Q GDW 11060-2013 交流金属封闭开关设备暂态地电压局部放电带电测试技术现场应用导则.pdf

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1、 ICS 29.240 Q/GDW 国家电网公司企业标准 Q/GDW 110602013 交流金属封闭开关设备暂态地电压 局部放电带电测试技术现场应用导则 Field application guide for transient earth voltage partial discharge on-site testing technology of alternating-current metal-enclosed switchgear 2014 - 09 - 01 发布 2014 - 09 - 01 实施 国家电网公司 发布Q/GDW 110602013 I 目 次 前言 II 1 范

2、围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 符号 1 5 检测原理 2 6 检测仪器要求 2 6.1 仪器构成 . 2 6.2 功能要求 . 2 6.3 主要技术指标 . 3 6.4 性能要求 . 3 7 带电检测要求 3 7.1 人员要求 . 3 7.2 安全要求 . 3 7.3 检测条件 . 4 8 带电检测方法 4 8.1 检测周期 . 4 8.2 检测准备 . 4 8.3 检测部位 . 5 8.4 检测步骤 . 5 8.5 结果分析方法 . 5 附录 A（资料性附录） 开关柜超声波局部放电检测方法 6 附录 B（资料性附录） 检测数据记录表 7 附录 C（资料性附录） 检测

3、数据分析 8 附录 D（资料性附录） 典型案例 9 编制说明 12 Q/GDW 110602013 II 前 言 为规范交流金属封闭开关设备的暂态地电压局部放电检测技术的现场应用， 及时发现交流金属封闭开关设备局部放电缺陷，提高交流金属封闭开关设备的运行可靠性，制定本标准。 本标准由国家电网公司运维检修部提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位：中国电力科学研究院、国网上海市电力公司、国网浙江省电力公司、厦门红相电力设备股份有限公司。 本标准主要起草人：袁帅、阎春雨、毕建刚、是艳杰、刘明、焦飞、杨圆、弓艳朋、杨宁、王峰、吴立远、廖天明、应高亮、邓敏、孟楠、邓彦国、张维。

4、本标准首次发布。 Q/GDW 110602013 1 交流金属封闭开关设备暂态地电压局部放 电带电测试技术现场应用导则 1 范围 本标准规定了交流金属封闭开关设备（简称开关柜）暂态地电压局部放电检测技术现场应用中的检测仪器要求、带电检测要求、带电检测方法、检测步骤和结果分析方法。 本标准适用于 3.6kV 40.5kV金属封闭式开关柜暂态地电压局部放电现场检测，环网柜、配电柜或其它类似设备的测试方法可参照执行。 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。 D

5、L/T 417-2006 电力设备局部放电现场测量导则 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 局部放电 partial discharge 指设备绝缘系统中部分被击穿的电气放电，这种放电可发生在导体（电极）附近，也可发生在其他位置。 DL/T 417-2006，术语和定义 3.1 3.2 带电检测 live detection 一般采用便携式检测设备，在运行状态下，对设备状态量在现场进行检测，其检测方式为带电短时间内测试，有别于长期连续的在线监测。 3.3 暂态地电压检测 transient earth voltage detection 局部放电发生时，在接地的金属表面将产生

6、瞬时地电压，这个地电压将沿金属的表面向各个方向传播，通过检测地电压实现对电力设备局部放电的判别和定位。 4 符号 dB： 表明局部放电信号的强度的一种形式， 采用信号幅值与基准值的比值的对数来表征， 即 20 log(信号幅值 /基准值 ) ，单位为 dB。 Q/GDW 110602013 2 dBmV： 用于表征相对于基准值为 1mV的局部放电量的 dB值表示法，例如某一信号的实际幅值为1mV，则其 dBmV值为 20 log(1mV/ 1mV) = 0。 5 检测原理 开关柜局部放电会产生电磁波，电磁波在金属壁形成趋肤效应，并沿着金属表面进行传播，同时在金属表面产生暂态地电压，暂态地电压信

