國網(wǎng)天津電科院參與完成國網(wǎng)超特高壓GIS設(shè)備帶電檢測互查專項工作。

為貫徹落實國網(wǎng)公司2024年設(shè)備管理工作要點，加強設(shè)備狀態(tài)管控，國網(wǎng)設(shè)備部決定開展500千伏及以上變電站GIS設(shè)備帶電檢測互查專項工作。電科院化學(xué)專業(yè)骨干李謙入選由電科院和高壓公司技術(shù)人員組成的5人專家小組，赴北京公司開展互查工作。

一、產(chǎn)品概述（WBPCD-5000超聲波局部放電巡檢儀可靠耐用的品質(zhì)）

是測量、分析電力設(shè)備絕緣性能以及對局部放電源定位的專用儀器；本系統(tǒng)采用現(xiàn)代電子和計算機綜合技術(shù)，實現(xiàn)信號放大（模擬、電子、數(shù)字）、濾波、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形顯示、試驗報告自動生成，從而完成局部放電的測量，分析與定位。

本儀器攜帶方便、測量快速，抗干擾能力強，便于現(xiàn)場使用。其配置的軟件主要包括局部放電巡檢以及局部放電定位兩部分。其中局部放電巡檢配置的軟件具有時域圖形、2D、3D統(tǒng)計圖譜、報警歷史、歷史很大、脈沖計數(shù)等功能，此外還可以詳查分析某個相位波形，窗口隨意放大和縮小，對該段數(shù)據(jù)進行頻譜分析，分析放電波形的頻譜含量，使放電波形之間更具可比性，全方位統(tǒng)計分析試驗數(shù)據(jù)，減少試驗中非穩(wěn)定性因素對試驗結(jié)果的影響，采用自動或手動記錄保存試驗數(shù)據(jù)和瞬態(tài)放電波形，可對后期數(shù)據(jù)分析提供參考。局部放電定位配置的軟件通過電信號和聲信號的時間差對局部放電源進行精準(zhǔn)的定位，有助于及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，提高局部放電活動測量的實效性。

二、引用標(biāo)準(zhǔn)（WBPCD-5000超聲波局部放電巡檢儀可靠耐用的品質(zhì)）

高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求 DL/T 593

3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 DL/T 404

3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 GB 3906

局部放電測量GB/T 7354

電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場測量導(dǎo)則 DL/T 417

高電壓試驗技術(shù) 第1部分：一般試驗要求 GB/T 16927.1

高電壓試驗技術(shù) 第2部分：測量系統(tǒng) GB/T 16927.2

高電壓試驗技術(shù) 第3部分: 現(xiàn)場試驗的定義及要求 GB/T 16927.3

三、技術(shù)參數(shù)（WBPCD-5000超聲波局部放電巡檢儀可靠耐用的品質(zhì)）

技術(shù)參數(shù)表

四、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（WBPCD-5000超聲波局部放電巡檢儀可靠耐用的品質(zhì)）

表4-1   后面板接口說明表

五、巡檢系統(tǒng)基本操作（WBPCD-5000超聲波局部放電巡檢儀可靠耐用的品質(zhì)）

1.1    初次啟動系統(tǒng)軟件增加一個新的巡檢試驗檔案

用戶可以根據(jù)自己的需求，利用系統(tǒng)軟件，為每次試驗建立試驗檔案，填寫檢測說明信息，保存檢測數(shù)據(jù)，以便將檢測數(shù)據(jù)與檢測信息對應(yīng)起來。

當(dāng)軟件第1次啟動時，系統(tǒng)會出現(xiàn)“試驗設(shè)置”對話框，提醒用戶填寫試驗信息，同時可以對試驗列表進行查看和刪除某個試驗，當(dāng)單擊試驗列表中某個試驗時，試驗信息區(qū)將顯示對應(yīng)試驗信息。

如果你點擊取消按鈕，不建立自己的試驗檔案，系統(tǒng)軟件也可以快速建立默認(rèn)數(shù)據(jù)庫quik_test.db3，保證完成試驗數(shù)據(jù)的存儲。

軟件會在SD卡中建立存儲目錄以保存數(shù)據(jù)，例如：

試驗名稱為：WBPD

則檢測數(shù)據(jù)存儲路徑為：Storage Card\ 試驗管理\WBPD\

所有的檢測原始數(shù)據(jù)都以二進制方式保存以節(jié)省存儲空間，所有的記錄數(shù)據(jù)都存儲在SQLite數(shù)據(jù)庫中，以備生成報告使用。

利用本系統(tǒng)進行檢測數(shù)據(jù)都存儲在SD卡中，SD卡很大支持32G，可以導(dǎo)出到PC機進行備份。歷史數(shù)據(jù)可以被加載入系統(tǒng)進行追蹤分析。

試驗設(shè)置對話框：

當(dāng)上述參數(shù)均設(shè)置完畢后，點擊確定進行試驗。

“試驗檔案”對話框在停止運行狀態(tài)下可以打開，只需點擊圖5-2中文件按鈕控件即可。

5.2  系統(tǒng)軟件主窗口

5.3 系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)

當(dāng)系統(tǒng)軟件啟動之后，狀態(tài)欄就會顯示當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)，如記錄存儲狀況、系統(tǒng)時間、運行狀況、觸發(fā)方式以及設(shè)備電池電量。

