GIS局部放电异常判断

GIS局部放电异常判断使用超声波局部放电检测仪对检测点逐一进行检测，如检测到超声波信号与背景信号一致，则判断为正常。如有异常信号，首先进行干扰信号排除；若确定为干扰信号，则继续下一检测点检测；若确定为内部信号，进行局放电源位置精确定位和类型判断。信号检测主要包括仪器连接设置、仪器工况检查、信号检测。注：本手册以AIA-2超声波检测仪为例，介绍异常信号查找流程。其他型号仪器参照执行。根据现场需要进行仪器接线，包括两种方式：一是传感器与检测主机直接连接，该方式适用于单人操作。传感器与检测主机直接连接单人检测异常判断流程--仪器连接设置二是传感器通过前置放大器与检测主机连接，放大器增益选择40dB，该方式适用于高处检测。传感器通过前置放大器与检测主机连接高处检测异常判断流程--仪器连接设置接线完成后，按下开机键，仪器启动，开机后按“setup”键进入参数设置。合上检测仪开关参数设置异常判断流程--仪器连接设置使用仪器前面板传感器（SENSOR）接口时，“down/up”将信号源选择设置为Preamp100x；使用仪器后面板传感器(BNC1x)接口时，按“down/up”将信号源选择设置为BNC1x。仪器传感器（SENSOR）接口信号源选择异常判断流程--仪器连接设置按上/下键调整下限频率为10kHz，上限频率为100kHz，其他采用系统默认参数。按“Meas”键进入连续测量模式。上下限频率设置连续测量模式异常判断流程--仪器连接设置仪器参数设置完成后，用手指轻触传感器测试面，观察仪器信号是否有变化，以判断整个检测系统是否工作正常。异常判断流程--仪器工况检查a)背景信号检测将仪器调节到最小量程，在连续模式下进行背景信号检测。若现场空间噪声较小时，可将传感器置于空气中，仪器所测得的数据即为背景值，若现场空间噪声较大时，应在传感器上均匀涂抹专用耦合剂，将传感器置于设备架构上，仪器所测得的数据即为背景值。传感器在空气中传感器在架构上异常判断流程--信号检测使用移动终端扫描检测点标识上的条形码，获取当前检测点信息，准备检测，清洁壳体表面，在传感器与检测点部位间均匀涂抹专用耦合剂，将传感器放置在壳体检测点上，适当施加压力，以尽可能减小检测信号的衰减。动终端扫描检测点条形码在传感器上涂抹耦合剂异常判断流程--信号检测当检测部位较低时，可单人操作。c)检测断路器下方d)检测断路器侧上方低处单人检测a)检测导体连接处b)检测电流互感器异常判断流程--信号检测当检测部位较高时，宜将传感器固定在专用检测杆上进行检测，检测过程中应保持专用检测杆稳定，如使用梯凳、人字梯等登高工具，应避免接触外壳，防止产生干扰。高处利用专用检测杆进行检测异常判断流程--信号检测在连续模式下进行检测，观察信号变化情况。如信号峰值与背景值相比无明显变化，且连续测量模式中无50Hz或100Hz频率相关性，则认为无异常信号。如信号峰值明显增大或有明显的50Hz或100Hz频率相关性出现，应首先进行干扰信号排除，若确定设备内部存在异常信号，进行信号源定位和信号类型识别。信号检测时，每个检测点的检测时间不少于15秒；干扰信号排除或放电源定位时，每个检测点的检测时间不少于30秒。若发现异常信号可进入相位模式和脉冲模式进一步分析，检测前应进行信号同步，同步方式主要有内同步和外同步。内同步：当对运行中设备进行检测时，将后面板同步选择开关拨到“Int.Sync”一侧，取现场检修电源电压作为同步信号。外同步：当交流耐压过程中进行检测时，将仪器后面板同步开关拨到“Ext.Sync”一侧，取试验（谐振）电源电压作为外同步信号。异常判断流程--信号检测选择内同步方式选择外同步方式异常判断流程--信号检测在连续测量模式下按“Pulse”键进入脉冲测量模式，在脉冲测量模式下，按“Phase”键，进入相位测量模式。脉冲测量模式相位测量模式异常判断流程--信号检测在脉冲模式或相位模式下，按“New”键可采集放电信（共1000个点），形成图谱，脉冲模式或相位模式采集完成后，按“Store”键进行保存，连续模式的实时图谱也同时进行了保存。