QGDW 11059.2-2018 气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则 第2部分:特高频法.pdf
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仪器应满足以下性能要求: 检测频率范围:通常选用300MHz~3000MHz之间的某个子频段,典型的如300MHz~1500MHz; 传感器在300MHz~1500MHz频带内平均有效高度不小于8mm; c)检测灵敏度不大于7V/m; d动态范围不小于40dB
带电检测人员需遵守以下安全要求: a)应严格执行Q/GDW1799.1的相关要求; b)应严格执行发电厂、变(配)电站巡视的要求; c)检测至少由两人进行,并严格执行保证安全的组织措施和技术措施
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d)对复杂的带电检测或在相距较远的儿个位置进行工作时,应在工作负责人指挥下,在每一个工 作位置分别设专人监护 应确保操作人员、测试仪器及连接线与电力设备的带电部分保持足够的安全距离 应熟悉设备结构,检测时避开设备防爆口或压力释放口; 检测时要防止误碰误动设备,行走中防止踩踏线缆管道,防止传感器坠落而误碰运行设备; )GIS进行操作时,禁止检测人员在其外壳上进行工作; 测试现场出现明显异常情况时(如异常声音、电压波动、系统接地等),应立即停止测试工作 并撤离现场
带电检测满足以下环境条件要求: a)GIS设备工作在正常气体压力和带电运行状态毕业设计,且GIS设备上无各种外部作业: 可开展检测的部位包括非全金属封闭盆式绝缘子、浇注口、内置式特高频传感器或其他非全金 属屏蔽部位; C 检测时应减少手机、照相机闪光灯、气体放电灯、电子捕鼠器等干扰信号
带电检测周期应满足以下条件: 应在设备新安装及A、B类检修重新投运后1个月内进行一次运行电压下的特高频局部放电检 测,记录每一测试点的测试数据作为初始数据,今后运行中测试应与初始数据进行比对: b 新安装及A类检修后的GIS设备,在主回路现场交接耐压试验完成后,应在1.2倍额定电压下 进行局部放电检测;GIS设备恢复电压互感器、避雷器与主回路连接后,应在运行电压下进行 电压互感器、避雷器间隔的局部放电检测; 正常运行设备,1000kV电压等级设备1个月1次;110(66)kV~750kV电压等级设备1年1 次;35kV电压等级设备2年1次; d 检测到GIS有异常信号但不能完全判定时,可根据GIS设备的运行工况,缩短检测周期,增加 检测次数,应分析信号的特点和发展趋势,必要时采用超声波法、SF。分解物检测等方法进行 综合判别; e)对于运行年限超过15年以上的GIS设备,宜考虑缩短检测周期; f)必要时。
8. 2. 1 背景噪声测试
在非全金属封闭盆式绝缘子和内置式传感器部位均应设置测试点。如存在异常信号,应进行多次测 量,并对多组测量数据进行幅值对比和趋势分析
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带浇筑孔的金属屏蔽盆式绝缘子、观察窗、接地 关的外露绝缘件等部位,并应避开紧固绝缘盆于 紧栓, ,以减少螺栓对内部电磁波的屏蔽以及传感器与 螺栓产生的外部静电干扰, 时求
8. 2. 4测试时间
例行试验时,特高频信号稳定后测试时间不少于15s。诊断性试验时,特高频信号稳定后测误 少于30S。
对测试数据应及时存储,并进行分析诊断。 对无异常的测试点,至少保存一组检测数据。对异 点,应在该异常点附近进行多点检测,查找信号最大点的位置并至少保存三组检测数据。
结果分析基本原则如下: a)若未检测到特高频信号,或仅有较小的杂乱无规律背景信号,则判断为正常,继续下一检测点 检测。如检测较大或有一定相位特征的异常信号,首先进行干扰信号识别和排除,典型干扰信 号图谱参见附录B。 b 若确定信号为非干扰的放电信号,应进行放电类型识别和放电源定位。 对检测数据进行记录,检测数据记录表格式参见附录C。
8.3.2放电类型识别
通过局部放电检测结果和典型缺陷放电特征及其图谱对比,识别局部放电类型。典型缺陷放电 其图谱参见附录D。
检测相邻间隔的信号,根据各检测间隔的幅值大小(即信号衰减特性)初步定位局放部位。必 使用工具将传感器固定在绝缘盆子处进行长时间检测,时间不少于15分钟。在条件具备时,综合 声波局放仪、示波器等仪器进行精确定位。定位方法一般有幅值衰减法和声电联合法,幅值衰减 附录E.5.4,声电联合法参见附录E.5.5。
8. 3. 4 结果判断