7、号的大小与局部放电的严重程度及放电点的位置直接相关。利用专用的传感器对暂态地电压信号进行检测，从而判断开关柜内部的局部放电故障，也可根据暂态地电压信号到达不同传感器的时间差或幅值对比进行局部放电源定位。 6 检测仪器要求 6.1 仪器构成 开关柜暂态地电压局部放电检测仪器一般由传感器、数据采集单元、数据处理单元、显示单元、人机接口和供电单元等组成。见图 1所示。 图1 暂态地电压局部放电检测仪器构成示意图 6.2 功能要求 6.2.1 基本功能 仪器基本功能包括： a) 能显示暂态地电压信号强度； b) 具备单次测试和连续测试两种测试模式； c) 具备报警设置功能及告警功能； d) 具备数据管

8、理和数据导入导出功能。 6.2.2 高级功能 仪器高级功能包括： a) 具备脉冲计数功能，可显示 2s脉冲数； b) 可通过不同测量模式的综合分析进行局部放电定位和种类识别； c) 通过数据管理软件，对开关柜进行绝缘状态分析、数据统计分析等； d) 可通过超声波检测法进行局部放电辅助判断，具体方法详见附录 A。 6.3 主要技术指标 6.3.1 使用条件 Q/GDW 110602013 3 仪器使用条件如下： a) 环境温度： -10 +55； b) 环境相对湿度： 0% 85%； c) 大气压力： 80kPa110kPa。 6.4 性能要求 仪器性能要求如下： a) 测量量程： 0dBmV

9、60dBmV； b) 分辨率： 1dBmV； c) 误差：不超过 2dBmV； d) 传感器频率范围： 3MHz100MHz。 7 带电检测要求 7.1 人员要求 检测人员应具备如下条件： a) 熟悉暂态地电压局部放电检测的基本原理、诊断程序和缺陷定性的方法；了解暂态地电压局部放电检测仪的技术参数和性能；掌握暂态地电压局部放电检测仪的使用方法； b) 了解开关柜设备的结构特点、运行状况； c) 熟悉本标准，接受过暂态地电压局部放电检测技术的培训，具备现场测试能力； d) 具有一定的现场工作经验，熟悉并严格遵守电力生产和工作现场的相关安全管理规定。 7.2 安全要求 应符合以下要求： a) 应执

10、行国家电网安监 2009664号国家电网公司电力安全工作规程（变电部分） 的相关要求； b) 应执行相关变（配）电站巡视的要求； c) 检测应至少由两人进行，并严格执行保证安全的组织措施和技术措施； a) 应有专人监护，监护人在检测期间应始终行使监护职责，不得擅离岗位或兼职其他工作； b) 应确保操作人员及测试仪器与电力设备的高压部分保持足够的安全距离； c) 不得操作开关柜设备，开关柜金属外壳应接地良好； a) 设备投入运行 30分钟后，方可进行带电测试； b) 测试现场出现明显异常情况时（如异音、电压波动、系统接地等），应立即停止测试工作并撤离现场。 7.3 检测条件 检测条件应符合以下要

11、求： a) 开关柜设备上无其他作业； b) 开关柜金属外壳应清洁并可靠接地； Q/GDW 110602013 4 c) 应尽量避免干扰源（如气体放电灯、排风系统电机）等带来的影响； d) 进行室外检测应避免天气条件对检测的影响； e) 雷电时禁止进行检测。 8 带电检测方法 8.1 检测周期 检测周期应符合以下要求： a) 新投运和解体检修后的设备，应在投运后 1个月内进行一次运行电压下的检测，记录开关柜每一面的测试数据作为初始数据，以后测试中作为参考； b) 暂态地电压检测至少一年一次； c) 对存在异常的开关柜设备，在该异常不能完全判定时，可根据开关柜设备的运行工况缩短检测周期。 图2 暂

