电气设备局部放电在线监测系统
2016.5.12 质子弈格防范未然
一、高压开关设备局部放电在线检测：
由于GIS 的占地面积与空间体积小、安装方便、运行可靠、维护方便、检修周期长等特点已在电力用户普遍得到应用，但GIS 是全封闭组合电力设备，一旦出现事故，造成的后果比分离式敞开设备严重得多，故障修复时间也较长，而针对GIS 的检测手段又相对较少，目前在电力公司和发电企业多采用在线检测局部放电的方法来测量GIS 运行中的绝缘状态，及时发现各种可能的异常或故障预兆，及时对其进行处理。
二、GIS 内部发生局部放电的原因：
1.断路器、接地刀闸或隔离开关等导体接触不良：可引发设备局部放电；
2.固体绝缘材料内部缺陷：如残存于盆式绝缘子内部或与导体交界处的气隙；
3.设备内残留的自由导电微粒：如残留金属碎屑或金属颗粒；
4.导体表面突出物，如毛刺、尖角等：此类缺陷易发生电晕放电；
5.在导体的屏蔽层上由于各种原因：形成悬浮电极放电。
三、检测方法：
而GIS 的局部放电在线检测则通常结合超高频(UHF)、脉冲电流、超声检测等检测方法进行综合监测。
四、检测原理：
超高频电磁波局部放电检测原理：当GIS 或电缆内部发生局部放电时，由于外部绝缘保护层绝缘强度高，局部放电脉冲的上升沿很陡，脉冲宽度多为纳秒级，能激励起1GHz 以上的超高频电磁信号。超高频电磁波（UHF）技术通过在GIS 盆式绝缘子法兰连接处或电缆外保护层上安装UHF 检测超高频电流信号实现局部放电检测，再通过数据采集卡进行数据处理和储存，再使用后台数据分析软件内PD Plot、N_q Plot、Weibull、Dvdt Plot 数据分析功能和多种消除噪音功能对检测到的数据进行分析和处理，便可得出电气设备内是否存在局部放电现象，以及局部放电的类型。
GIS 设备局部放电图谱分析
五、关于局部放电测试仪常见的几个问题：
1.局放测试仪分类：
1)便携式局部放电检测仪，也叫巡检仪。每台设备或者每个点检测不超过
24小时。
2)移动式局部放电检测仪，每个点监测时间在1到2个月以内。
3)在线式局部放电检测仪，长期一直监测。
2.高压变压器能不能用局放巡检仪来测试？
答：可以的，用的最多就是变压器，最高可以测试75kv高压变压器。
3.变压器、开关柜、电动机、电缆等能不能共用一台主机单元？
答：不可以。变压器、电动机、电缆３种可以共用一台，开关柜必须单独分开。
1.UltraTEV Plus2以做什么? UltraTEV Plus2是一台多功能的手持式仪器，可以非常简便的检测，甄别多种类型电力设备中的局部放电。 UltraTEV Plus2内建有 TEV 和超声波传感器及多种外接附件，可以用来检测开关柜、电缆和架空线的潜在破坏性局部放电活动。 UltraTEV Plus2在一台手持仪器中，包含了三种不同又相互补充的传感器。定期的使用 UltraTEV Plus2检查运行中的设备，可以有效故障风险并及时进行维护避免故障。 UltraTEV Plus2内置的算法和分析能力，能提供非常直接的分析能力，能够分析所检测到的数据，支撑所做的判断和告知客户的结论。绝不是简单告诉用户检测数据的含义和检修方向。 UltraTEV Plus2可以记录测量数据。内置的存储器可以保存历史数据，以便不在现场时查看。记录这些测试数据，可以绘制设备的趋势图。
配置表 X (T-Loc II)X (T-Loc IV)X (T-Loc II)X (T-Loc IV)备件和附件
非侵入式局部放电检测 什么是局部放电？ 局部放电是不同电极之间尚未完全贯穿的轻微放电。这些放电的强度通常非常微小，但是它们会加速绝缘老化，并最终导致故障。 非侵入式局部放电检测提供了一种检测这些导致绝缘失效的潜在缺陷。如果对这些问题放任不管，不仅可能导致供电中断，和变电站故障，并有可能引起工作人员的严重伤害。 如何检测局部放电? 局部放电会通过不同的方式放出能量，并产生一系列的产物，这使得局部放放点可以被检测：电磁： ?射频电磁波 ?光 ?热 声学： ?声波 ?超声波 气体： ?臭氧 ?氮的氧化物 非侵入式检测最有效的技术是基于检测电磁频谱中的无线电射频率部分以及超声波信号。UltraTEV Plus2 是专门开发的易操作的用于检测电磁波及超声波活动的仪器。 局部放电活动产生的空气传播的超声波 局部放电活动中的声波辐射出现在整个声谱范围中。仅依靠分辨声音（非超声波）是可行的，但是要取决于个人的听觉能力。使用仪器来检测声谱中的超声波，这种做法具有几个优点。仪器比人耳更敏感，与使用者无关，且工作在声频以上的频率，又具有更强的方向性。
GIS局部放电在线监测系统 技术方案 GIS综合在线监测系统 一、产品简介 GIS综合在线监测系统应用于GIS设备得局部放电与SF6气体温度、压力、密度及微水得在线监测及智能化诊断。系统采用超高频(UHF 100MH2000MH)传感器，能够在GIS运行得条件下，监测其内部局部放电并进行定位，及时发现绝缘缺陷，广泛应用于电力、冶金等系统得110kV及以上电压等级得GIS设备得在线监测。 、系统配置及技术参数 2、1外置式超高频传感器 安装条件：设备无需停电 检测带宽：100MH2000MH 灵敏度：v 5pC 匹配阻抗：50 Q 外壳屏蔽：＞10dB