記錄存儲狀態(tài)：提示當(dāng)前存儲的是波形記錄還是統(tǒng)計記錄，同時提示當(dāng)前存儲總條數(shù)。

系統(tǒng)時間：顯示當(dāng)前系統(tǒng)日期及時間。

觸發(fā)模式：提示當(dāng)前觸發(fā)方式，從而保證系統(tǒng)根據(jù)觸發(fā)方式正確的使用。

電池電量：提示當(dāng)前電池剩余電量，當(dāng)剩余電量小于5%時，系統(tǒng)會發(fā)出嘀嘀嘀嘀報警聲，提示用戶應(yīng)連接適配器充電，或保存數(shù)據(jù)關(guān)閉系統(tǒng)，防止因電池沒電關(guān)機導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)丟失。 

5.4  系統(tǒng)設(shè)置—儀器參數(shù)配置

“系統(tǒng)設(shè)置”對話框包含了對采樣、顯示、記錄以及增益調(diào)節(jié)的設(shè)置如圖5-5所示。

采樣

采樣頻率：0.5M、1M、2.5M、5M、10M、20M可選。

觸發(fā)方式：軟件自動、外部觸發(fā)和軟件同步三種方式。

同步頻率：系統(tǒng)工作頻率（50Hz，60Hz）

顯示

顯示方式：波形顯示模式下，可選擇直線、正弦和橢圓三種方式來顯示時域波形。

記錄

自動記錄：為開啟自動記錄，為禁止自動記錄。

時間間隔：自動記錄開啟后，記錄的間隔，單位為s
增益調(diào)節(jié)

自動調(diào)節(jié)：為開啟自動增益，為禁止自動增益。

上閾：采樣滿度百分比，當(dāng)高于此閾值時達到設(shè)定次數(shù)后向放大倍數(shù)低的檔位切換。

下閾：采樣滿度百分比，當(dāng)?shù)陀诖碎撝禃r達到設(shè)定次數(shù)后向放大倍數(shù)高的檔位切換。

次數(shù)：采樣周期個數(shù)。

關(guān)于…

顯示公司信息和軟件版本信息。

對于系統(tǒng)的兩個檢測通道，其參數(shù)配置可以分別設(shè)置。進入“系統(tǒng)設(shè)置”對話框，如圖5-7對CH1和CH2分別進行設(shè)置。

對每個通道有下列參數(shù)：

配置

傳感器：選擇合適的傳感器類型，具體通道對應(yīng)的傳感器類型根據(jù)需要出廠配置。

供電：通道BNC口可對外輸出12V直流電壓。開—為輸出電壓，關(guān)—為不輸出電壓。

校準(zhǔn)

帶寬：可選帶寬為20k-100kHz、40k-300kHz、3M低通，如上選擇傳感器后，帶寬會自動切換到該傳感器出廠默認(rèn)的很好帶寬，當(dāng)用戶需要選擇其他帶寬時，可手動切換，進行試驗。當(dāng)系統(tǒng)重啟后，傳感器對應(yīng)帶寬將恢復(fù)至出廠默認(rèn)帶寬。

量值：輸入校準(zhǔn)時傳感器對應(yīng)的校準(zhǔn)值。

校準(zhǔn)：該按鈕對當(dāng)前選中傳感器和選中頻帶進行校準(zhǔn)，對于HFCT無需輸入口令即可進行現(xiàn)場校準(zhǔn)，而TEV和UA現(xiàn)場不能校準(zhǔn)，在設(shè)備出廠時，需要輸入口令進行出廠校準(zhǔn)，目的是避免用戶自行對UHF、TEV和UA校準(zhǔn)，影響設(shè)備準(zhǔn)確度。

用戶名：administrator

密碼：0

對于傳感器選擇不同頻帶，都應(yīng)進行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)后會提示已校準(zhǔn)信息。

報警

預(yù)警閾值：輸入當(dāng)前傳感器預(yù)警閾值，當(dāng)測得局放幅值小于該值時為綠色正常信號。

報警閾值：輸入當(dāng)前傳感器報警閾值，當(dāng)測得局放幅值大于等于預(yù)警閾值且小于報警閾值時為黃色預(yù)警信號，當(dāng)大于等于報警閾值時為紅色報警信號。

1.1    檢測通道顯示模式—波形圖

點擊圖5-9中 “顯示模式”按鈕，切換到波形圖模式。

5.6   檢測通道顯示模式—統(tǒng)計圖

二維圖譜（指紋圖）

該模式下縱軸代表放電水平，橫軸代表相位0-360度，不同的像素顏色代表不同的放電頻次(0%到100%分別指示放電頻次由低到高)。

點擊“清理統(tǒng)計”按鈕開始重新統(tǒng)計。

二維圖譜（N-Φ）

縱軸代表放電次數(shù)，橫軸代表相位，該模式將若干周波局部放電信號進行統(tǒng)計和處理，反應(yīng)出放電次數(shù)與發(fā)生放電相位的關(guān)系。

二維圖譜（Q-Φ）

縱軸代表放電水平，橫軸代表相位，該模式將若干周波局部放電信號進行統(tǒng)計和處理，反應(yīng)出局部放電量與發(fā)生放電相位的關(guān)系。

三維圖譜（Q-Φ-T）

該模式縱軸代表放電水平，橫軸代表相位，Z軸代表時間，脈沖不同顏色代表放電水平的大小不同，右側(cè)顏色標(biāo)識代表縱軸不同的百分比所使用的不同顏色。通過該模式可以區(qū)分干擾和放電，以及隨時間變化不同相位信號的變化。