12、态地电压参考检测位置示意图 8.2 检测准备 按下述步骤进行检测准备： a) 检查仪器完整性，确认仪器能正常工作，保证仪器电量充足或者现场交流电源满足仪器使用要求； b) 对于高压开关柜设备，在每面开关柜的前面、后面均应设置测试点，具备条件时，在侧面设置测试点，检测位置可参考图 2； 8.3 检测部位 检测部位的选取原则是： a) 一般按照前面、后面、侧面进行选择布点，前面选 2点，后面、侧面选 3点，后面、侧面的选点前中 前下 后上 后中 后下 侧上 侧中 侧下 Q/GDW 110602013 5 应根据设备安装布置的情况确定； b) 如存在异常信号，则应在该开关柜进行多次、多点检测，查找信

13、号最大点的位置； c) 应尽可能保持每次测试点的位置一致，以便于进行比较分析； d) 根据现场需要设置相应的检测位置。 8.4 检测步骤 检测步骤如下： a) 按 8.2进行检测准备； b) 测试环境（空气和金属）中的背景值，并在表格中记录。一般情况下，测试金属背景值时可选择开关室内远离开关柜的金属门窗；测试空气背景时，可在开关室内远离开关柜的位置，放置一块 20 20cm的金属板，将传感器贴紧金属板进行测试； c) 对开关柜进行检测，检测时传感器应与高压开关柜柜面紧贴并保持相对静止，待读数稳定后记录结果，如有异常再进行多次测量； d) 一般可先采用常规检测，若常规检测发现异常，再采用定位检测

14、进一步排查； e) 对于异常数据应及时记录保存，记录故障位置； f) 填写设备检测数据记录表（附录 B），进行检测结果分析； g) 注意测试过程中应避免信号线、电源线缠绕一起。排除干扰信号，必要时可关闭开关室内照明灯及通风设备。 8.5 结果分析方法 暂态地电压结果分析方法可采取纵向分析法、横向分析法，详见附录 C。判断指导原则如下： a) 若开关柜检测结果与环境背景值的差值大于 20dBmV，需查明原因。 b) 若开关柜检测结果与历史数据的差值大于 20dBmV，需查明原因。 c) 若本开关柜检测结果与邻近开关柜检测结果的差值大于 20dBmV，需查明原因。 d) 必要时，进行局放定位、超声

15、波检测等诊断性检测。 附录 D为检测典型案例，供参考。 Q/GDW 110602013 6 A A 附 录 A （资料性附录） 开关柜超声波局部放电检测方法 A.1 超声波局部放电检测原理 电力设备绝缘内部发生局部放电时，同时伴随着超声波信号的产生。超声波信号由局部放电源沿着绝缘介质和金属件传递到电力设备外壳， 并向周围空气传播。 通过在电力设备表面安装的超声波传感器，可耦合到局部放电发生时的超声波信号，进而判断电力设备的绝缘状况。 A.2 仪器要求 超声波检测仪器的要求如下： a) 测量量程： 0 dBmV 60 dBmV； b) 传感器频率范围： 20kHz200kHz； c) 分辨率：

16、1dBmV； d) 误差：不超过 2dBmV。 A.3 结果分析 见表 A.1。 表 A.1 超声波局部放电检测指导判据 检测结果 判断 所需采取的措施 0dBmV 没有声音信号 未发现明显的放电现象 进行下一次检查 8dBmV 有轻微声音信号 检测到轻微的放电现象 缩短检测周期 8dBmV 有明显声音信号 检测到明显的放电现象 对设备采取相应的措施 Q/GDW 110602013 7 B B 附 录 B （资料性附录） 检测数据记录表 数据记录表的格式可参考表 B1 变电站名 开关柜母线电压（ kV） 检测仪器型号 检测仪器编号 天气 晴 /阴 温度 相对湿度 % 空气 dBmV 测试位置

17、环境背景值 金属 dBmV 测试位置 序号 开关柜 编号名称 前中 dBmV 前下 dBmV后上dBmV后中 dBmV后下dBmV侧上dBmV侧中dBmV 侧下 dBmV 负荷A 前次 1 本次 前次 2 本次 前次 3 本次 前次 4 本次 前次 5 本次 前次 6 本次 数据分析结果 正常 异常 情况描述： 测试人员签名 姓名： 日期： 审核人员签名 姓名： 日期： Q/GDW 110602013 8 C C 附 录 C （资料性附录） 检测数据分析 C.1 数据分析方法 C.1.1 纵向分析法 纵向分析法，是对同一开关柜不同时间的暂态地电压测试结果进行比较，从而判断开关柜的运行状况。需要