防护等级：IP65 2、2 超高频噪音传感器安装条件：设备无需停电监测带宽：300MH z-3000MH z 匹配阻抗：50 Q 防护等级：IP65 2、3 现场监测单元数据处理单元采用高性能得同轴电缆与超高频传感器（包括噪音传感器）连接，通过滤波、混频放大、高速采样及小波阈值滤波等抗干扰技术，提取有效得内部局方信号，通过算法处理后上传到中央处理单元。 2、5 主处理单元中央处理单元汇总数据处理器得信号，组建故障模式数据库，采用指纹识别、双神经网络引擎，对GIS 局部放电故障类型进行诊断与放电源定位，同时提取各个SF6综合检测传感器得数据，综合反映出所监测GIS设备得运行状况。 服务器：用户可选择通讯单元：TCP/IP 或可根据情况增加稳压电源：AC100-240V功率最大94% 测量模式：通道不限，实时模式、事件模式，趋势图表（小时、每日、每月、年等）PD信号得相位、幅值pC放电次数、平均放电次数、放电累计等 专家分析：36种高低频组合滤波高压同步信号噪音抑制硬件与软件噪音抑制 高级自适应神经网络超级数据库自动识别局放类型，消除各种噪 音干扰自动产生局放事件数据 2D/3D 地图绘制，主接线/ 立体图
网络教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目：电气设备在线监测与故障诊断 学习中心： 层次：专科起点本科 专业： 年级：年春/秋季 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：年月日
内容摘要 文中分析了电气设备的在线监测和故障诊断，论述了高压断路器、变压器、金属氧化物避雷器、电容型设备在线监测技术，探讨了电气设备在线监测的意义与维修意义，在线监测技术是在被测设备处于运行的条件下，对电气设备的状况进行连续或定时的监测，电气设备的故障诊断的方法，探讨了电气设备的状态监测和故障诊断技术的发展概况和电气设备的在线监测的发出趋势和存在的不足。 关键词：电气设备；在线监测；故障诊断；发展趋势；技术不足
目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 1 绪论 . (1) 1.1 课题的背景及意义 (1) 1.2 国内外研究和发展动态 (1) 1.2.1 在线监测与故障诊断技术发展概况 (1) 1.2.2 在线监测与故障诊断技术发展方向 (2) 1.3 本文的主要内容 (2) 2 电气设备的在线监测 (4) 2.1 概述 (4) 2.2 高压断路器的在线监测 (4) 2.3 变压器的在线监测 (4) 2.4 金属氧化物避雷器的在线监测 (5) 2.5 电容型设备的在线监测 (5) 3 电气设备的故障诊断 (6) 3.1 系统的基本框架 (6) 3.2 故障诊断方法 (6) 3.3 远程故障诊断系统 (7) 4 在线监测和故障诊断技术存在的问题 (8) 4.1 在线监测装置的稳定性 (8) 4.2 在线监测与诊断系统的标准化 (8) 4.3 电气设备剩余寿命预测技术 (9) 5 结论 (10) 参考文献 (11) 附录 (12)
系统功能 ●能检测放电量、放电相位、放电次数等基本局部放电参数， 并可按照客户要求，提供有关参数的统计量。 ●最小测量放电量：5mV；表贴电极传感器的频率范围： 800kHz～500MHz；电感传感器的频率范围为500kHz～20MHz；放电脉冲分辨率：10μs。 ●能显示工频周期放电图、二维（Q-φ,N-φ,N-Q)及三维 （N-Q-φ)放电谱图。 ●可记录测量相序、放电量、放电相位、测量时间等相关参 数，可提供放电趋势图并具有预警和报警功能，可对数据库进行查询、删除、备份及打印报表等。 ●系统能够识别常见现场放电信号类型：如电晕放电、被测 电缆外部的放电、内部的放电。 ●系统应有录波功能，保存原始测试数据，及回放测试状态 时原始数据，三相电缆交叉互联下可进行放电源判相，以便离线后能清楚分析原始数据。 系统特点 ●抗干扰能力强，系统采用宽频带检测技术，应用双传感器 定向耦合脉冲信号并利用宽频差动电流脉冲时延鉴别法进行在线的干扰抑制，以剔除最难消除的随机脉冲型干扰
（发明专利）；再加上设置阀值电压、小波分析等其他综合抗干扰措施，使测量结果准确可靠。 ●采用虚拟仪器技术，将硬件模块与计算机结合，利用 LabVIEW编写软件，通过界面操作，实现各种功能，并便于进一步开拓。 ●电缆接头在线检测系统分布式结构，即电缆接头局放信号 通过分布在各个监测点的高速采集模块对信号进行选通、放大、采集，转换成数字信号，经过局域网TCP/IP通信协议，把数据传送到数据服务器，由数据服务器统一对信号进行计算、分析操作。 ●本监测方法可根据用户要求应用于在线监测或便携式带 电检测。 软件界面
开关柜局部放电在线监测系统 技 术 资 料 福州亿森电力设备有限公司
开关柜局部放电在线监测系统简介 前言： 高压开关柜是使用极广且数量最多的开关设备。由于在设计、制造、安装和运行维护等方面存在着不同程度的问题，因而事故率比较高，在诸多性质的开关柜事故中，绝缘事故多发生于10千伏及以上电压等级，造成的后果也很严重。特别是小车式开关柜，绝缘事故率更高，而且往往一台出现事故，殃及邻柜的现象更为突出。因此，迫切需要对开关柜实行状态检修，对设备运行状况进行实时在线监测，根据设备的运行状态和绝缘的劣化程度，确定检修时间和措施，减少停电时间和事故的发生，提高电力系统运行的安全可靠性及自动化程度。 高压开关柜的绝缘故障主要表现为外绝缘对地闪络击穿，内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，CT闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。