5.7   開相位窗

每一個通道的波形顯示窗口內(nèi)，可以同時開兩個紅色子窗口（相位窗）。此功能，一般用來避開某些相位的干擾，對所開窗相位內(nèi)的波形進行讀數(shù)，以下稱開窗。

a)  開窗操作

b)  關(guān)窗操作

需要關(guān)閉哪一個相位窗口，就將鼠標(biāo)的光標(biāo)放置在哪一個相位窗（紅色矩形框）內(nèi)，單擊鼠標(biāo)左鍵，即可關(guān)閉該窗口。在存在兩個相位窗口的情況下，再進行開窗操作可以關(guān)閉前兩個相位窗口。

5.8  脈沖分析

運行過程中還可以對局放數(shù)據(jù)進行脈沖分析，即對已經(jīng)采集的數(shù)據(jù)可以詳細查看波形形狀，從而分析放電波形的性質(zhì)。

要進行脈沖分析，首先要進行開窗操作，并保證開一個相位窗，把要分析的波形選進所開窗口內(nèi)，然后點擊5.16中“分析”按鈕，即彈出開窗分析界面。

開窗分析提供了對幅值顯示的動態(tài)縮放，脈沖左右移動和水平壓縮拉伸功能，按鍵均采用可加速處理，長按自動加速。脈沖分析窗口中提供了峰值顯示和光標(biāo)處放電幅值水平顯示。點擊脈沖顯示區(qū)，光標(biāo)隨之移動，同時水平拉伸和壓縮以其為基準(zhǔn)進行縮放，從而實現(xiàn)快速對脈沖信號的捕捉和展開。

5.9   頻譜分析
在圖5-17中點擊“頻域”按鈕就進入頻譜分析窗口。它是對脈沖分析窗口內(nèi)波形的頻譜展開分析。

按[頻域]/[時域]按鈕，就可在脈沖分析窗口和頻譜分析窗口之間切換。

5.10  報警、報警歷史和很大讀數(shù)功能

報警功能：色彩編碼類似于交通指示燈，可根據(jù)設(shè)定閾值進行報警提示。

正常：局部放電在正常范圍內(nèi)，為綠燈。

預(yù)警：局部放電大于預(yù)警值且小于報警值，為黃燈。

報警：局部放電大于報警值，為紅燈。

報警歷史讀數(shù)：以流動柱狀態(tài)圖的形式顯示*近 64 個測量值，色彩編碼類似于交通指示燈?？牲c擊“復(fù)位歷史”對報警歷史進行復(fù)位。

很大讀數(shù)：進入該傳感器測量以來，所測得的很大讀數(shù)，點擊“復(fù)位很大”可對很大讀數(shù)進行復(fù)位。

5.11   查看采樣滿幅比例以及顯示縮放倍數(shù)

對于采樣數(shù)據(jù)，軟件提供了對采樣數(shù)據(jù)滿幅比例的指示；同時在波形圖模式下軟件提供對顯示波形縮放比例的提示，方便用戶在兩通道對比時將縮放比例放在同一位置。

5.12    增益控制

自動增益：軟件根據(jù)設(shè)定，自動調(diào)節(jié)增益狀態(tài)。

手動調(diào)節(jié)增益：軟件提供了對當(dāng)前增益狀態(tài)指示，提示用戶手動調(diào)節(jié)至合適的增益，保證測量的準(zhǔn)確性。

增益放大倍數(shù)過高：提示向低放大倍數(shù)方向調(diào)節(jié)。

增益放大倍數(shù)過低：提示向高放大倍數(shù)方向調(diào)節(jié)。

增益合適：無需調(diào)節(jié)。

5.13  數(shù)據(jù)存儲

數(shù)據(jù)存儲前，用戶還必須輸入檢測位置信息（圖5-24），建立檢測位置與檢測數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系。便于用戶事后數(shù)據(jù)的分析，報告的生成。

記錄存儲

記錄存儲可選手動記錄和自動記錄，軟件會在SD卡中建立存儲數(shù)據(jù)庫和原始數(shù)據(jù)文件，例如：

試驗名稱為：WBPD

則記錄存儲數(shù)據(jù)庫為：Storage Card\試驗管理\WBPD\數(shù)據(jù)\WBPD.db3

記錄原始數(shù)據(jù)為：Storage Card\試驗管理\WBPD\數(shù)據(jù)\%d-%d-%d_%02d-%02d-%02d.dat

其中%d-%d-%d_%02d-%02d-%02d為當(dāng)前記錄存儲時刻。

原始記錄可供時域脈沖分析使用。

圖片存儲

軟件每記錄一條數(shù)據(jù)，會將每個通道的圖片以bmp格式存儲到SD卡中，以后導(dǎo)出查看，具體存儲路徑為：

試驗名稱為：WBPD

圖片存儲為：Storage Card\試驗管理\WBPD\圖片\統(tǒng)計圖\ CHX_波形圖X.bmp

其中第1個X為通道標(biāo)識，后一個X為記錄號標(biāo)識。

同時軟件提供抓屏功能，將圖片存儲在：Storage Card\試驗管理\WBPD\圖片\屏幕抓圖\ bmpX.bmp

5.14  瀏覽記錄回放分析

軟件提供對記錄的分析和查看功能，方便用戶對已檢測記錄數(shù)據(jù)的事后分析處理。

查看記錄可自動播放，也可逐條瀏覽，也可定位某一記錄進行脈沖分析。

5.15  外部觸發(fā)的使用

在現(xiàn)場試驗時，為了得到穩(wěn)定而且準(zhǔn)確的相位，可以采用外部觸發(fā)方式，在系統(tǒng)設(shè)置里，將觸發(fā)方式改成外部觸發(fā)，主機后面板接線如圖，將外同步模塊接到試驗電源上，點擊運行，此時放電相位為穩(wěn)定而準(zhǔn)確的相位。

