【正文】 檢測氣體生成物的組成和濃度，可以判斷局部放電的狀態(tài)。優(yōu)點是使用方便，結果直觀。這種方法已被用于檢查電機線棒和沒有屏蔽層的長電纜的局放部位。變壓器每一次局部放電都發(fā)生正負電荷的中和，伴隨有一個很陡的電流脈沖，并向周圍輻射電磁波。其缺點是超高頻法體外檢測靈敏度低，體內檢測預置超高頻傳感器要廠家配合 。 國外方面，荷蘭 KEMA 實驗室的 RutgerS 等人在實驗室中對變壓器局部放電超高頻黃河水院自動化工程系畢業(yè)論文 8 檢測技術進行了初步研究。此外，法國 ALSTOM 輸配電研究中心的 等人在實驗室內研究了各種典型局部放電模型的超高頻特性，發(fā)明了能夠選擇干擾最小的頻段進行檢測的 ZeroSpan 超高頻局部放電檢測方法，并據(jù)此建立了模式識別方法。如油紙絕緣在局部放電作用下會產生不飽和烴 C2H H CH4和 x蠟，蠟質會積留在固體絕緣上，放電產生的氣體又使放電增加，造成在場強高的部位或絕緣紙有損傷的部位發(fā)生擊穿，或沿著層間間隙爬電，或形成樹枝狀放電，在放電通道上會形成整齊的碳化層，最終貫穿絕緣。2)確定起始和熄滅放電電壓 。 ②局部放電的形成機理 根據(jù)放電類型來分，局部放電大致可分為絕緣材料內部放電、表面放電及高壓電極的尖端 放電。而實際情況與理論分析有差別，在固體絕緣中，熄滅電壓比起始電壓約低 5%20%。表面局部放電的波形與電極的形狀有關，如電極為不對稱時，則正負半周的局部放電幅值是不相等的，見圖 25。現(xiàn)以棒一板電極為例來解釋，在負電暈情況下，如果正離子出現(xiàn)在棒電極附近，則由電場吸引并向負電極運動，離子沖擊電極并釋放出大量的電子，在尖端附近形成正離子云。(c)稱為平衡法測量回路。 2)禍合電容以。 RC 型一般用于平衡測量回路， R 值一般選用 2001200。 4)測量阻抗的選取應使嘆和 cx串聯(lián)后的等效電容值在測量阻抗所要求的調諧電容 C的范圍內，否則會降低測量靈敏度。 3dB 寬度 ) 3)視頻帶寬 :10Hz1MHzC3dB 寬度 ) 4)量幅度范圍 :+20dBm135dBm(帶低噪放 ) 5)跟蹤信號發(fā)生器頻率 :SMHz3GHz 可調 6)跟蹤信號發(fā)生器輸出 :0dBm 或 20dBm。研究表明，油紙絕緣中的放電可以分為 :初始放電、氣隙局部放電、油隙局部放電、沿面放電和雜質誘發(fā)放電 5種典型類型。該檢測設備采用電磁禍合的方法，利用高頻 CT 從容性設備末屏接黃河水院自動化工程系畢業(yè)論文 18 地線或電纜接地線、交叉互聯(lián)線中提取信號，通過濾波、信號特征提取、頻譜分析等手段將放電脈沖信號從外界噪聲干擾中分離出來，并對放電類型進行識別， 達到發(fā)現(xiàn)輸變電設備潛在缺陷的目的。其信號采集和處理的方法不足以獲取足夠信息以區(qū)分與噪聲及不同種類的局放，抗噪 聲能力較弱。 4)以不同的圖形方式顯示局部放電信號，如波形圖、 PRPD 相位譜圖。 黃河水院自動化工程系畢業(yè)論文 20 11)自動生成檢 測報告，報告內容包括受檢設備信息、采集到的局部放電信號波形、分類與分析結果等信息。 19)檢測數(shù)據(jù)可以通過以太網(wǎng)進行傳輸。然后比較同一電壓等級 A、B、 C三相異常信號大小，確定信號來自哪一相序。其電氣性能主要由樣本的分布電容和電感決定。儀器可以測量暫態(tài)電過程的峰值。測試源產生與放電暫態(tài)幅值、周期和上升沿近似的脈沖。 3)當測量到異常信號時 (幅值高于相鄰設備 sdB 以上 )，采用兩個探頭。通常認為，當在被測設備外殼的接縫處進行測量時，由于探頭完全置于設備體外，放電信號通過絕緣介質衰減很嚴重，靈敏度較差、定量分析比較困難，僅對局放初測及比較嚴重的空氣中的放電才比較有效。 2)可以對 GIS 設備進行超聲波局放測試。