各类绝缘缺陷发展到最终击穿，酿成事故之前，往往先经过局部放电阶段，局部放电的强弱能够及时反映绝缘状态，因此通过在线监测局部放电来判断绝缘状态是实现开关柜绝缘在线监测和诊断的有效手段。 本系统采用声电联合检测方法，即通过同时检测局部放电产生的暂态对低电压（TEV，国内俗称地电波）和超声波信号实现对开关柜绝缘状态的监测。 一、局放产生 局部放电，是绝缘介质中的一种电气放电，这种放电仅限制在被测介质中一部分且只使导体间的绝缘局部桥接，这种放电可能发生或可能不发生于导体的邻近。电力设备绝缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的问题。虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此，对电力设备进行局部放电测试是电力设备制造和运行中的一项重要预防性试验。 基于对发生局部放电时产生的各种电、光、声、热等现
局部放电检测仪（mini TEV）判定导则 一、基本原理 电气设备在发生局部放电的过程中，将产生电磁波，电磁波首先传到金属外壳的内表面，然后从金属箱体的内表面通过箱体的连接处或绝缘衬垫等处传播出去，同时产生一个暂态对地电压（TEV）信号，通过设备的金属箱体外表面而传到地下去（如下图所示）。 图一原理图 这种(TEV)信号的大小与局部放电的激烈程度及放电点的远近有直接关系。可以利用专门的耦合探测器进行检测。这样相应地产生了一门在外部检测不同型号、不同电压等级的设备绝缘状况的先进技术。为了简单明了，我们用相对的读数（dB），来描述局部放电活动程度。通过检测局部放电产生的（TEV）信号，不仅可以对运行中的开关柜内的设备局部放电状况进行定量测试，又可通过同一放电源到不同位置的时间差异来对局部放电源进行定位，同时还可以对现场的开关设备的局部放电状况进行在线监测。 二、判断方法 （1）比较法
由于测量局部放电产生的暂态对地电压（TEV）信号是一种相对的测量方法，在刚开始使用此系列仪器时需对所有的待试设备做一次普测，建立相应的数据库，供设备今后的分析比较用，对某一设备的测试结果可以通过横向比较和纵向比较两种方法。 ●横向比较 所谓横向比较就是对同类设备的测试结果进行比较，当同类型的某一设备个体的测试结果比其它同类设备的测试果均大时，就可以此设备存在缺陷的可能性，表一为某组10kV XLPE测试结果： 表一 从表一可以得出电缆头6的测试结果远远地大于其它同类电缆头的测试结果,根据此测量结果，可以得出在电缆头6上发现了放电现象,需采取相应的措施。 ●纵向比较 所谓纵向比较，就是对同一设备不同时间的测试结果进行分析，从而比较分析得出设备的运行状况，表二是某10kV电流互感器所对应隔室的在不同时间内的测试结果： 表二 从以上测试结果可以得出，此电流互感器的放电强度逐渐加强，到第十个月，放电强度己达到50dB，需对此电流互感器采取相应的措施。 （2）绘制曲线法 因现场干扰在所有设备上作用的一致性，我们也可以通过快速地对开关室内的所有开关柜进行测试，然后记录测试结果，将其绘制成曲线图，若曲线图平缓（如图五），说明开关柜内不存在明显的放电现象，若曲线在某个开关柜处的曲线突出（如图六），说明此开关柜存在一定的放电现象，需用缩短现场测试的周期。
国内外几种电缆局部放电在线检测方法技术分析 李华春周作春张文新从光 北京市电力公司 100031 [摘要]：本文简要的介绍国内外几种电缆局部放电在线检测方法的原理和特点，并进行了简单的分析比较。结合国内外电缆局部放电在线检测方法研究和应用情况提出当前XLPE电缆局部放电在线监测存在的问题以及在高压XLPE电缆附件局部放电在线检测研究方面今后还需要做的工作。 [关键词]：电缆、局部放电、在线检测、分析 前言 常规XLPE电缆局部放电测量多采用IEC60270法，但是其测量频带较低，通常在几十到几百kHz范围内，易受背景干扰的影响，抗干扰能力差。理论研究表明，XLPE电力电缆局部放电脉冲包含的频谱很宽，最高可达到GHz数量级。因此，选择在信噪比高的频段测量有可能有效地避免干扰的影响。目前国内外已把电缆局部放电测量的焦点转移到高频和超高频测量上。 [2][1]。 迄今为止，国内外用于XLPE电缆局部放电检测的方法有很多。但由于X LPE电缆局部放电信号微弱，波形复杂多变，极易被背景噪声和外界电磁干扰噪声淹没，所以研究开发电缆局部放电在线检测技术的难度在所有绝缘在线检测技术中是最高的。由于电缆中间接头绝缘结构复杂，影响其绝缘性能的原因很多，发生事故的概率大于电缆本体，同时在电缆中间接头处获取信号比从电缆本体获取信号灵敏度要高且容易实现，因
此通常电缆局部放电在线检测方法亦多注重于电缆附件局部放电的检测，或者在重点检测电缆中间接头和终端的同时兼顾两侧电缆局部放电的检测。电缆局部放电在线检测方法中主要的检测方法有差分法 耦合法[6、7、8、9][3、4]、方向耦合法、电磁[13、14、15、16][5]、电容分压法[10]、REDI局部放电测量法 [18][11、12]、超高频电容法、超高频电感法[17]、超声波检测法等。在众多检测方法中，差分法、方向耦合法、电 磁耦合法检测技术目前已成功应用到现场测量中。下面简要的介绍这些方法的原理和特点。 1. 电缆局部放电在线检测方法中主要的检测方法 1.1. 差分法（the differential method） 差分法是日本东京电力公司和日立电缆公司共同开发的一种方法。其基本原理见图1。将两块金属箔通过耦合剂分别贴在275kV XLPE电缆中间接头两侧的金属屏蔽筒上（此类中间接头含有将两端金属屏蔽筒连接隔断的绝缘垫圈），金属箔与金属屏蔽之间构成一个约为1500～2000pF 的等效电容。两金属箔之间连接50欧姆的检测阻抗。金属箔与电缆屏蔽筒的等效电容、两段电缆绝缘的等效电容（其电容值基本认为相等）与检测阻抗构成检测回路。当电缆接头一侧存在局部放电，另一侧电缆绝缘的等效电[3] 容起耦合电容作用，检测阻抗便耦合到局部放电脉冲信号。耦合到的脉冲信号将输入到频谱分析仪中进行窄带放大并显示信号。研究发现，频谱分析仪中心频率设在10～20MHz时，信噪比最高。差分法的检测回路