对放电信号采集1000个点对信号进行保存异常判断流程--信号检测影响检测的干扰信号一般有两种：电晕噪声和磁滞噪声。电晕噪声信号排除外部较强的电晕噪声通常会在相近GIS设备外壳上产生明显的干扰，如图36所示。检测时可能会在壳体上测得明显异常信号，该信号一般具备典型电晕放电特征或悬浮放电特征，但通常幅值较小。如产生电晕噪声干扰的敞开式设备电晕噪声信号排除外部较强的电晕噪声通常会在相近GIS设备外壳上产生明显的干扰。检测时可能会在壳体上测得明显异常信号，该信号一般具备典型电晕放电特征或悬浮放电特征，但通常幅值较小。异常判断流程--干扰信号排除a)连续模式图谱b)相位模式图谱电晕噪声干扰的典型图谱异常判断流程--干扰信号排除排除干扰的方法一般有两种，分别为比对法和遮盖法。a)比对法通过检测临近机构箱和端子箱上的信号对比识别，如临近机构箱和端子箱上有相似信号，则可判断a)对比机构箱检测信号b)对比临近端子箱检测信号背景噪声检测排除干扰的方法一般有两种，分别为比对法和遮盖法。a)比对法通过检测临近机构箱和端子箱上的信号对比识别，如临近机构箱和端子箱上有相似信号，则可判断为外部电晕噪声干扰。异常判断流程--干扰信号排除b)遮盖法采用吸音棉或吸音垫对异常信号部位进行遮盖，如信号明显减小即可最终判断为外部噪声。遮盖前、后超声信号图谱。遮盖法排除干扰异常判断流程--干扰信号排除遮盖前超声信号图谱遮盖后超声信号图谱异常判断流程--干扰信号排除磁滞噪声信号排除对于钢材质的壳体，如内部负荷电流较大时，壳体上磁滞噪声可能对检测信号产生干扰；GIS电压互感器由于是铁心结构，也会产生磁滞噪声。通常磁滞噪声干扰具有较明显的100Hz相关性，幅值较小，略大于背景噪声水平，一般在较大区域均出现。钢材质壳体产生磁滞噪声图谱。a)连续模式图谱b)相位模式图谱钢材质壳体磁滞噪声图谱异常判断流程--干扰信号排除GIS电压互感器磁滞噪声图谱a)连续模式图谱b)相位模式图谱GIS电压互感器磁滞噪声图谱异常判断流程--干扰信号排除超声波局部放电定位方法分为幅值法、频率法、时差法和声电联合法，具体流程如下：放电源定位流程异常判断流程--精确定位幅值法通过移动传感器，寻找信号最大位置。先在壳体轴向方向小距离的移动传感器，观察信号幅值变化，确定轴向上最大信号位置；然后在最大信号所在圆周上移动传感器，确定最大信号所在的具体位置。轴向移动传感器圆周方向移动传感器异常判断流程--精确定位在定位过程中，可通过信号检测区域大小，以及在检测区域内信号变化情况，判断信号源在外壳附近还是位于导体附近。一般来说，检测区域小，信号变化明显的为外壳信号；检测区域大，信号变化不明显的为导体信号，导体信号与壳体信号区域差别示意图。导体信号与壳体信号区域差别示意图异常判断流程--精确定位频率法通过幅值法确定最大信号位置处后，固定传感器在该位置，采用频率法确定放电源位于GIS设备壳体还是导体上。根据SF6气体对高频信号的衰减特性，通过改变检测带宽，观察信号幅值变化来判断放电源位置。检测带宽由10kHz~100kHz改为10kHz~50kHz时，信号变化明显的多位于壳体，信号变化不明显的多位于导体AIA-2超声波局部放电测试仪检测带宽设置异常判断流程--精确定位a)检测带宽为10kHz~100kHz图谱b)检测带宽为10kHz~50kHz信号源在壳体上信号变化图谱异常判断流程--精确定位a)检测带宽为10kHz~100kHz图谱b)检测带宽为10kHz~50kHz图谱信号源在导体上信号变化图谱异常判断流程--精确定位时差法在疑似故障部位放置两个及以上传感器，以首先到达传感器信号作为触发源，采用高速示波器检测传感器的信号，得到超声波从放电源至各个传感器的传播时间，根据超声波在GIS媒质中的传播速度和路径，确定局部放电源的具体位置。时差法定位波形图。