Q GDW 11061-2013 局部放电超声波检测仪技术规范及编制说明.pdf
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1、ICS29.240Q /Q Q Q G DWG G G国 家 电 网 公 司 企 业 标 准Q/GDW1061 2013局部放电超声波检测仪技术规范2015-02-16发布 2015-02-16实施国 家 电 网 公 司 发 布Q /Q Q Q G DWG G G 11061 2013I目 次前言 I1范围 .12规范 性引 用文 件 13术语 和定 义 .14符号 .25检测 原理 26局部 放电 超声 波检 测仪 组成 .37产品 分类 48技术 要求 49试验 项目 及要 求 610检验 规则 911标志 、包 装、 运输 、贮 存 .1附录 A(资 料性 附录 ) 最小 放电 量灵 敏
2、度 验证 性试 验 .12编制 说明 13Q /G DWQ GQ GQ G 11061 2013I前 言为规 范局 部放 电超 声波 检测 仪的 技术 指标 ,保 证仪 器的 产品 质量 ,指 导仪 器选 型, 提高 应用 效果 ,制定 本标 准。本标 准由 国家 电网 公司 运维 检修 部提 出并 负责 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 电力 科学 研究 院、 国 网 浙江 省电 力公 司、 国 网 天津 市电力 公司 、华 北电 力大 学。 本标 准主 要起 草人 :杨 宁、 阎春 雨、 毕建 刚、 是
3、艳 杰、 刘明 、彭 江、 焦飞 、袁 帅、 杨圆 、弓 艳朋 、王峰 、 吴 立远 、 聂 德鑫 、 应 高亮 、 张 波、 方 琼 、 程 养春 、 孟 楠、 邓 彦 国、 张 维 、 王 鸿杰 、 高 彬、 常 文 治 、张博 文。 本标 准首 次发 布。Q /Q Q Q G DWG G G 11061 20131局部放电超声波检测仪技术规范1范围 本标 准规 定了 局部 放电 超声 波检 测仪 的组 成、 产品 分类 、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 。 本标 准适 用于 电力 设备 局部 放电 超声 波检 测仪 的研 制
4、、 生产 、检 验和 订货 。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。 GB3100国际 单位 制及 其应 用3101有关 量、 单位 和符 号的 一般 原则GB/T4208外壳 防护 等级 ( IP代码 )4793.1测量 、控 制和 实验 室用 电气 设备 的安 全要 求 第 1部分 :通 用要 求GB/T6587电子 测量 仪器 通用 规范/6593电子 测量 仪器 质量 检
5、验 规则GB/T7354局部 放电 测量/17626.2电磁 兼容 试验 和测 量技 术 静电 放电 抗扰 度试 验GB/T17626.3电磁 兼容 试验 和测 量技 术 射频 电磁 场辐 射抗 扰度 试验/17626.8电磁 兼容 试验 和测 量技 术 工频 磁场 抗扰 度试 验3术语 和定 义 下列 术语 和定 义适 用于 本文 件。3.1超声 波 ultrasonic频率 高于 20kHz的声 波。3.2局部 放电 超声 波检 测仪 partialdischargeultrasonicdetctor通过 安装 /放置 在电 力设 备表 面或 附近 空气 中的 超声 波传 感器 ,对 被测
6、 设备 的超 声波 信号 进行 检测的仪 器, 通常 以 dB为单 位表 示信 号强 度。 按照 传感 器的 耦合 方式 可以 分为 接触 式和 非接 触式 。3.3超声 波检 测仪 灵敏 度 sensitvityofultrasonicsensorQ /G DWQ GQ GQ G 11061 20132超声 波检 测仪 在超 声波 信号 激励 作用 下, 输出 电压 值与 激励 值的 比值 ,通 常以 dB(V/(m/s)为单 位表示 。激 励值 一般 选用 速度 单位 m/s。3.4主谐 振频 率 mainresonancefrequencymf在一 定频 率范 围内 ,超 声波 检测 仪