PD-HAT 局部放电检测仪用户手册
目录
1 产品概述 中压开关柜（3-66KV）是城市配电网中重要基础设施，其运行的稳定性直接影响到城市经济的发展与人民生活水平质量的提高。开关柜设备的可靠性直接决定了用户供电的可靠性。状态检修是提高供电设备可靠性的重要技术手段。但是开关柜不可能采取像变压器、GIS设备那样实现全面、实时的在线监测。因为开关柜数量众多，开关柜的设备造价低，监测设备的成本很高。但往往开关柜的故障会导致严重的后果，导致供电中断，严重影响城市电网稳定运行。经统计，开关柜的绝缘与载流故障占整个开关柜的30%-50%，并且绝缘与载流故障与局部放电现象密切相关，对中压开关柜的局部放电检测能显着减少故障概率。 为此，我们精心设计了PD-HAT局部放电检测仪，专门用于检测开关柜局部放电的状况，直观分析局部放电的严重程度，衡量设备内部绝缘的劣化程度，使维护人员在变电设备出现绝缘劣化时能够及时发现，采取相应措施，避免设备出现短路等严重故障。 PD-HAT局部放电检测仪采用目前流行的暂态地电压(TEV)和超声波(AE)检测局部放电的方法，通过外置的TEV天线接收开关柜内部局部放电辐射和产生的暂态地电压和超声波信号。PD-HAT在使用上以暂态地电压为主要检测方法，超声波为辅助检测手段，还集成了HFCT检测方式，可以对开关柜局部放电进行全方位的检测。 PD-HAT具有如下特点： 单通道设计，可以选择接入暂态地电压传感器、超声波传感器或HFCT传感器。 ②便携式设计，维护人员能随身携带，并且一个人就能实施局部放电的检测过程。 ③操作过程简单，通过仪器上的快捷按键就能轻松完成整个检测，方便现场人员使用。 ④在检测过程中自动实时进行局部放电智能化诊断，并且将判断结论显示在 仪器界面上，帮助现场工作人员分析设备局部放电的状态与危险等级。 ⑤具备连续检测和存储数据的能力，数据能通过外插U盘的方式导出。
变压器局部放电在线监测装置检验规范 1 范围 本规范规定了变压器局部放电在线监测装置的专项检测项目、检验条件、检验内容及要求和检验结果处理。 本规范适用于变压器局部放电在线监测装置的型式试验、出厂试验、交接试验和运行中试验。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 16927 高电压试验技术 GB 7354-2003 局部放电测量 DL/T 356-2010 局部放电测量仪校准规范 3 检验项目 变压器局部放电在线监测装置专项试验项目包括一致性测试、通用技术条件试验、传感器频响特性检验、系统灵敏度检验、系统有效性检验和抗干扰性能试验。 4 检验条件 除环境影响试验和抗谐波干扰试验之外，其它试验项目应在如下试验环境中进行： a)环境温度：+15?C～+35?C； b)相对湿度：45%～75%； c)大气压力：80kPa～110kPa； d)电源电压：单相220×（1±10%）V； e)电源频率：50Hz±0.1Hz； f)电源波形：正弦波，波形失真度不大于5%； g)标准信号源：标准波形脉冲上升沿(10%~90%上升时间)约为1ns，半波时间为50ns， 幅值稳定度±5%，脉冲重复频率为50-200Hz可调。 对于高压检验试验，还应该满足以下试验条件： 1
a)试品的温度与环境温度应无显著差异； b)试验场所不得有显著的交流或直流外来磁场影响； c)试验场地必须具有单独工作接地和保护接地，设置保护栅栏； d)试品与接地体或邻近物体的距离，应大于试品高压部分与接地部分的最小空气距离 的1.5倍； e)构建吉赫兹横电磁波测量小室（GTEM测量小室）。 5 检验内容及要求 5.1一致性测试 5.1.1通信模型检测 a)检验模型配置文件与IEC 61850标准的变电站配置语言SCL的符合性； b)检验逻辑设备、逻辑节点、数据、数据属性的命名规则及描述与《变压器局部放电 在线监测装置技术规范》中附录A在线监测装置数据通信要求的符合性； c)检验数据集、报告控制块、日志控制块、定值组控制块等的命名规则、描述、定义 位置及数量与《变压器局部放电在线监测装置技术规范》中附录A在线监测装置数据通信要求的符合性。 5.1.2数据传送功能检测 a)通过报告服务，装置应实现遥信、遥测数据的告警、召唤、周期上传； b)通过日志服务，装置应响应综合处理单元查询遥信、遥测数据； c)通过文件服务，装置应实现谱图文件的上传； d)所有遥信、遥测数据应具备品质、时标等信息； e)装置内部的通信网络连接出现中断，应正确报出通信中断。 5.1.3谱图文件格式检测 装置生成的谱图文件应符合《变压器局部放电在线监测装置技术规范》的谱图文件格式要求。 5.1.4时间同步检测 a)装置应采用SNTP协议实现网络对时； b)用于事件时标的时钟同步准确度应为±1ms。 5.1.5通信自恢复能力检测 装置具备通信恢复能力，当物理故障消除后，网络通信应能自动恢复正常，信息传送正
电气设备绝缘在线监测 装置 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