18、电力工作人员周期性的对开关室内开关柜进行检测，并将每次检测的结果存档备份，以便于分析。 C.1.2 横向分析法 横向比较法，是对同一个开关室内同类开关柜的暂态地电压测试结果进行比较，从而判断开关柜的运行状况。当某一开关柜个体测试结果大于其它同类开关柜的测试结果和环境背景值时，推断该设备有存在缺陷的可能。 C.2 故障定位 定位技术主要根据暂态地电压信号到达传感器的时间来确定放电活动的位置， 先被触发的传感器表明其距离放电点位置较近。 首先在开关柜的横向进行定位，当两个传感器同时触发时，说明放电位置在两个传感器的中线上。同理，在开关柜的纵向进行定位，同样确定一根中线，两根中线的交点，就是局部放电

19、的具体位置。在检测过程中需要注意以下几点： 两个传感器触发不稳定。出现这种情况的原因之一是信号到达两个传感器的时间相差很小，超过了定位仪器的分辨率。也可能是由于两个传感器与放电点的距离大致相等造成的，可略微移动其中一个传感器，使得定位仪器能够分辨出哪个传感器先被触发。 离测量位置较远处存在强烈的放电活动。由于信号高频分量的衰减，信号经过较长距离的传输后波形前沿发生畸变，且因为信号不同频率分量传播的速度略微不同，造成波形前沿进一步畸变，影响定位仪器判断。此外，强烈的噪声干扰也会导致定位仪器判断不稳定。 Q/GDW 110602013 9 D D 附 录 D （资料性附录） 典型案例 案例一： 某

20、站 10kV 开关室常规巡视时发现开关柜有强烈振动，但无法判断出振动的具体位置及是否由放电引起。暂态地电压检测幅值达到了 56dBmV，通过定位判断放电点位于该柜上方母排进线穿墙套管处，停电检修后，发现母排固定螺栓将导电触头座顶住，导致接触面积过小（见图 D.1 和图 D.2） ，大电流通过时，造成放电。该故障是由于安装不当引起的，发现后及时进行了消缺。 图 D.1 螺栓局部图 图 D.2 螺栓烧蚀 螺栓将导电触头座顶住，导致接触不良，有缝隙 接触面积过小，见图中红圈所标注的月牙型 放电烧灼的黑色痕迹 Q/GDW 110602013 10 案例二： 某站 10kV 开关室常规巡视时发现 10k

21、V 开关柜上有异常发热现象， 但很难判断出具体位置及原因。暂态地电压检测值达到了 50dBmV，通过定位判断在柜内母排处有放电缺陷，后经检修发现是由于母排上绝缘子开裂引起的（见图 D.3） ，更换受损绝缘子后暂态地电压信号正常。 图 D.3 绝缘子局部图 案例三： 某 10kV 开关室进行检测时发现 10kV 开关柜上暂态地电压检测值达到 35dBmV，而该开关室其它开关柜及背景值均小于 10dBmV，初步判断该开关柜电缆头有放电现象，经检修发现 C 相电缆头螺丝松动（见图 D.4） ，检修消缺后再次测试，该开关柜幅值由 35dBmV 降至 10dBmV 以下。 图 D.4 电缆头螺丝局部图

22、该螺丝松动 Q/GDW 110602013 11 案例四： 某站在检测过程中发现 2 号主变柜暂态地电压检测值达到了 63dBmV， 通过定位初步判断放电位于母排位置，检修时发现，两柜中间 C 相母排处均压环有局部放电（见图 D.5， D.6） 。消缺后再次进行测试，信号正常。 图 D.5 均压环局部图 图 D.6 均压环对比 发生局部放电的均压环 发生局部放电的均压环 正常的均压环 Q/GDW 110602013 12 交流金属封闭开关设备暂态地电压局部放电带电测试技术现场应用导则 编 制 说 明 Q/GDW 110602013 13 目 次 1 编制背景 14 2 编制主要原则 14 3