降低靈敏度，移動儀器到聲源進一步確認，一旦儀器遠離聲源，超聲信號消失。 黃河水院自動工程系畢業(yè)論文 25 設備工作原理及主要技術指標 設備工作原理 : M 280wTS 振蕩波電纜局 部放電檢測裝置由高壓發(fā)生單元和局放測試回路組成，可以施加 028kV 的直流電壓。 局放測量回路采用傳統(tǒng)的脈沖電流法，系統(tǒng)標定是根據(jù) IEC6O270 標準。 實現(xiàn)的功能 : 1)采用振蕩電壓對 10kV 電纜進行局部放電診斷 2)測試中利用振蕩波電壓誘發(fā)局放 3)非破壞性試驗 (診斷電壓不超過電纜的運行電壓 ) 4)自動獲取電纜本體、接頭和終端的局放數(shù)據(jù) 5)自動 預定位局放點的位置 6)自動測量并顯示介損 tan6 值 7)局放水平的測試依據(jù) IEC60270 標準進行 8)自動設置測試電路的帶寬以獲得最佳信號 9)自動校正接頭位置 黃河水院自動工程系畢業(yè)論文 27 10)局放傳感器集成于高壓單元內 11)在筆記本電腦上通過無線網(wǎng)絡 (WLAN)控制整個系統(tǒng) 12)在線處理功能，實時統(tǒng)計局放測試數(shù)據(jù) 13)全菜單操作 14)便攜式設計，現(xiàn)場安裝簡便。根據(jù)兩路信號的時延，通過公式 LA=(L△ t v)/2(放電源距離傳感器 A 的位置為以， L 為兩個傳感器之間的距離，△ t 為兩個傳感器采集到的信號首波之間的時延， v 為光速 )，可以計算放電源距離傳感器的準確距離。 GIS 是同軸傳輸線，信號傳輸特性取決于頻率。用 UHF 法檢測 GIS 中的 PD 時，連接腔是最佳的測量位置，因為其截止頻率低于母線的截止頻率，高次模波很容易激發(fā)，而且可以將其看作同軸諧振腔以獲得較高檢測靈敏度?？傊?，利用特高頻監(jiān)測 GIS 局部放電的研究工作己開展很多，如局部放電源的位置、大小、電流脈沖幅值和形狀對特高頻信號影響的研究 。 主要技術指標 : 1)通道數(shù) 3(可以同時連接使用 3 個內置 /外置 UHF 藕合器 ) 2)總增益 35dB，帶 3 級自動增益控制 3)輸入連接器 N 型接頭插座 4)信號檢測門限 65dBm 5)全檢測寬帶 1001400MHz 6)標準濾波器 SOOMHz 高通 7)PD 時標精度 (timingresolution)312毫秒 8)暫態(tài)高壓保護功能，保證設備受到高電壓沖擊時不被損壞 9)自動自檢功能 10)外同步 310VrmS 11)同步 sv 輸出方波 黃河水院自動化工程系畢業(yè)論文 32 12)內置給 DMS 禍合器供電的直流電源 13)3 根 5 米長的同軸電纜 (N 型接頭 ) 14)電源電壓 100230V， 50/60Hz 15)功率 230V 時 100mA 16)工作環(huán)境溫度 100℃ +500℃ 17)工作環(huán)境相對濕度最大 85%，無凝結 18)機箱尺寸 450x320x320mm(高 *寬 *深 ) 19)重量 25 公斤 (包括 3 根 5 米長的同軸電纜 ) 實現(xiàn)的主要功能 : 1)帶電實時監(jiān)測、記錄輸變電設備 (主要指 G 工 S、開關柜 )的局部放電產生的超高頻信號，跟蹤局部放電的發(fā)展過程，利用系統(tǒng)配置的專家系統(tǒng)對局部放電的幅度、頻率、相位、波形進行分析，并與系統(tǒng)存儲的典型局放波形進行比較，給出局部放電的趨勢預警信號。為本項目提供的產品配有 3 個窗式藕合器，把它們固定在 GIS 上 3 個分離的監(jiān)測點上，監(jiān)測儀利用收到的局部放電信號對局放點進行空間定位。 2)當該間隔檢測出異常信號時，可檢測該間隔相鄰間隔的信號。 設備工作原理及主要技術指標 色譜法是一種物理的分離技術，它利用混合物在流動相與固定相之間的分配原理，使混合物中各組分進行分離。 