5.16  充電及電池更換

本儀器內(nèi)置高性能鋰電池，其容量高達4Ah，充滿電后可供本儀器連續(xù)工作6~8個小時。當(dāng)內(nèi)置電池電量不足時儀器自動報警，此時應(yīng)把需要保存的數(shù)據(jù)及時保存，并關(guān)閉機器及時充電。

對本儀器內(nèi)置電池進行充電時，把本儀器配帶專用電源適配器的交流端插頭（普通三芯插頭）插入AC220V電源插座內(nèi)，并通電，然后把電源適配器直流端插頭插入儀器后面板的充電插座中，即開始對電池充電。在充電過程中，充電指示燈為桔紅色，充電指示燈變?yōu)榫G色后表示電池已充滿電，此時拔除電源適配器即完成整個充電過程，整個充電過程大約需要4.5小時左右的時間。如果接入電源適配器后充電指示燈不亮，表示充電線路有故障，請檢查電源適配器是否通電。

注：對本儀器內(nèi)置電池進行充電時，必須使用本儀器配帶的專用電源適配器充電，不得使用其它電源，否則可能造成電池或儀器損壞！ 

六、開關(guān)柜局部放電檢測

開關(guān)柜局部放電檢測采用TEV傳感器、超聲傳感器在線檢測高壓開關(guān)柜局部放電情況。 設(shè)備采用便攜式，操作簡單，TEV傳感器貼在箱壁，超聲波傳感器沿著開關(guān)柜上的縫隙掃描檢測，對高壓開關(guān)及開關(guān)柜無任何損害，所有的檢測對高壓開關(guān)及開關(guān)柜設(shè)備的運行不產(chǎn)生任何影響。

可同時利用超聲、TEV檢測法進行巡檢，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)全功能檢測。

檢測過程實現(xiàn)即時測量、顯示PD數(shù)據(jù)及放電波形，同時可對其進行保存，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，供設(shè)備今后的分析比較，對某一設(shè)備的測試結(jié)果可以通過橫向比較和縱向比較兩種方法確定放電發(fā)生及定位放電位置。

6.1   系統(tǒng)構(gòu)成

6.2  暫態(tài)對地電壓（TEV）檢測工作原理

現(xiàn)場對于高壓開關(guān)柜的帶電巡檢方式采用瞬時地電壓（TEV）檢測方式。當(dāng)高壓開關(guān)柜中出現(xiàn)局部放電以后，沿放電通道將會有過程極短的脈沖電流產(chǎn)生，并激發(fā)瞬態(tài)電磁波。放電過程的時間比較短，電流脈沖的陡度比較大，輻射高頻電磁波的能力比較強，可以通過金屬外殼的開孔向外傳播，這些開孔可以是外殼密封墊圈或者其他絕緣部件周圍的間隙。這些高頻電磁波傳播到開關(guān)柜外面時，會在金屬外殼上產(chǎn)生瞬時對地電壓。瞬時地電壓在幾個毫伏至幾伏的范圍內(nèi)，只有幾個納秒的上升時間，將專用的TEV傳感器布置在開關(guān)柜外面，采用這種非侵入方式來檢測局放活動。測量原理如下圖所示：

暫態(tài)對地電壓法檢測部位主要是母排（連接處、穿墻套管，支撐絕緣件等）、斷路器，CT、PT、電纜等設(shè)備所對應(yīng)到開關(guān)柜柜壁的位置，這些設(shè)備大部分位于開關(guān)柜前面板中部及下部，后面板上部、中部及下部、側(cè)面板的上部、中部及下部。開關(guān)柜暫態(tài)對地電壓法檢測部位如下圖：

6.3   超聲波檢測工作原理

局部放電產(chǎn)生的聲波的頻譜很寬，可以從幾十Hz 到幾MHz，其中頻率低于20kHz 的信號能夠被人耳聽到，而高于這一頻率的超聲波信號必須用超聲波傳感器才能接收到。通過測量超聲波信號的聲壓大小，可以推測出放電的強弱。

超聲波檢測過程中，應(yīng)將超聲波傳感器沿著開關(guān)柜上的縫隙掃描檢測。開關(guān)柜超聲法檢測部位可參考圖6-3進行測試。

6.4   傳感器技術(shù)參數(shù)

6.5  巡檢流程

開關(guān)柜局部放電檢測流程如下：

1) 按照5.1節(jié)中步驟，新建試驗檔案。

2) 按照5.4節(jié)中打開“系統(tǒng)設(shè)置”對話框，如果不接外同步模塊，則“觸發(fā)方式”設(shè)置成軟件同步，若接外同步模塊，則設(shè)置成外部觸發(fā)；記錄采用手動方式記錄；增益調(diào)節(jié)選中自動調(diào)節(jié)，其他增益相關(guān)默認(rèn)；對CH1傳感器配置成TEV模式，供電—開（通道指示燈點亮），CH2配置成UA-A模式，供電—開（通道指示燈點亮）；對其它采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。點擊確定，回到主界面。