7、灵 敏度 取最 大值 时的 激励 源频 率。3.5均值 灵敏 度 meansensitvity超声 波检 测仪 灵敏 度在 一定 频带 范围 内的 平均 值。4符号 下列 符号 适用 于本 文件 。4.1dB:用 于表 征相 对于 基准 值为 1 V的超 声波 信号 强度 。例 如某 一信 号的 实际 幅值为 1 V,则 其分贝 值为 分贝 ( dB)。 局部 放电 超声 波检 测仪 可以 采用 dB作为 示值 单位 。20log(1V/1V)0=4.2dB(V/(m s):用 于表 征相 对于 1V/(m s)的超 声波 检测 仪灵 敏度 。例 如某 一超 声波 检测 仪灵 敏度为1V/(m
8、 s),则 其分 贝值 为 dB(V/(m s)。20log(1V/(/)/1V/(/)0sms=5检测 原理电力 设备 绝缘 内部 发生 局部 放电 时,同 时 伴随 产生 超声 波信 号。超 声 波信 号由 局部 放电 源沿 着绝 缘介质 和金 属件 传导 到电 力设 备外 壳,并 通 过介 质和 缝隙 向周 围空 气传 播。通 过 在电 力设 备外 壳或 设备 附近安 装的 超声 波传 感器 ,可 以耦 合到 局部 放电 产生 的超 声波 信号 ,进 而判 断电 力设 备的 局部 放电 情况 。 接触 方式 主要 用于 变压 器、 GIS等电 力设 备的 检测 , 其 原 理如 图 1a
9、) 所 示 , 非 接 触方 式主 要用 于开 关柜 、电力 电缆 等电 力设 备的 检测 ,其 原理 如图 1b)所 示。Q /Q Q Q G DWG G G 11061 20133接 触 式传 感 器局 部 放 电 源设 备 外 壳绝 缘 介 质 检 测 主 机局 部 放 电 源设 备 外 壳非 接 触 式传 感 器 检 测 主 机a)接 触方 式 b)非 接触 方式图 1局部 放电 超声 波检 测原 理具有 定位 功能 的局 部放 电超 声波 检测 仪,可 以 利用 超声 波信 号到 达不 同位 置传 感器 的信 号的 时延 或强度 进行 定位 。6局部 放电 超声 波检 测仪 组成 局
10、部 放电 超声 波检 测仪 一般 由超 声波 传感 器和 检测 主机 两部 分组 成, 检测 主机 包括 数据 采集 单元 、控制 与处 理分 析单 元、 存储 单元 、人 机交 互单 元和 辅助 单元 。如 图 2所示 。超声波传感单元 数据采集 单元 控制与处理 分析单元 人机交互单元 存储单元 辅助单元超声波传感器部分 检测主机部分图 2局部 放电 超声 波检 测仪 组成6.1超声 波传 感器 部分超声 波传 感单 元 包括 超声 波传 感器 和前 置调 理器 ,检 测设 备局 部放 电时 的超 声波 信号 。6.2检测 主机 部分检测 主机 由数 据采 集单 元、 控 制 与处 理单
11、元、 存 储 单元 、 人 机 交互 单元 和辅 助单 元组 成, 完 成 传 感器信 号的 调理 和模 数转 换, 检测 分析 过程 的控 制, 检测 数据 的处 理分 析, 检测 数据 的存 储和 导入 导出 , 检测 设置 、信 息显 示、 测试 信息 录入 和储 能电 池管 理等 。Q /G DWQ GQ GQ G 11061 201347产品 分类7.1便携 型局 部放 电超 声波 检测 仪便携 型局 部放 电超 声波 检测 仪一 般用 于例 行试 验, 应具 备 8.2.1中所 述的 基本 功能 要求 。7.2诊断 型局 部放 电超 声波 检测 仪诊断 型局 部放 电超 声波 检测
12、 仪一 般用 于诊 断性 试验 ,应 具 备 8.2.1和 8.2.2中所 述的 基本 功能 要求 和高级 功能 要求 。 8技术 要求8.1一般 要求8.1.1使用 环境 条件局部 放电 超声 波检 测仪 的使 用环 境条 件如 下: a)环境 湿度 : 传感 器: -25 75 。检测 主机 : -10 50 。b)相对 湿度 : 0%85%。c)大气 压力 : 80kPa110kPa。8.1.2工作 电源局部 放电 超声 波检 测仪 的工 作电 源要 求如 下: a)直流 电源 : 5V28V电池 ,纹 波电 压不 大于 1%。b)交流 电源 : 220( 1 10%) V,频率 50(
