特高频与超声波局放检测技术-王辉0920课程方案.ppt

山东电力科学研究院 王辉 2014年9月 济南 ;主要内容;一、GIS局部放电检测概述;主要内容;开展GIS局部放电检测的意义;局部放电的基本概念;GIS设备局部放电的起因;悬浮放电;自由金属颗粒放电;绝缘内部气隙放电;尖端放电;GIS绝缘击穿的主要表现形式;GIS局部放电检测技术;特高频(UHF)及超声波(AE)法的比较;二、超声波局部放电检测技术;主要内容; 局部放电，伴随有爆裂状的声发射，产生超声波，且很快向四周介质传播。通过安装在电力设备外壁上的超声波传感器，将超声波信号转换为电信号，就能对设备的局部放电水平进行测量。;声信号传输特点;1、超声波信号在SF6中衰减大，26dB/m(空气或油中20倍)且与频率的平方成正比，检测范围小； 2、超声波在SF6中传播速度很慢，约140m/s(约为空气1/2，油中1/10)； 3、对固体绝缘内部缺陷十分不灵敏； 4、定位简单，仅仅依靠幅值法即可简单定位； 5、分为接触式和非接触式，接触式适合检测GIS、电缆终端，非接触式超声检测设备，须带有集波器，和激光定位装置，适合检测开关柜，以及瓷瓶表面裂纹;二、超声波局部放电检测仪器;传感器灵敏度范围：20kHz～100kHz； 测试仪应使用方便，测量快速，对GIS的绝大多数缺陷具有较高的灵敏度； 带有同步装置，能与变频试验设备连接，以实际电源周期为参考相位； 检测信号应包括信号幅值、相位特性，具有连续模式、脉冲模式及相位模式等谱图； 可以进行缺陷种类识别。 可利用脉冲模式进行颗粒危险性评估。 配置测试线长度不应小于3米（通常要带前置放大器），以满足高处检测的要求 抗干扰：在户外GIS应用中，电晕无影响 ;1、超声波局放检测仪基本要求;声发射传感器：将局部放电激发的超声波信号转换成电信号 局放检测仪主机：用于局部放电电信号的采集、分析、诊断及显示。 前置放大器：当被测设备与检测仪之间距离较远（大于3m）时，为防止信号衰减，需在靠近传感器的位置安装前置放大器。 特制绝缘棒：检测部位比较危险时，如电缆终端，可以使用特制绝缘棒作为声传到介质，进行检测。;2、典型仪器的组成;1）时域波形谱图（原始谱图）：时域波形检测模式用于对被测信号的原始波形进行诊断分析，以便直观的观察被测信号是否存在异常。;2） 连续检测模式是局部放电超声波检测法应用最为广泛的一种检测模式。该模式主要用于快速获取被测设备信号特征，具有显示直观、响应速度快的特点。 连续检测模式可显示被测信号在一个工频周期内的有效值、周期峰值，以及被测信号与50Hz、100Hz的频率相关性（即50Hz频率成分、100Hz频率成分）。通过不同参数值的大小组合可快速判断被测设备是否存在异常局部放电以及可能的放电类型。;3）相位检测模式（PRPD谱图），需要进行相位同步。 由于局部放电信号的产生与工频电场具有相关性，因此可以将工频电压作为参考量，通过观察被测信号的发生相位是否具有聚集效应来判断被测信号是否因设备内部放电引起。 当连续检测模式中频率成分1或频率成分2较大时，可进入相位检测模式。该模式主要用于进一步确认异常信号发生的具体相位，以便判断异常信号是否与工频电压存在相关性，进而判断异常信号是否为放电信号，以及潜在的放电类型。;同步信号的接取;4）脉冲检测模式（飞行模式）;4）脉冲检测模式（飞行模式）;5)特征指数检测模式：特征图谱表征超声波信号发生的时间间隔,其横坐标为时间间隔，纵坐标为信号发生次数。如果超声波信号发生的间隔在10ms（如悬浮缺陷）,那么在整数1的位置出现波峰；如果超声波信号发生的间隔在20ms（如电晕缺陷），那么在整数2的位置出现波峰。;三、超声波局部放电检测方法及注意事项;1、检测条件要求;2、检测周期;3、安全注意事项; 在开展局部放电超声波检测的过程中，应按照所使用的仪器操作说明，连接好仪器主机、传感器等各部件。当传感器与检测仪器之间的距离较远（大于3米）时，还应接入前置放大器。需要使用外接电源供电时，主机必须接地;GIS超声波局放测试点选择主要有： 盆式绝缘子两侧。特别是水平布置的盆式绝缘子。 测量点选择在隔室侧下方，如存在异常信号，则应在该隔室进行多点检测，查找信号最大点。 在断路器断口处、隔离刀闸、接地刀闸、电流互感器、电压互感器、避雷器、导体连接部件等处均应设置测试点。; 局部放电超声波检测位置示意图;传感器固定方式： 1、手持法：适合巡检时使用，测试快速，有轻微抖动，需要掌握一定技巧 2、绑扎法：使用绑扎带将传感器固定到GIS壳体上，适合精确检测及长时间检测 3、用磁吸做固定：因GIS罐体多数为铝合金材料，使用条件极为有限。; 绑扎带固定超声波探头示意图;放置传感器前，还要在传感器表面均匀涂抹一层耦合剂，耦合剂作用两