应根据放电源位置、放电类型识别结果和信号发展趋势(随时间推移同一测试点放电强度、放电频 率、放电频次变化规律)进行综合判断,分析中应参考局部放电超声检测和气体分解物检测等诊断性试 验结果。典型局部放电检测及诊断案例参见附录E。
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附录A (资料性附录) 传感器安置方法
A.1典型传感器安装位置
将传感器依伙放直在GS:
A.2典型局部放电信号
图A.1GIS局部放电带电测量传感位置
局部放电信号由一串重复的典型放电脉冲组成。 。局部放电信号通常具有工频关联性,每10ms 如图A.2所示
图A.2局部放电信号特征
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如果不符合以上两个特征, 十扰时, 应采用加装屏 措施抑制外部于扰信号的耦合,将屏 屏蔽带的使用示意图如下图A.3
a)浇筑孔周围加装屏蔽带
b)校准孔处布置传感器
图A.3屏蔽带的使用示意图
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附录B (资料性附录) 典型干扰信号图谱 干扰信号的典型图谱参见表B.1,部分实验室条件下模拟的干扰图谱参见表B.2。
表B.1干扰信号的典型图谱
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表B.2实验室模拟扰图谱
Q/GDW 11059.2—2018附录C(资料性附录)检测数据记录表检测数据记录表参见表C.1。表C.1检测数据记录表变电站名检测日期环境湿度环境温度检测仪器型号、编号测试结果序号背景噪声值测试值测量部位备注(mV、dB、dBmV、dBm)(mV、dB、dBmV、dBm)12345678910测试异常测试异常位置描述特高频图谱测试人员签名:11
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附录D (资料性附录) GIS局部放电的典型图谱
附录D (资料性附录) GIS局部放电的典型图谱
表D.1GIS局部放电的典型图谱
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表D.2实验室模拟GIS局部放电的典型图谱
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在对500kV某变电站500kVHGIS进行带电检测时,发现500kV设备区50211隔离开关气室局部 放电检测数据明显异常,特高频信号PRPS和PRPD图谱在一个周期内有两族明显的集聚,且PRPD图 普幅值等高,呈“内八字”,具有典型的悬浮电位放电特征,超声信号连续图谱100Hz相关性明显,相 位图谱一个周期内有两簇明显的集聚,经过综合诊断及定位分析,判断异常为出线套管屏蔽筒与其支撑 绝缘件固定螺栓松动引起的多处严重悬浮电位放电缺陷。
E.2.1检测对象及设备信息
检测对象:500kV某变电站50211隔离开关C相气室。50211隔离开关C相气室现场实测图如 示。
特高频局部放电检测、超声波局部放电检测、SF6气体成分分析、红外热成像检测。
本次超声波及特高频局部放电普测采用局部放电测试仪;超声波诊断测试采用超声波局部放电检测 仪;定位设备为局放检测与定位系统;SF6气体分解产物测试采用六氟化硫综合分析仪,红外热像检测 采用红外热像仪。具体仪器信息参见表E.1所示
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E.4.1特高频局部放电带电检测
E.4.1.1检测环境
500kV某变电站50211隔离开关C相气室特高频检测环境,参见表E.2所示。
表E.250211隔离开关C相气室检测环境
E.4.1.2背景检测
E.4.1.3检测点选取
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由于该型号HGIS盆式绝缘子为全金属封闭结构,且无浇注孔及内置传感器,因此特高频局放检测 位置选择为50211C相接地刀闸绝缘引出件部位,检测位置示意图如图E.3所示。
E.4.1.4检测结果
立置一、二检测图谱分别如图E.4和图E.5所示
b)校准孔处布置传感器示意
图E.3特高频检测点实际位置图
E.450211间隔C相检测位置一特高频检测图
E.550211间隔C相检测位置二特高频检测图