13、 1 10%) Hz。8.2功能 要求8.2.1基本 功能 要求局部 放电 超声 波检 测仪 的基 本功 能要 求如 下:a)能够 实现 局部 放电 的超 声波 测量 ,并 显示 超声 波信 号强 度。b)若使 用充 电电 池供 电, 单次 连续 使用 时间 不少于 4小时 。c)测试 数据 可存 储于 本机 并导 出, 并可 对测 试数 据进 行查 看和 管理 。d)具备 报警 阈值 设置 和告 警指 示功 能。8.2.2高级 功能 要求局部 放电 超声 波检 测仪 的高 级功 能要 求如 下: a)应具 有图 谱显 示功 能, 如实 时图 谱、 相位 图谱 等。b)应具 有抗 外部 干扰
14、的能 力, 如检 测信 号的 硬件 滤波 和数 字滤 波等 。c)宜具 有多 通道 同步 测量 功能 ,通 道数 宜不 少于 4个,可 以对 不同 通道 的测 量数 据进 行比 对分 析 。d)宜具 有参 考相 位测 量功 能。e)宜具 有诊 断分 析功 能和 放电 源定 位功 能。Q /Q Q Q G DWG G G 11061 201358.3性能 要求局部 放电 超声 波检 测仪 的性 能满 足以 下要 求: a)灵敏 度: 峰值 灵敏 度一 般不 小于 60dB(V/(m s),均 值灵 敏度 一般 不小于 40dB(V/(m s)。b)检测频带:用于 SF6气体绝缘电力设备的超声波检
15、测仪,一般在 20kHz80kHz范围内;对于充油 电力 设备 的超 声波 检测 仪, 一 般在 80kHz200kHz范围 内; 对 于 非接 触方 式的 超声 波检 测仪, 一般在 20kHz60kHz范围 内。c)线性 度误 差: 不大 于 20%。d)稳定 性: 局部 放电 超声 波检 测仪 连续 工作 1小时 后, 注 入 恒定 幅值 的脉 冲信 号时 , 其 响 应值 的变化 不应 超过 20%。8.4通用 技术 要求8.4.1结构 和外 观要 求局部 放电 超声 波检 测仪 的结 构和 外观 满足 以下 要求 : a)局部 放电 超声 波检 测仪 机箱 外壳 应无 明显 缺陷 ,
16、电 镀、氧 化 层、漆 层 等涂 层良 好,不 应 有起 层 、剥落 现象 。外 壳应 无锐 口、 尖角 等。b)面板上各种量与单位的文字符号应符合 GB3100及 GB3101的要求,印刷或刻字应清晰,且不易 被擦 掉。c)按钮 操作 应灵 活可 靠, 无卡 死或 接触 不良 现象 。8.4.2绝缘 电阻正常试验环境下,局部放电超声波检测仪交流电源回路对机壳在 500V试验电压下的绝缘电阻不应小于 100M。8.4.3介质 强度正常 试验 环境 下, 局 部 放电 超声 波检 测仪 交流 电源 回路 对机 壳之 间的 绝缘 应能 够承 受 50Hz、 2kV交流电 压, 历 时 1min。
17、试 验 期间 不应 发生 闪络 和击 穿。 试 验后 , 被 试 仪器 性能 应能 满足 8.3中的 各项 要求 。8.4.4静电 放电 抗扰 度局部 放电 超声 波检 测仪 应能 够承 受 GB/T17626.2规定 的严 酷等 级为 4级的 静电 放电 干扰 。8.4.5射频 电磁 场辐 射抗 扰度局部 放电 超声 波检 测仪 应能 够承 受 GB/T17626.3规定 的严 酷等 级为 3级的 射频 电磁 场辐 射干 扰。8.4.6工频 磁场 抗扰 度局部 放电 超声 波检 测仪 应能 够承 受 GB/T17626.8规定 的严 酷等 级为 5级的 工频 磁场 干扰 。8.4.7温度局部