电气设备绝缘在线监测装置 摘要：在线监测系统的原理、结构及在实际中的应用。 关键词：在线监测绝缘色谱分析单元 前言 在40 年代,因电网电压等级低、容量小，电气设备发生故障所带来的损失和影响不大因此人们采用事故后维修制，即设备损坏后，停电进行维修。此后，电网容量逐渐增大，电压等级也随之提高，设备故障所产生的影响也相应增大，因此，从事故后维修制逐渐发展到预测性维修制。从50年代起，由于110KV~220KV电压等级的电网已有相当规模，设备故障所产生的影响也更大，用户对供电的可靠性要求也相应提高，于是从预测性维修制逐渐演变为维修预防制。在预测性维修制逐渐演变为维修预防制的过渡中，人们逐渐探索定期对某些设备的绝缘停电作非破坏性和破坏性试验研究，逐渐总结出了对某些设备的预防性试验试行标准，并逐渐形成了局部预防性维修体系；从60年代起，各国相继制定出了比较规范的停电预防性试验标准，从而进入了预防性维修制时代，并将这种观念一直延续至今。 进入预防性维修制时代后，人们逐渐认识和发现定期停电进行预防性试验的缺陷和不足。当一台大型电气设备的某一元件的绝缘有缺陷时，往往反映不灵敏，即使整体预防性试验合格，仍然时有故障发生。例如我局1998年站街变206开关CT在高压试验中合格，但却发生了爆炸的事故。由于现行的预防性试验电压太低，无法真实反映运行电压下的绝缘性能和整个工作情况，因此必需对现行的预防性维修制进行根本的变革，其发展方向必然是采用在线监测及诊断技术，并探索以在线监测为基础的状态检修制。
变压器是变电站重要设备之一，其绝缘状态一直是运行维护人员的重要检测对象，局部放电是直接反应变压器绝缘故障典型参数，而针对变压器局放的监测方法很多，如超声法，脉冲电流法，色谱分析（DGA）超高频法（UHF）等，目前使用最多的是脉冲电流法，也是根据IEC-60270相关标准规定实施，能实现对放电量的大小进行标定。目前出厂试验及投运前对变压器的放电量监测也主要是根据此方法进行测量。但是现场由于电晕及其他放电干扰很多，很难将其滤除，导致系统误判率较高。超声波法是目前应用最广泛的变压器局部放电在线检测方法，且能够进行放电源的定位。但由于变压器复杂的内部结构和变压器的外壳对局部放电超声波信号的严重衰减，使得超声波检测的灵敏度很低，有时无法在现场有效地检测到信号。UHF法是在此基础发展起来的一种监测方法，特点是监测频带较高（300MHz以上），抗干扰能力较强，缺点是 无法对放电源进行有效标定。 UHF测变压器超高频局放是由原来脉冲电流法测局放发展而来一种先进的测试局放方法，由于在较高频带上测量，能有效抑制各种低频干扰，所以是目前发展较快的测试局放的手段。国电西高研发的GDPD-PTU/OL变压器局放在线监测系统采用速慧（smart quick）智能化电力测试系统（软著登字第1010215号、商标注册号14684781），HVHIPOT公司引进国际先进的高速DSP 数字处理技术及软件处理技术使我们的监测系统采集速度快准确，是电力系统电力变压器局放在线监测最经济可靠的解决方案。 一、关于变压器局部放电方面的研究 变压器内部的绝缘在运行中，长期处于工作电压的作用下，特别是随着电
压等级的提高，绝缘承受的电场强度值将趋高，在绝缘薄弱处很容易发生局部 在对绝缘材料将产生较大的破坏作用。 局部放电可使邻近的绝缘材料受到放电质点的直接轰击造成局部绝缘的损坏，由放电产生的热、臭氧及氧化氮等活性气体的化学作用，使局部绝缘受到腐蚀老化，电导增加最终导致热击穿。 变压器内部绝缘的老化及损坏，多半是从局部放电开始的。产生局部放电的原因是电场过于集中于某点，或者说某点电场强度过大。目前检测变压器局部放电故障的主要方法是：UHF特高频监测法、脉冲电流局部放电量测量法(脉冲电流法)、超声波局部放电测量法(超声波法)、电流传感器检测法和油中气 、开展对变压器局部放电实施在线监测、结合智能化诊断的专家系统分析变压器绝缘状态、及时确定绝缘缺陷的性质就显得越来越重要。 二、系统功能指标 1、技术指标 系统检测频带：0.3GHz-3GHz； ?最小可监测：实验室-80dBm放电量，动态范围70dBm； ?系统可测放电量、放电相位、放电次数，放点脉冲分辨率小于10μs，并可按照客户要求提供有关统计参数； ?系统能显示工频周期放电图、二维（Q-φ,N-φ，N-Q）及三维（N-Q-φ)放电谱图；
变压器局部放电在线监测技术 目录 目录 (1) 前言 (2) 1在线监测方法 (2) 1.1超声监测法 (2) 1.2光测法 (3) 1.3电脉冲法 (3) 1.4射频监测法 (3) 1.5超高频监测法 (3) 2在线监测监控技术 (4) 2.1.1现场噪声的抑制 (4) 2.1.1.1 周期性干扰的抑制 (4) 2.1.1.1.2 脉冲型干扰的抑制 (5) 2.1.1.1.3白噪声干扰的抑制 (5) 2.1.2局部放电模式识别 (5) 2.1.3局部放电定位技术 (6) 3结束语 (7) 结论 (7) 致谢 (7) 参考文献 (7)
前言 近年来 , 随着电力系统的快速发展 , 变压器的容量和电压等级不断提高 , 运行中的安全问题也越来越受到重视。在变压器所发生的故障中 , 绝缘问题占很大的比重 , 因此需要一种有效的手段对变压器的绝缘状况进行监测 , 确保运行中变压器的安全。 局部放电监测作为检测变压器绝缘的一种有效手段 , 无论是检测理论还是检测技术 , 近年来都取得了较大的发展 , 并在电厂和电站中得到了实际应用。 相对传统的停电局部放电检测 , 在线局部放电检测可以长时间连续监测变压器局部绝缘放电情况 , 在放电量达到危险时 , 及时停机做进一步的检查 , 因此在检修工时和经济效益等方面有很大的优势 , 是目前惟一的一种有效避免变压器突发性事故的监测手段。在线局部放电监测反映的是变压器实际工作状态下的绝缘放点情况，比离线检测更符合设备的实际运行工况。 1在线监测主要方法 根据变压器局放过程中产生的电脉冲、电磁辐射、超声波、光等现象，相应出现了电脉冲检测法超声波检测法、光测法及射频检测法和UHF超高频检测法。