3) 點擊主界面“運行”按鈕，將顯示模式調(diào)成波形模式，進行檢測。首先對環(huán)境進行檢測，記錄環(huán)境空氣和金屬部件的背景噪聲。然后按順序?qū)﹂_關(guān)柜逐個進行檢測，并手動記錄相應(yīng)數(shù)值及波形，同時也可以記錄統(tǒng)計波形供后期分析。詳細步驟如下：

a) 首先將測試儀的TEV傳感器指向空氣中,測量開關(guān)室內(nèi)大氣背景噪聲,記錄數(shù)據(jù)和波形;

b) 將TEV傳感器與開關(guān)室內(nèi)金屬物件緊密接觸,測試開關(guān)室金屬物體的背景噪聲,記錄數(shù)據(jù)和波形;

c) 將TEV傳感器與開關(guān)柜柜體緊密接觸,測試開關(guān)柜局放幅值和波形情況,分別測試開關(guān)柜正面中間及下部,背面及側(cè)面的上、中、下部位，記錄測試結(jié)果；

d) 將超聲傳感器沿著開關(guān)柜上的縫隙進行掃描檢測，監(jiān)聽異常聲音信號，并測試開關(guān)柜超聲波局放幅值和波形，分別測試開關(guān)柜正面及背面的縫隙部位，記錄測試結(jié)果。

4) 試驗完畢后，將SD卡中的數(shù)據(jù)拷貝到PC機，用報告生成軟件將報告導(dǎo)出，并對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行橫向縱向分析，對開關(guān)柜進行評估。

注意事項：

a)程中，TEV傳感器應(yīng)垂直于開關(guān)柜表面，并且與柜體緊密接觸

b) 盡量靠近觀察窗等局部放電信號等易泄漏部位的金屬面板上
c) 側(cè)面無法檢測時可以跳過
d) 禁止使用無線通信設(shè)備
e) 試中應(yīng)減少走動，停止其他工作，減少噪聲產(chǎn)生
f) 常設(shè)備的檢測結(jié)果應(yīng)與背景噪聲及在同等條件下同類設(shè)備無明顯差異
g) 次讀數(shù)時，為確保數(shù)值穩(wěn)定，先按下停止按鈕，再進行數(shù)據(jù)和波形記錄

七、GIS局部放電檢測

GIS局部放電檢測采用特高頻法、超聲波法檢測，可根據(jù)實際情況選擇傳感器類型，亦可兩種檢測方法同時使用。

特高頻檢測法：可有效檢測GIS內(nèi)部的由懸浮顆粒、導(dǎo)體和殼體上的突起、盆式絕緣子內(nèi)部絕緣缺陷等原因引起的局部放電。特高頻傳感器的檢測頻率范圍：300MHz～1.5GHz，由于檢測頻率高可有效的避免現(xiàn)場干擾。

超聲波檢測法：可以檢測、識別和定位GIS中的局部放電故障或振動的微粒，不需要預(yù)先在GIS上安裝內(nèi)部耦合器和傳感器，檢測時可在胸前背挎本儀器，手持傳感器在GIS的腔體進行檢測。超聲傳感器的頻率范圍：20kHz～120kHz。

7.1  系統(tǒng)構(gòu)成

7.2   UHF檢測工作原理

GIS發(fā)生絕緣故障的原因是其內(nèi)部電場的畸變，往往伴隨著局部放電現(xiàn)象，產(chǎn)生脈沖電流，電流脈沖上升時間及持續(xù)時間僅為納秒( nS ) 級，該電流脈沖將激發(fā)出高頻電磁波，其主要頻段為0.3—3GHz，該電磁波可以從GIS上的盤式絕緣子處泄露出來，采用特高頻傳感器(頻段為0.3—3GHz )測量絕緣縫隙處的電磁波，然后根據(jù)接收的信號強度來分析局部放電的嚴(yán)重程度。

優(yōu)點:可以帶電測量，測量方法不改變設(shè)備的運行方式，并且可以實現(xiàn)在線連續(xù)監(jiān)測。可有效地抑制背景噪聲，如空氣電暈等產(chǎn)生的電磁干擾頻率一般均較低,特高頻方法可對其進行有效抑制?？垢蓴_能力強。

缺點：僅僅能知道發(fā)生了故障，但不能對發(fā)生故障的點進行準(zhǔn)確的定位。而且目前沒有相應(yīng)的國際及國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，不能給出一個放電量大小的結(jié)果。

7.3  超聲波檢測工作原理

GIS內(nèi)部產(chǎn)生局部放電信號的時候，會產(chǎn)生沖擊的振動及聲音，GIS局部放電會產(chǎn)生聲波，其類型包括縱波、橫波和表面波?？v波通過氣體傳到外殼、橫波則需要通過固體介質(zhì)（比如絕緣子等）傳到外殼。通過貼在GIS外殼表面的壓電式傳感器接收這些聲波信號，以達到監(jiān)測GIS局放的目的。因此可以用在腔體外壁上安裝的超聲波傳感器來測量局部放電信號。

優(yōu)點：傳感器與 GIS設(shè)備的電氣回路無任何聯(lián)系，不受電氣方面的干擾。設(shè)備使用簡便，技術(shù)相對比較成熟，現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗比較豐富， 可不改變設(shè)備的運行方式進行帶電測量，由于測量的是超聲波信號，因此對電磁干擾的抗干擾能力比較強，可以對缺陷進行定位。