23、与其他标准文件的关系 14 4 主要工作过程 14 5 标准结构和内容 15 6 条文说明 15 Q/GDW 110602013 14 1 编制背景 本标准依据关于做好 2011 年输变电专业技术标准制修订工作的通知 (生变电函 2011 29 号 )文的要求编写。 开关柜是城市配电网的重要基础设施，其运行的稳定性直接影响到城市供电的可靠性，对开关柜运行状态检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。暂态地电压（ TEV）法作为一种带电检测技术，具有使用方便、针对性强等优点，已逐步在国内变电站推广使用。为指导现场应用、促进暂态地电压带电检测技术的应用，提高电网的运行可靠性，由

24、国家电网公司运维检修部提出，中国电力科学研究院负责起草了本标准。 2 编制主要原则 交流金属封闭开关设备暂态地电压局部放电带电测试技术现场应用导则 规定了开关柜暂态地电压局部放电检测技术现场应用中的检测仪器要求、带电检测要求、带电检测方法、检测步骤和结果分析方法。 目前，暂态地电压带电检测在应用中仍是一种比较性的检测技术。某个开关柜上的检测结果应与上次检测结果或其他开关柜的检测数据进行比较，从而判断是否存在放电活动。因此，本标准中给出的非正常限值是推荐参考值，各地可根据的本地历史检测数据、自身所能承受的系统风险进行统计分析，定期修订完善非正常限值。 3 与其他标准文件的关系 本标准引用了电力设

25、备局部放电现场测量导则 （ DL/T 417-2006） ，参考了电力设备带电检测技术规范（试行） （生变电 201011 号） 、 国家电网公司电力安全工作规程 (变电部分 ) （国家电网安监 2009664 号）的有关规定。由于国际和国内尚未颁布类似标准，因此，本标准属于原创性标准。 4 主要工作过程 2011 年 3 月，根据国家电网公司运检部标准编制计划要求，成立了标准编写组。 2011 年 4 月至 5 月，收集主要生产厂家的技术资料，并进行技术调研，同时吸取了有关专家的意见，编制交流金属封闭开关设备暂态地电压局部放电带电测试技术现场应用导则的初稿。 2011 年 6 月至 7 月，

26、编写组重点对暂态地电压局部放电带电测试的仪器技术指标、带电测试方法、检测步骤、结果判别等问题进行了研讨，并修改初稿。 2011 年 8 月 26 日， 在福建省厦门市召开了标准初稿审查会， 讨论了带电测试现场应用的检测周期、检测步骤、结果分析方法、典型案例等问题，并提出了修改意见。 2011 年 9 月至 10 月，根据审查会专家意见修改标准初稿形成征求意见稿。 2011 年 11 月 11 号，标准的征求意见稿上报到公司运检部。 2011 年 11 月 17 日，公司运检部发文对标准进行征求意见（生变电函 2011186 号） 。 2011 年 12 月 1 日至 18 日，收集、整理回函意

27、见，提出征求意见汇总处理表，根据反馈意见完成标准修改，形成标准送审稿。 2011 年 12 月 19 日，标准的送审稿上报到公司运检部。 2012 年 9 月 21 日，由公司运检部在北京召开了标准送审稿审查会，邀请了运行单位、电力科学研究院等业内专家。会议审查了标准送审稿及征求意见处理情况，并对用词规范性、检测步骤、安全要求和结果分析等提出了建议。最后评审专家组一致同意该标准通过审查。 Q/GDW 110602013 15 5 标准结构和内容 本标准主题章分为 8 章：范围、规范性引用文件、术语和定义、符号、检测原理、检测仪器要求、带电检测要求、带电检测方法。附录 A 为资料性附录，给出了开关柜超声波局部放电检测方法。附录 B为资料性附录，给出了检测数据分析方法。附录 C 为规范性附录，给出了检测数据记录表的参考模板。附录 D 为资料性附录，给出了暂态地电压局部放电带电检测的典型案例。 6 条文说明 无 _