、 1.1超声监测法 用固体在变压器油箱壁上的超声传感器接收变压器内部局放产生的超声波来检测局放的大小和位置。通常采用的超声传感器为电压传感器，选用的频率范围为70-150kHz,目的是为了避开铁心的磁噪声和变压器的机械振动噪声。超声检测法主要用于定性判断是否有局放信号，结合电脉冲信号或直接利用超声信号对局放源进行物理定位。近年来，由于声电换能元件效率的提高和电子放大技术的发展，超声检测的灵敏度有了较大的提高。 1．2光测法 光测法是利用局部放电产生的光辐射进行检测。在变压器油中，各种放电发出的光波不同，光电转换后，通过检测光电流的特征可以实现局放的识别。虽然是实验室中利用光测法来分析局放特征及绝缘劣化机理等方面取得了很大进展。但由于光测法设备复杂、昂贵、灵敏度低在实际中并未直接使用。尽管如此，光纤技术作为超声技术的辅助手段应用于局放检测，将光纤伸入变压器油中，当变压器内部放生局放时，超声波在油中传播，这种机械力波挤压光纤，引起光纤变形，导致光纤折射率和光纤
暂态地电压检测 暂态地电压检测（Transient Earth Voltages）技术是局部放电检测的一种新方法，近年来在国内外得到了较快发展，并在电力设备如GIS、同步电机、变压器、电缆等的检测中得到了应用。暂态地电压检测受外界干扰影响小，可以极大的提高电气设备局部放电检测的可靠性和灵敏度，其用于高压开关柜在线监测有着明显的优势。到目前为止，该技术已经在世界多国进行应用。 10kV、35kV金属封闭式开关柜在变电站广泛使用，其运行安全直接影响整个变电站的供电可靠性。因此，对开关柜运行状态的监测及对故障的预判和合理检修是保证开关设备安全可靠运行的关键。据统计，约40%开关柜故障因绝缘和载流缺陷引起，这其中因绝缘部分闪络和插头接触不良占了绝大部分。通过检测局部放电产生的暂态对地电压信号，不仅可以对开关柜内部局部放电状况进行定 量测试，而且可以通过比较同一放电 源到不同传感器的时间差异进行定 位。局部放电暂态地电压检测技术的 应用有着非常重要的意义。 暂态地电压检测原理 暂态地电压检测法定位原理：通 过单只电容藕合式探测器在被检设 备的接地金属外壳上进行探测。装置检测由于局部放电而引起的短暂电压脉冲，测出局部放电瞬时电压脉冲的幅度峰值。若采用两只电容藕合式探测器，则可以检测放电点发出的电磁波瞬间脉冲所
经过的时间差来确定放电活动的位置
，原理是采用比较电磁脉冲分别到达每只探测器所需要的时间。系统指示哪个通道先被触发，进而表明哪只探测器离放电点的电气距离较近。脉冲是以光速或接近光速进行传播的，所以必须能够分辨很小的时间差通常为μs 级。原理如下图。
电气一次设备在线检测和状态检修要点讨论 发表时间：2018-08-01T10:59:53.247Z 来源：《电力设备》2018年第11期作者：刘伟 [导读] 摘要：电厂电气一次设备的状态检修工作包括多方面内容，例如在线设备检测与故障诊断、设备维修等，并由多个设备的状态检修组成，工作量较大。 （国网朔州供电公司山西朔州 036002） 摘要：电厂电气一次设备的状态检修工作包括多方面内容，例如在线设备检测与故障诊断、设备维修等，并由多个设备的状态检修组成，工作量较大。然而和传统的定期维修相比，状态检修对于一次设备来讲显得更为实用。 关键词：电气一次设备；检修状态；定期维修 引言：在电力系统中，直接用于生产和使用电能，比控制回路电压高的电气设备称为一次设备。其主要包括发电机、变压器、断路器、输电线路等。由一次设备相互连接，构成生产、输送、分配电能或直接用于生产的电气回路称为一次回路。一次设备的主要功能包括进行电力生产和电能转换、接通和断开电路的开关、保护电气、接地装置等。在变电站一次设备运行过程中，其状态检修是非常重要的。 1电力一次设备在线监测 1.1 在线监测的特点 在线监测是指在设备正常运行的情况下，对于设备的整体情况进行连续或者定期的监测，这种行为一般自动进行。做好在线监测工作能在第一时间发现设备运行时的异常状况，及时进行整修以延长设备的使用寿命。对于一些旧的或者存在不安全因素的问题设备需跟踪监测，尽量延长其使用寿命；对于正常的设备应随时掌握其健康情况，为设备正常工作提供保障。至今为止，利用在线监测能使一次设备安全运行，保证变压器不因工作量大而受到破损，发生停电状况。由于其为自动操作，所以可使检修、监测过程更加安全，减少投入资金，是我国应用最早、最全面的监测技术，效果非常好，应用最为广泛。 1.2 电力一次设备的在线监测在智能电网中的作用 智能电网是在每个输电元件、变电站以及发电站都设有一个具有较强操作系统的单一、独立的处理器，也可用代理器，每个处理器或者代理器彼此间都可以进行双向、迅速的信号传输，进而形成规模庞大的分布式平台。所有处理器都要与其相应部件连接，以了解处理器或代理器的运行情况，再通过高速光纤的通信系统把数据输送至其他的处理器或者代理器，每个处理器的工作既相互独立，又彼此相关，可协调控制工作。 智能电网自愈控制是指当出现事故时，在影响电网的整体安全之前将局部地区的故障处理后，进而能自动恢复的功能。因此，电力一次设备的在线监测装置也就是智能电网能够进行自愈控制的基本结构。电力一次设备在线监测开始是对一次设备的状态进行常规检测，之后发展成一次设备状态的检修，取代了旧时的计划检修。现阶段的在线监测还无法实现真正意义上的在线检修，但是，如果以此为基础的状态监测的准确率得到很大程度的提升，并且使监测的频率加快，就能逐渐取代传统技术，成为自愈智能电网中的智能处理器。如此一来，在全新的传感器和在线监测装置投入使用后成为智能代理器，进而使电网的适应性与重组能力加强。 