缺點：聲音信號在 氣體中的傳輸速率很低(約340m/s )，且信號 中的高頻部分衰減很快，信號通過不同介質(zhì)的時候傳播速率不同，且在不同材料的邊界處會產(chǎn)生反射，因此信號模式變得很 復(fù)雜。另外傳感器監(jiān)測有效范圍較小，對大型設(shè)備器需要眾多的傳感器，現(xiàn)場應(yīng)用較為不便。

7.4  UHF和超聲波聯(lián)合檢測

步驟：

1.在GIS盆式絕緣子處放置UHF傳感器，進行特高頻檢測，進行電磁波信號的測量，判斷是否存在電磁波信號。

2.使用超聲傳感器逐點進行聲信號檢測，判斷是否存在聲信號。之后根據(jù)出現(xiàn)的幾種具體情況進行進一步的分析判斷。

處理方法：

如果電信號和聲信號都存在，則使用特高頻法根據(jù)盆式絕緣子的位置進行粗略定位 ， 同時使用超聲法進行**定位，如果兩者都定位到同一個GIS腔體且表現(xiàn)一致，則判斷該腔體內(nèi)部存在放電故障，具有絕緣缺陷，應(yīng)根據(jù)具體情況進行進一步跟蹤檢測或采取相應(yīng)措施 。

如果只測量到了特高頻電磁波信號而沒有超聲波信號，則應(yīng)通過改變UHF傳感器的位置擺放和傳感器的方向性及信號的頻率分布，判斷是否是周圍設(shè)備發(fā)生了局部放電或者是否存在另外的干擾源，并對GIS設(shè)備進行重點跟蹤觀察 。 

如果超聲波法測量到了聲信號而特高頻法沒有測量到電磁波信號，則在使用超聲法在 超聲信號*大的部位進行精準(zhǔn)定位。通過具體位置及設(shè)備結(jié)構(gòu)進行分析，是否是設(shè)備本身的正常振動或者是設(shè)備的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致特高頻信號衰減很大，不能通過檢測位置測量到。并對設(shè)備進行重點跟蹤觀察。

7.5  傳感器技術(shù)參數(shù)

7.6   巡檢流程

GIS局部放電檢測流程如下：

1) 按照5.1節(jié)中步驟，新建試驗檔案。

2) 按照5.4節(jié)中打開“系統(tǒng)設(shè)置”對話框，如果不接外同步模塊，則“觸發(fā)方式”設(shè)置成軟件同步，若接外同步模塊，則設(shè)置成外部觸發(fā)；記錄采用手動方式記錄；增益調(diào)節(jié)選中自動調(diào)節(jié)，其他增益相關(guān)默認(rèn)；對CH1傳感器配置成UHF模式，供電—開（通道指示燈點亮），CH2配置成UA-P模式，供電—開（通道指示燈點亮）；對其它采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。點擊確定，回到主界面。

3) 點擊主界面“運行”按鈕，將顯示模式調(diào)成波形模式，進行檢測。用UHF通道對盆式絕緣子位置進行檢測，用超聲通道對腔體進行檢測，手動記錄相應(yīng)數(shù)值及波形，同時也可以記錄統(tǒng)計波形供后期分析。

試驗完畢后，將SD卡中的數(shù)據(jù)拷貝到PC機，用報告生成軟件將報告導(dǎo)出，對GIS進行評估。

八、  變壓器局部放電檢測

變壓器局部放電檢測采用超聲波法、脈沖電流法及電、聲綜合法檢測。

超聲波法：在變壓器（電抗器）內(nèi)部一旦發(fā)生局部放電，就會產(chǎn)生超聲波信號，以球面波形式向周圍傳播，只要在變壓器（電抗器）箱壁外側(cè)放置超聲傳感器，就可以接收到放電產(chǎn)生的超聲波信號。

脈沖電流法：變壓器（電抗器）的繞組與鐵芯之間為絕緣材料，存在分布電容，而放電信號是幾百千赫到幾兆赫的高頻信號，能通過該電容從繞組傳到鐵芯，在鐵芯或夾件接地線上卡裝高頻電流傳感器能夠檢測到局放脈沖信號。

電、聲綜合法檢測是將脈沖電流法、超聲波法綜合使用（簡稱電、聲綜合檢測法），該方法既能結(jié)合兩種檢測方法的優(yōu)點，全方位檢測各種類型的放電信號，還能通過電、聲之間的時間差來判斷局部放電故障點的位置。

8.1 系統(tǒng)構(gòu)成

8.2   檢測原理

局部放電信號在變壓器內(nèi)的傳播途徑：

1)脈沖電流（LC傳輸回路）

2)高頻電磁波（需要變壓器內(nèi)預(yù)置特高頻天線）

超聲波

局放信號取樣方法：

1) 寬帶電流互感器  

1) 天線（需要變壓器內(nèi)預(yù)置特高頻天線）

2) 超聲傳感器

8.3  檢測位置

利用寬頻帶電流互感器（WBCT）接收信號位置為：

1)  鐵心接地線

2)  零線接地線   

3)  經(jīng)改造后的套管末屏

4)  油箱接地線

利用超聲波檢測則在油箱箱壁處檢測。

8.4   WBCT現(xiàn)場校準(zhǔn)

局部放電測試一個很重要的步驟就是校正，但是帶電局部放電在線檢測都是在設(shè)備運行狀態(tài)下，無法在待測物上注入校正信號，所以在線局部放電測試法

是利用比較法或者間接校準(zhǔn)方式來校正，也就是校正信號直接注入到傳感器來校正，此方法在IEC-62478稱為性能及靈敏度確認(rèn)。

WBCT采用現(xiàn)場校準(zhǔn)方法，未校準(zhǔn)測得的數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)。打開“系統(tǒng)設(shè)置”對話框如 REF _Ref434309176 \r \h 圖5-7，對HFCT通道進行校準(zhǔn)。