18、 放电 超声 波检 测仪 应能 够承 受 GB/T6587中组 别为 的温 度试 验。8.4.8湿度局部 放电 超声 波检 测仪 应能 够承 受 GB/T6587中组 别为 的 湿 度试 验。Q /G DWQ GQ GQ G 11061 201368.4.9振动局部 放电 超声 波检 测仪 应能 够承 受 GB/T6587中组 别为 的 振动 试验 。8.4.10冲击局部 放电 超声 波检 测仪 应能 够承 受 GB/T6587中组 别为 的 冲击 试验 。8.4.11运输局部 放电 超声 波检 测仪 应能 够承 受 GB/T6587中流 通条 件等 级为 2级的 运输 试验 。8.4.12防
19、尘局部 放电 超声 波检 测仪 应能 够符 合 GB4208中规 定的 外壳 防护 等级 IP31的要 求。8.4.13防水局部 放电 超声 波检 测仪 应能 够符 合 GB4208中规 定的 外壳 防护 等级 IP31的要 求。8.4.14可靠 性局部放电超声波检测仪的设计应充分考虑其工作条件,要求能够在 8.1中所述的使用环境条件下长期可 靠工 作, 平均 无故 障工 作时 间不 应小 于 1000h。9试验 项目 及要 求9.1试验 环境除环 境影 响试 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 +35 。b)相对 湿度 : 25%75
20、%。c)大气 压力 : 80kPa110kPa。9.2功能 及性 能试 验9.2.1功能 检验按照 8.2进行 逐项 检查 ,所 有功 能应 能正 确运 行。9.2.2灵敏 度试 验局部 放电 超声 波检 测仪 的灵 敏度 试验 接线 如图 3所示 。Q /Q Q Q G DWG G G 11061 20137声 发 射 系 统被 测 主 机声 发 射 换 能 器钢 制 试 块 被 测 传 感 器测 量 系 统标 准 传 感 器图 3局部 放电 超声 波检 测仪 灵敏 度试 验接 线图试验 试块 宜采 用钢 质材 料 ( 热 轧钢 A36) , 试 块厚 度宜 不小 于 250mm。 声 发
21、射换 能器 放置 于试 块一 侧的中 心点 , 并 连 接到 声发 射系 统。 标 准 测量 系统 和被 测仪 器的 传感 器对 称放 置于 试块 的另 一侧 。 传 感 器与试 块之 间添 加耦 合剂 。 声 发 射系 统输 出一 组脉 冲宽 度不 小于 1 s、 幅 值 不小 于 5V的脉 冲信 号, 测 得 被测仪 器和 标准 测量 系统 的频 率响 应 、 。计 算被 测仪 器的 灵敏 度 :()Uf ()Sf ()Df ( 1))(/)(*)()(0 fSfUfSfD=式中 : 为标 准测 量系 统的 标定 灵敏 度。)(0fS由被 测仪 器的 灵敏 度 得到 其峰 值灵 敏度 和均
22、 值灵 敏度 ,宜 满足 8.3中 的 要 求 。计 算 时 ,)(fD )(mfD用于 SF6气体 绝缘 电力 设备 的超 声波 检测 仪选 择频 带范围 20kHz 80kHz。用 于充 油电 力设 备的 超声 波检测 仪选 择频 带范围 80kHz200kHz。对于 传感 器可 拆卸 的超 声波 检测 仪, 可以 参照 上述 方法 对传 感器 的灵 敏度 单独 进行 试验 。 注: 对于非接触方式的超声波检测仪,可以不使用试块,参考上述方法进行试验。9.2.3检测 频带 试验测试 接线 如图 3所示 。 找 出 被测 仪器 灵敏 度 的归 一化 值降 到 0.501时的 频率 点 ( -
23、6dB点) , 此)(fD点即 为超 声波 检测 仪的 截止 频率 。截 止频 率宜 满足 8.3中的 要求 。注: 对于非接触方式的超声波检测仪,可以不使用试块,参考上述方法进行试验。9.2.4线性 度误 差试 验测试接线如图 3所示。测试时设置声发射系统输出正弦信号的频率固定为 。其中,用于 SF6气体f绝缘 电力 设备 的局 部放 电超 声波 检测 仪, 取 20kHz80kHz某一 频率 值;用 于 充油 电力 设备 的局 部放 电f超声 波检 测仪 , 取 80kHz200kHz某一 频率 值; 非 接触 式局 部放 电超 声波 检测 仪, 取 20kHz60kHzf f某一 频率
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