2 状态检修原则 电气一次设备状态检修要与电厂的实际情况相结合，制定检修计划，及时对设备出现的各种问题进行维修，确保电气一次设备的正常使用。开展电气一次设备状态检修时，必须遵循以下原则： 2.1 设备绝缘良好 电厂对电气一次设备开展状态检修工作时，首先要选择具有良好绝缘性的设备。只有优质的绝缘材料才能符合电力设备的材料要求，其抗腐蚀性也更好。其次，技术人员必须对一次设备材料进行绝缘特性检测，将检测材料设备的绝缘性和相应标准、规范进行比较，确保设备和材料具备良好的绝缘性。 2.2检修操作应严格 电气一次设备状态检修基本是在设备带电的情况下进行，这增加了检修工作的危险性，因此检修前要对检修人员做好相关的安全培训，只有那些具有丰富经验或是具备过硬专业素质的工作人员才能参与检修。当工作人员在开展状态检修时，必须安排安全监理人员进行全程监护，及时提醒和纠正不当、粗心的操作，一旦出现问题，也能及时做好应急工作，促进电气一次设备状态检修的安全开展。 2.3 热故障诊断 对电气一次设备进行温度丈量时，需用到红外线热成像原理技术，该技术能对一次设备运行状况是否正常做出精确判断。运行过程中的一次设备可能存在接头处发热现象，此时通过红外线热成像技术能将设备的发热方位和发热温度进行精确丈量，从而准确地对热故障进行辨识。 3 状态检修的应用 电气一次设备状态检修的内容分别是隔离开关检修、断路器检修、变压器检修。 3.1 隔离开关 隔离开关常见故障主要是接触不良和开关触点过热现象。产生接触不良的主要原因通常由安装调试或制造工艺造成，即未利用铜铝过渡材料对铜铝接触进行处理，安装时未将接触面打磨完全，导致隔离开关无法完全合闸、触头臂与接线座连接螺母松动，其结果是接线座产生过热现象。由此，需从制作工艺方面对隔离开关的隔离面进行设计，规范过渡材料使用，并要在安装过程中将接触面进行完全打磨，降低隔离开关的故障发生率。由于隔离开关是故障频发点，在装置技术不精的情况下，需经常性地对开关进行调试或调整，最好有针对性地进行隔离开关的要点维修[2]。 3.2 断路器 断路器可切断故障电路，避免安全事故的发生，确保电源线路及电动机的安全。温度过高、拒动、误动、反常声响、起火等是断路器较为常见的故障。其中断路器拒动主要是因为蓄电池欠压、二次接线时存在错误操作、线圈层间短路、线圈低电压不合格、互感器衔接过错使得控制回路短路、接触不良、直流系统电压过高以及过低等。 总之，断路器拒动的原因较多，当断路器遇到故障时，通过故障表征逐一排查，此间需要投入备用系统维系电力系统的运转。当出现越级跳闸时，要先检测断路器的动作，如果是保护动作导致越级跳闸，需合上拒跳的隔离开关，使断路器继续运行供电即可。当出现
局部放电的在线监测 一、绝缘内部局部放电在线监测的基本方法 局部放电的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、超声、发光、发热以及出现新的生成物等。因此针对这些现象，局部放电监测的基本方法有脉冲电流测量、超声波测量、光测量、化学测量、超高频测量以及特高频测量等方法。其中脉冲电流法放电电流脉冲信息含量丰富，可通过电流脉冲的统计特征和实测波形来判定放电的严重程度，进而运用现代分析手段了解绝缘劣化的状况及其发展趋势，对于突变信号反应也较灵敏，易于准确及时地发现故障，且易于定量，因此，脉冲电流法得到广泛应用。目前，国内不少单位研制的局部放电监测装置普遍采用这种方法来提取放电信号。该方法通过监测阻抗、接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流，获得视在放电量。它是研究最早、应用最广泛的一种监测方法，也是国际上唯一有标准（IEC60270）的局放监测方法，所测得的信息具有可比性。图4－4为比较典型的局部放电在线监测（以变压器为例，图中CT表示电流互感器）原理框图。 图4－4 脉冲电流法监测变压器局部放电原理框图 随着技术的发展，针对不同的监测对象，近年来发展了多种局部放电在线监测方法。如光测量、超高频测量以及特高频测量法等。利用光电监测技术，通过光电探测器接收的来自放电源的光脉冲信号，然后转为电信号，再放大处理。不同类型放电产生的光波波长不同，小电晕光波长≤400nm呈紫色，大部为紫外线；强火花放电光波长自<400nm扩展至>700nm，呈桔红色，大部为可见光，固体、介质表面放电光谱与放电区域的气体组成、固体材料的性质、表面状态及电极材料等有关。这样就可以实现局部放电的在线监测。同样，由于脉冲放电是一种较高频率的重复放电，这种放电将产生辐射电磁波，根据这一原理，可以采用超高频或特高频测量法监测辐射电磁波来实现局部放电在线监测。 日本H.KAwada等人较早实现了对电力变压器PD的声电联合监测（见图4-5）。由于被测信号很弱而变电所现场又具有多种的电磁干扰源，使用同轴电缆传递信号会接受多种干扰，其中之一是电缆的接地屏蔽层会受到复杂的地中电流的干扰，因此传递各路信号用的是光纤。通过电容式高压套管末屏的接地线、变压器中性点接地线和外壳接地线上所套装的带铁氧体（高频磁）磁心的罗戈夫斯基线圈供给PD脉冲电流信号。通过装置在变压器外壳不同位置的超声压力传感器，接受由PD源产生的压力信号，并由此转变成电信号。在自动监测器中设置光信号发生器，并向图中所示的CD及各个MC发出光信号。最常用的是，用PD 所产生的脉冲电流来触发监测器，在监测器被触发之后，才能监测到各超声传感器的超声压力波信号。后由其中的光信号接收器接收各个声、电信号。 综合分析各个传感器信号的幅值和时延，可以初步判断变压器内部PD源的位置。如果