校準(zhǔn)的過程如下：

1)將校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器按圖8-4方法接入試驗回路，并施加適當(dāng)?shù)姆烹娒}沖。

2)根據(jù)校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器輸出的電荷量，輸入需要校準(zhǔn)的放電值。

3)點擊 “校準(zhǔn)”按鈕，并在彈出的確認(rèn)框中選擇“確定”后，校正過程開始，同時，“校準(zhǔn)”按鈕變?yōu)椤氨４妗卑粹o。

4)持續(xù)幾秒后，待放電檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定后按“保存”按鈕，保存所對應(yīng)通道的校準(zhǔn)結(jié)果。

5)校正完畢后應(yīng)拆除校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器，準(zhǔn)備正式檢測。

8.5 傳感器技術(shù)參數(shù)

8.6  巡檢流程

變壓器局部放電檢測流程如下：

1)按照5.1節(jié)中步驟，新建試驗檔案。

2)按照5.4節(jié)中打開“系統(tǒng)設(shè)置”對話框，如果不接外同步模塊，則“觸發(fā)方式”設(shè)置成軟件同步，若接外同步模塊，則設(shè)置成外部觸發(fā)；記錄采用手動方式記

錄；增益調(diào)節(jié)選中自動調(diào)節(jié)，其他增益相關(guān)默認(rèn)；對CH1傳感器配置成HFCT模式，供電—關(guān)（通道指示燈熄滅），CH2配置成UA-P模式，供電—開（通道指示燈點亮）；對其它采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。

3)按照 REF _Ref434309604 \r \h 8.4節(jié)中的方法對HFCT進行現(xiàn)場校準(zhǔn)。

4)點擊主界面“運行”按鈕，將顯示模式調(diào)成波形模式，根據(jù) REF _Ref434309617 \r \h 8.3節(jié)中的檢測方法進行檢測，并手動記錄相應(yīng)數(shù)值及波形，同時也可以記錄統(tǒng)計波形供后期分析。

5) 試驗完畢后，將SD卡中的數(shù)據(jù)拷貝到PC機，用報告生成軟件將報告導(dǎo)出，對變壓器進行評估。

九、電纜局部放電檢測

電纜局部放電檢測采用脈沖電流法和局部放電定位探測器檢測。

9.1系統(tǒng)構(gòu)成

9.2  檢測原理

由于制造或安裝的缺陷，會在電纜端頭（接頭）的絕緣部分發(fā)生放電，直至發(fā)生絕緣擊穿損壞，有的會發(fā)生著火或爆炸。所以，如何在事故發(fā)生之前發(fā)現(xiàn)

障隱患是解決問題的關(guān)鍵。這就需要我們有帶電檢測的手段。

脈沖電流法：在高壓電纜中，導(dǎo)線和金屬屏蔽之間由絕緣材料隔開形成分布電容，該電容約為幾百pF，對高頻信號形成通路。因此，高頻的局部放電信號

由分布電容對接地引線構(gòu)成回路傳輸，在電纜接頭屏蔽接地線上安裝高頻電流傳感器可檢測到放電脈沖信號，并能夠確定局部放電的量值。

局部放電定位探測器法：WBPCD-5000局部放電定位探測器集電信號和超聲信號的檢測于一體，其操作簡單方便，與試品無任何接線，非接觸測試。定位準(zhǔn)確，探測器內(nèi)安裝了電、聲空間定位傳感器，通過對電、聲信號幅值和時差變化的分析，可準(zhǔn)確定位放電點的位置。

電纜接頭發(fā)生放電的幾個階段

無放電信號：利用WBPCD-5000局部放電定位探測器接收不到任何電信號和超聲信號。說明該接頭絕緣狀況良好。

發(fā)生微弱放電：

利用WBPCD-5000局部放電定位探測器可接收到微弱的電信號，但收不到超聲信號。說明該接頭已存在絕緣缺陷，但在短時間內(nèi)不會發(fā)生穿故障，可進行跟蹤檢測觀察。 ?和時差變化的分析，可準(zhǔn)確定位放電點的位置。

發(fā)生較強放電：利用WBPCD-5000局部放電定位探測器可接收到較強的電信號，但收不到超聲信號。說明該接頭已存在較嚴(yán)重絕緣缺陷，放電有可能發(fā)生在內(nèi)部，超聲波信號的衰減較嚴(yán)重，所以暫時收不到超聲信號，在這種情況下，可加緊跟蹤觀察，也可考慮維修更換。

發(fā)生嚴(yán)重放電：利用組合探測器可接收到較強的電信號，也可收到到超聲信號。說明該接頭已存在較嚴(yán)重絕緣損壞，應(yīng)立即維修更換。

9.3  WBCT現(xiàn)場校準(zhǔn)

參見8.4節(jié)中的校準(zhǔn)方法。

9.4   傳感器技術(shù)參數(shù)