时差法定位波形图异常判断流程--精确定位声电联合法当同时检测到超声波和特高频信号时，可采用声电联合法进行精确定位，在邻近盆式绝缘子上放置特高频传感器，将特高频信号作为放电起始时间，沿壳体轴向移动超声波传感器，寻找超声波与特高频信号时差最小位置的圆切面P，在圆切面P上绕壳体圆周移动超声波传感器，寻找超声波信号与特高频信号时差最小位置A，已知超声波在SF6气体传播的速度约140m/s，根据时差计算超声波传输距离，最终定位放电源位置。a)轴向移动b)圆周移动异常判断流程--精确定位c)寻找最小时差位置d)定位放电源声电联合法定位原理示意图异常判断流程--精确定位将特高频传感器固定在放电源附近盆式绝缘子上，移动超声波传感器，通过示波器观察并寻找距离特高频起始放电信号时差最小位置，对放电源进行精确定位。声电联合法定位检测现场图片异常判断流程--精确定位声电联合法定位检测波形图异常判断流程--精确定位放电源定位需使用基于示波器的局部放电定位分析仪，主要操作如下：注：以G1500局部放电定位分析仪为例介绍操作，其他仪器参照执行。首先，将局部放电定位分析仪和信号调理装置接地，并对仪器进行接线。定位分析仪连接异常判断流程--精确定位检查接线正确无误后打开信号调理器及示波器电源。打开信号调理器和示波器电源异常判断流程--精确定位仪器接线完成后，选择数字按钮，显示对应通道的信号波形，旋转幅值调节旋钮，选择信号幅值。选择对应通道信号波形选择信号幅值异常判断流程--精确定位通过垂直位置控制旋钮，调节通道波形上下位置。调节通道波形上下位置调节横坐标通过水平扫描速度旋钮调节横坐标单位至10ms。异常判断流程--精确定位打开触发参数设置，按显示屏下方对应“源”功能按钮，选择触发波形的信号通道。打开触发参数设置选择触发波形信号通道异常判断流程--精确定位调节触发值稍大于背景幅值，按“run/stop”按钮，绿色常亮显示动态波形，设置触发值略小于最大放电波形幅值，按“single”键截取单个放电波形，“run/stop”键红色常亮时，截取成功；若不能截取，应逐步调小触发值，直至截取成功。调节触发值稍大于背景幅值显示动态波形异常判断流程--精确定位设置触发值略小于最大放电波形幅值截取单个放电波形波形截取成功逐步调小触发值截取波形异常判断流程--精确定位通过水平扫描速度旋钮调节横坐标单位至1ms或2ms，按“single”截取放电波形，可多次截取选择合适的放电波形，也可通过“position”调节波形位置。调节横坐标单位至1ms或2ms截取放电波形异常判断流程--精确定位按测量键，出现计算标线，通过显示屏下方功能按钮，选择X轴后，分别选择X1或X2，将X1、X2标线移至两放电波形第一个波峰或者波谷位置，测量△t。打开计算标线测量△t异常判断流程--精确定位经过干扰排除，确定为设备内部异常信号并定位后，对异常信号进行类型识别。如连续模式下信号幅值异常，但无明显50Hz或100Hz相位相关性，怀疑GIS设备内部存在自由颗粒。为进一步确认局部放电类型，选择脉冲模式流程测试。如连续模式信号异常，具有明显50Hz或100Hz相位相关性，怀疑GIS设备内部存在电晕放电、悬浮放电或机械振动。为进一步确认局部放电类型，选择相位模式流程测试。异常判断流程--类型判断缺陷类型判断基本流程图异常判断流程--类型判断在连续模式下，调节仪器带宽增益等参数，观察信号特征。如具有明显50Hz或100Hz相关性，且50Hz相关性大于100Hz相关性，初步怀疑为电晕放电；如50Hz相关性小于100Hz相关性，初步怀疑为悬浮放电或机械振动，进入相位模式流程进一步检测。50Hz相关性大于100Hz相关性50Hz相关性小于100Hz相关性异常判断流程--类型判断无明显50Hz/100Hz相关性如无明显50Hz或100Hz相关性，初步怀疑为自由颗粒，进入脉冲模式流程进一步检测。异常判断流程--类型判断脉冲模式流程通过连续模式检测发现信号幅值异常，但无明显频率相位相关性，