开关柜带电检测原理及其应用 三泰电力技术（南京）有限公司杨锴 摘要本文主要是基于高压开关柜局部放电这一常见的故障，讲述了局部放电 产生的原因、放电过程中产生的现象、局部放电检测的常用方法、数据分析以及一般的检测步骤。 关键词：局部放电、超声波、暂态地电压 1 引言 高压开关柜是城市配电网中重要基础设施，其运行的稳定性直接影响到城市经济的发展,人民生活水平质量的提高。因此，开关柜设备的可靠性直接决定了用户供电的可靠性。 状态检修是提高供电设备可靠性的重要技术手段。但是，开关柜不可能采取像高压变压器、GIS设备那样的在线监测技术路线，实现全面、实时的在线监测。因为： 1）高压开关柜数量众多; 2）开关柜的设备造价低; 3）监测设备的成本很高; 据不完全统计，开关柜故障特征大多表现为绝缘与载流故障上。然而绝缘与载流故障都是与放电现象密切有关的！因此对中压开关设备实施放电检测可显著减少故障概率！ 2 开关柜局部放电产生机理 开关柜内部局部放电的种类很多，主要分为内部放电和表面放电两种，并以电磁波、气体等形式释放能量。 2.1内部放电[1] 2.1.1产生机理 内部放电存在主要是由于制造过程中绝缘介质内部残留气泡、杂质形成电介质的不均匀，造成气体-固体、液体与固体、固体-固体的复合绝缘。 图2-1 绝缘介质内部残留气泡 就拿介质中残留气泡来说（如图2-1），通常情况下，气隙中的场强度比介质中的高，而另一方面气体的击穿场强一般都比介质的击穿场强低。因此，在外加
电压足够高时，气隙首先被击穿，而周围的介质仍然保持其绝缘特性，电极之间并没有形成贯穿性的通道，只在气泡中形成局部放电。 油隙中也会发生局部放电，不过与气隙相比要在高的多的电场强度下才会发生。 在介质中极不均匀电场分布的情况下，即使在介质中不含有气隙或油隙，只要是介质中的电场分布是极不均匀的，也就可能发生局部放电。例如埋在介质中的针尖电极或电极表面上的毛刺，或其他金属屑等异物附近的电场强度要比介质中其他部位的电场强度高得多。当此处局部电场强度达到介质本征击穿场强是，则介质局部击穿而形成了局部放电。 2.1.2放电过程 图2-2绝缘介质内气隙放电空间电荷分布 在气隙发生放电时，气隙中的气体产生游离，使中性分子分离为带电的质点，在外加电场作用下，正离子沿电场方向移动，电子（或负离子）沿相反方向移动，于是这些空间电荷建立了与外施电场方向相反（如图2-2），这是气隙内的实际场强为 外E =E c ﹣内E 即气隙上的电场强度下降了内E ，于是气隙中的实际场强低于气体击穿场强， 气隙中放电暂停。在气隙中发生这样一次放电过程的时间很短，约为10-8数量级，在油隙中发生这样一次放电过程的时间比较长，可达10-6数量级。 图2-3外部电压μ、空间电荷q 、气隙电压c μ的时间变化图 图2-3很好的解释了放电过程总在工频电压周期的上升延，即0～90℃或180～270℃（以初始周期为例）。由此可见，在正弦交流电压下，局部放电时出
变压器局部放电（特高频法）在线监测装置技术规范1范围 本规范规定了变压器局部放电（特高频法）在线监测装置的术语、技术要求、试验项目及要求、检验规则、标志、包装、运输、贮存要求等。 本规范适用于变压器局部放电（特高频法）在线监测装置。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 7261 继电保护和安全自动装置基本试验方法 GB/T 6379.1 测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第1部分：总则与定义GB/T 11287 电气继电器量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验GB 2423 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法 GB 4208 外壳防护等级（IP代码） GB/T 17626 电磁兼容试验和测量技术 DL/T 860 变电站通信网络和系统 GB7354 局部放电测量 GB/T16927 高电压试验技术 3术语和定义 下列术语和定义适用于本规范。 3.1特高频法（ultra high frequency(UHF)） 指采用特定的传感器检测局部放电在特高频频段（300～1500MHz）所产生电磁波信号的方法。 3.2最小可测放电量 在检定环境下针对特定典型的局部放电类型所能检出的最小放电量q min（pC）。为了得到明确的测量结果，q min的测量幅值至少应为背景幅值的2倍。
4技术要求 4.1通用技术要求 在线监测装置的通信功能、绝缘性能、电磁兼容性能、环境性能、机械性能要求、外壳防护性能、连续通电性能、可靠性及外观和结构等通用技术要求如下。 4.1.1一致性功能 应采用标准可靠的现场工业控制总线或以太网络总线，采用统一的通信协议和数据格式，应具备时间同步功能。上传数据应遵循DL/T 860通信协议。在线监测装置传输的数据内容和方式，以及进行数据建模时应遵循的原则见附录A。 4.1.2绝缘性能 a)绝缘电阻 （1）在正常试验环境下，绝缘电阻的要求见表1。 （2）温度+40±2?C，相对湿度（93±3）%恒定湿热条件下绝缘电阻的要求见表2。 表1 正常试验环境下绝缘电阻要求 表2 湿热条件下绝缘电阻要求 b)介质强度 在正常试验大气条件下，装置各独立电路与外露的可导电部分之间，以及各独立电路之间，应能承受频率为50Hz，历时1min 的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象；工频耐压试验电压值按表3规定进行选择，也可以采用直流试验电压，其值应为规定的交流试验电压值的1.4倍。 介质强度的要求见表3 表3 介质强度要求