9.5  巡檢流程

電纜局部放電檢測流程如下：

1) 按照5.1節(jié)中步驟，新建試驗檔案。

2) 按照5.4節(jié)中打開“系統(tǒng)設(shè)置”對話框，如果不接外同步模塊，則“觸發(fā)方式”設(shè)置成軟件同步，若接外同步模塊，則設(shè)置成外部觸發(fā)；記錄采用手動方式記錄；增益調(diào)節(jié)選中自動調(diào)節(jié)，其他增益相關(guān)默認(rèn)。

采用HFCT檢測時對CH1傳感器配置成HFCT模式，供電—關(guān)（通道指示燈熄滅），若采用單HFCT則只使用CH1,對其它采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。繼續(xù)第三步操作。

采用WBPCD-5000局部放電定位探測器時，CH1傳感器配置成CB-UA模式，供電—關(guān)（通道指示燈熄滅），CH2傳感器配置成CB-E模式，供電—關(guān)（通道指示燈熄滅），其他采用默認(rèn)設(shè)置。不進行校準(zhǔn)，直接進行第四部操作。

3)按照8.4節(jié)中的方法對CT進行現(xiàn)場校準(zhǔn)。

4)點擊主界面“運行”按鈕，將顯示模式調(diào)成波形模式，根據(jù)9.2節(jié)中的檢測方法進行檢測，并手動記錄相應(yīng)數(shù)值及波形，同時也可以記錄統(tǒng)計波形供后期分析。

5）試驗完畢后，將SD卡中的數(shù)據(jù)拷貝到PC機，用報告生成軟件將報告導(dǎo)出，對電纜進行評估。

十、 巡檢報告

巡檢數(shù)據(jù)可通過SD卡導(dǎo)出到PC機中，從而完成用戶報告的創(chuàng)建。報告生成要求PC機應(yīng)安裝Microsoft Word2003和SQLite數(shù)據(jù)報告生成系統(tǒng)Version1.0。

SQLite數(shù)據(jù)報告生成系統(tǒng)Version1.0主界面如下:

十一、  現(xiàn)場干擾及處理方法

1) 戶外架空線的強電暈干擾會對開關(guān)室的進線柜及相鄰柜的超聲波和暫態(tài)對地電壓測試值造成影響。

2) 主變冷卻器等大電機運轉(zhuǎn)時由于內(nèi)部線圈的轉(zhuǎn)動會在外殼產(chǎn)生較高的暫態(tài)對地電壓測試值，進而對開關(guān)室的進線柜及相鄰柜的超聲波和暫態(tài)對地電壓測試值造成影響。

3) 蓄電池屏柜和直流屏柜由于內(nèi)部的整流電路，其暫態(tài)對地電壓測試值會異常高，但影響范圍小，在2、3 米開外即可忽略。

4) 靠近燈源會使超聲波測試值異常大。

5) 屋頂日光燈損壞后鎮(zhèn)流器不停啟動會導(dǎo)致暫態(tài)對地電壓測試值提高很多，其影響范圍較大，可以覆蓋一個主控室或高壓開關(guān)室。

6) 開關(guān)柜背面的帶電指示器會造成暫態(tài)對地電壓測試值偏高。

7) 有些電子電路版、控制箱等會產(chǎn)生一定的干擾，對暫態(tài)對地電壓測試值產(chǎn)生影響，但影響范圍**于與其連接的金屬面，且不超過0.5m 的距離，如消防控制箱、開關(guān)柜就近控制保護屏等。

8) 鬧市區(qū)的構(gòu)架暫態(tài)對地電壓測試值受車輛等原因影響很大，但存在房屋的屏蔽措施時，內(nèi)部的設(shè)備受影響較小。

9) 人耳可聽的聲音等會對超聲波測試帶來極大干擾。

10) 電暈放電可明顯增大超聲測試法的數(shù)值，且其聲響與開關(guān)柜內(nèi)部產(chǎn)生的聲音基本類同。

11) 超聲測試法的干擾源影響距離一般較小，且有一定的方向性。

現(xiàn)場干擾的處理：

1) 關(guān)閉干擾源，如一些室內(nèi)的排風(fēng)扇、日光燈等。

2) 采用不同的時間進行測試。

3) 避開無線電及其它電子裝置的干擾信號。

4) 通過局部放電定位儀確定信號的傳播方向來確定與被測設(shè)備相距較遠的放電干擾源等方法實現(xiàn)。

電科院立即行動，組織專業(yè)人員奔赴北京某500千伏變電站開展六氟化硫分解產(chǎn)物測試。六氟化硫分解產(chǎn)物檢測氣室多、時間長、設(shè)備重，是一件體力和技術(shù)雙重考驗的工作，電科院專業(yè)人員一絲不茍，選取電化學(xué)方法、氦離子色譜法等保質(zhì)保量開展檢測任務(wù)，通過帶電檢測互查專項檢測工作，協(xié)助研判重要設(shè)備運行狀態(tài)，并加強與北京公司相關(guān)專家檢測技術(shù)和經(jīng)驗交流，保障設(shè)備迎峰度夏期間可靠穩(wěn)定運行，為國網(wǎng)公司超特高壓設(shè)備穩(wěn)定運行保駕護航。

下一步，電科院將做好六氟化硫氣體凈化裝置和檢測設(shè)備維護調(diào)試，為迎峰度夏期間六氟化硫氣體檢測工作做好準(zhǔn)備，同時發(fā)放六氟化硫氣體管控宣傳手冊，持續(xù)推動六氟化硫氣體管控工作，為天津電網(wǎng)可靠穩(wěn)定運行和雙碳目標(biāo)實現(xiàn)提供技術(shù)支撐。

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