC 時(shí),可能存在絕緣隱患,需進(jìn)一步排查。
3、高壓電纜的局部放電測試標(biāo)準(zhǔn)則與電纜的電壓等級(jí)、絕緣材料等有關(guān)。一般來說,交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在額定電壓下的局部放電
量應(yīng)不超過 10pC。
四、實(shí)際案例分析
(一)案例一:變壓器局部放電檢測
某 110kV 變電站的主變壓器在運(yùn)行過程中,通過手持局部放電測試儀進(jìn)行定期巡檢。測試時(shí)發(fā)現(xiàn),變壓器的局部放電量達(dá)到了
800pC,遠(yuǎn)超正常運(yùn)行限值。進(jìn)一步分析放電相位分布,發(fā)現(xiàn)其主要集中在正半周的特定區(qū)間,且放電次數(shù)較為頻繁。通過對(duì)變壓器
的油色譜分析,發(fā)現(xiàn)油中氫氣和乙炔含量略有升高。綜合判斷,變壓器內(nèi)部可能存在絕緣局部受損,有放電點(diǎn)產(chǎn)生。經(jīng)停電檢修,發(fā)
現(xiàn)變壓器繞組的絕緣層有一處因長期受潮而出現(xiàn)輕微破損,導(dǎo)致局部放電現(xiàn)象。經(jīng)過修復(fù)處理后,再次使用手持局部放電測試儀檢
測,局部放電量恢復(fù)至正常范圍。
(二)案例二:開關(guān)柜局部放電檢測
在對(duì)某工廠的 10kV 開關(guān)柜進(jìn)行檢測時(shí),手持局部放電測試儀檢測到開關(guān)柜內(nèi)局部放電量達(dá)到 150pC,且特高頻信號(hào)強(qiáng)度較高。通
過對(duì)開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的檢查,發(fā)現(xiàn)母線連接部位的絕緣支撐件表面有臟污和輕微的放電痕跡。清理臟污并對(duì)絕緣支撐件進(jìn)行處理后,
重新測試,局部放電量降至 20pC 以下,恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。這表明手持局部放電測試儀能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜的絕緣薄弱環(huán)節(jié),避免
故障的進(jìn)一步發(fā)展。
手持局部放電測試儀在高壓設(shè)備檢測中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過準(zhǔn)確的測試方法、合理的參數(shù)設(shè)置以及嚴(yán)格的數(shù)據(jù)對(duì)比分析,可以
有效地監(jiān)測高壓設(shè)備的絕緣狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)局部放電故障隱患,為高壓設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。在實(shí)際應(yīng)用中,檢測人員
應(yīng)熟練掌握測試儀的操作技能,深入了解相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)要求,并結(jié)合實(shí)際案例積累經(jīng)驗(yàn),不斷提高高壓設(shè)備局部放電檢測的準(zhǔn)確性
和可靠性,從而提升整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)維水平。