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根据图E.4和图E.5特高频检测结果可知,PRPS图谱在一个工频周期内有两簇明显集聚,PRPD 图谱在一个工频周期内有两簇信号,并呈“内八字” 具有悬浮电位放电特征
E.5.2SF6分解物成分检测对比验证
对50211隔离开关C相气室进行气体成分分析,50211隔离开关C相气室检测到微量的SO2 他气体成分均正常。检测结果如表E.3所示,
表E.3气体成分分析结果
E.5.3红外热像检测对比验证
对50211隔离开关C相气室开展红外热像检测,无异常,检测图谱如图E.6所示,可以排除内 的可能。
E.5.4超声波局部放电带电检测及初步定位
E.5.4.1超声波局部放电带电检测
图E.650211隔离开关C相气室红外热像图谱
超声波局放检测点分布如图E.7,测点7位于测点3正对面位置,各测点处均可用耳机听到异 。各测点超声波测试数据如表E.4所示
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图E.7超声波检测位置
表E.4各检测点超声波检测数据
注:加粗数字为检测信号最大值
E.5.4.2超声波局部放电带电检测数据初步分
从表E.4可以看出,50211隔离开 信号强度较大,100Hz频率相 峰值、有效值较背景明显增长。测点6信号幅值最大,初步判断该点距局放源最近。测点6圆 测点分布如图E.8所示。测点6圆周方向各测点 幅值如表E.5所示,
图E.8测点6圆周方向测点分布
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表E.5测点6圆周方向各测点信号幅值
E.5.4.3超声波局部放电带电检测图谱分析
图E.9为检测点6超声波检测连续图谱、脉冲图谱、相位图谱。检测时放电器倍数为×1000,即60dB, 折算至40dB数据对比时应为读数/10,检测背景图谱如图E.10所示。根据测得的飞行时间图谱(见图 E.9b))不具有“三角驼峰"特征,飞行图的颗粒飞行时间小于20ms,可以排除自由颗粒在电场作用下 移放电的可能。根据图E.9超声波连续图谱可以看出,100Hz相关性明显,相位图谱显示一个工频周 期内有两簇信号,具有悬浮电位放电特征。 综合分析,可判断50211隔离开关气室内部存在悬浮电位放电缺陷
图E.9检测点6检测图谱
图E.10超声检测背景图谱
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E.5.5缺陷定位分析
根据表2超声波各测点检测结果绘制成超声测点峰值分布图如图E.11所示,由图E.11可知,测点 6信号幅值最大,因此可以判断信号源距离测点6最近。 由测点6圆周方向上各测点幅值可知,在圆周方向上信号幅值变化较小,并且在各测点改变上限截 至频率,信号幅值无明显减小,因此可以判断放电源不在壳体上。 采用G1500设备进行声电联合定位,特高频传感器位于检测位置一,超声传感器一和二分别位于 图E.7中测点6和测点5处。检测结果如图E.12所示。
E.5.5.2局部放电带电检测信号定位分析
图E.11各测点超声波信号幅值
绿化标准规范范本图E.12声电联合定位结果
由图E.12声电联合定位结果可知,测点6超声信号超前于测点5,通过计算可知放电源距离测点6 为8.4cm。出线套管及升高座内部结构图如图E.13所示。由图E.13可知,套管屏蔽筒与其支撑绝缘件 连接部位位于测点6所处水平面,并且该连接部位与升高座壳体距离为9cm左右。因此,综合上述分 沂可以判断,缺陷位置位于套管屏蔽筒与其支撑绝缘件的连接部位
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E.5.6缺陷原因分析
根据出线套管及升高座内部结构可知,出线套管屏蔽筒和其支撑绝缘子之间通过螺栓进行固定。结 合以上分析结果可知,引起该气室局放异常的原因为出线套管屏蔽筒和其支撑绝缘子的固定螺栓松动, 在电场作用下,发生基浮电位放电
500kVHGIS50211间隔C 特高频信号异常,内部存在悬浮电位放电,该缺 陷是出线套管屏蔽筒与其支撑绝缘件 累栓松动而产生的放电
建议如下: a)立即停电,并开展解体检修,解体前准备好备品备件; b)加强出厂工艺控制,重点对紧固螺栓力矩进行复核,确保连接可靠; c)对同类型、同结构设备加强带电检测跟踪,发现异常,及时处理。
E.8.1现场吊装情况
对50211C相出线套管及升高座进行更换。打开升高座与刀闸气室连接部位可闻到刺激性的气味高速公路标准规范范本, 说明气室内部发生过局部放电。
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