氣體分析技術 氣體檢測技術是利用各種檢測儀器，對氣體純度、濕度、有害成分和泄露等進行檢測。 第四章局部放電聯(lián)合診斷技術 聯(lián)合診斷技術原理 局部放電發(fā)生時，往往伴隨著光、聲 、電、發(fā)熱等物理現(xiàn)象，同時還會引起絕緣介質產生化學變化，通過測量和研究這些物理、化學現(xiàn)象，可以掌握放電的嚴重程度、發(fā)展趨勢、放電類型以及進行定位等。 5)持續(xù)特性 :在測量期間具有連續(xù)出現(xiàn)的特征。 聯(lián)合診斷技術的確立 通過以上理論分析、實測比對，以及大量已開展的主變壓器局部放電普測情況可以看出，各種在線局部放電測試技術均存在其技術優(yōu)勢和劣勢。 2020 年 6 月 21 日 結合 4主變計劃停電機會，對該變壓器進行了現(xiàn)場外體檢查和電氣試驗。檢修人員又對鐵心上扼鐵可視部位進行檢查，也未發(fā)現(xiàn)異常，隨后在對上扼鐵夾件進行檢查時，檢修人員發(fā)現(xiàn)在 B相線圈上部，低壓引出線的上方，扼 鐵夾件上部拉板一條固定螺栓的均壓帽遺失。電路部分直流電阻 :測量情況見表 55，結論 :高、低壓直流電阻未見異常。 第五章典型案例 案例 油色譜和高頻局放共同發(fā)現(xiàn)設備缺陷，并采用高頻局放監(jiān)測技術成功定位 2020 年 6黃河水院自動化工程系畢業(yè)論文 38 月 20 日在對某重點站 4主變壓 器油樣采集油色譜預試時，發(fā)現(xiàn)該變壓器油中總烴含量 ，調取今年 3 月 2S 日預試時油色譜分析報告進行比較，發(fā)現(xiàn)油色譜總烴含量增長較高、較突然，通過三比值法對總烴含量的組分分析，故障結論為 :變壓器內部存在裸金屬高溫過熱缺陷。它一方面可以方便技術人員區(qū)分各類干擾信號，從而準確判斷局部放電是否真正發(fā)生以及產生局部放電的類型 。 b)經(jīng)帶通濾波后 fqn 圖譜具有局部放電特征。 4)激光檢漏儀一利用 SF6氣體對特定波長激光吸收特性制成的專業(yè) SF6氣體 成像檢漏儀，能對漏點精確定位 。 3)色譜分離 。 4)比較其它狀態(tài)監(jiān)測方法，如 TECH 工 MP 高頻局放測 試、超聲波測試、頻譜分析、氣體分析等方法對該設備的測試結果，進行綜合分析。 現(xiàn)場應用方法 現(xiàn)場應用時采用超高頻傳感器貼在 GIS 等設備的盆式絕緣子表面，進行測量。 5)采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術和經(jīng)驗數(shù)據(jù)對局部放電和外部干擾信號進行歸類分析，剔除干擾信號，對電暈、懸浮電極、絕緣缺陷和自由金屬顆粒等放電現(xiàn)象的分辨準確率高達 97%。 設備工作原理及主要技術指標 設備工作原理 DMS 便攜式 UHF 局放檢測儀主要由超高頻傳感器、高速數(shù)據(jù)采集單元、分析診斷軟件三部分組成，如圖 315 所示。電極對蓋板有 100pF 的電容且連到測試設備時有 50Q 的輸入阻抗，所以它的時間常數(shù)很小，幾乎測不到低頻信號。根據(jù)分析， PD 信號在 GIS 同軸系統(tǒng)中不僅以橫向電磁波 (TEM)方式傳播，而且會建立高次模波即橫向電波 (TE)和橫向磁波 (TM)。 主要技術指標 1)采樣率 :10GS/S 兩通道工作， SGS/S 四通道工作 2)存儲深度 :25MptS/兩通道工作， 3)帶寬 :ZGHz 4)通道數(shù) :四個 5)輸入阻抗 :50 歐姆，直流和交流 1兆歐姆 6)時鐘精度 :sppm 7)上升時 IbJ:225ps 8)垂直分辨率 :8比特 9)觸發(fā)方式 :自動，正常，單次，停止 10)示波器語一言 :包括簡體中文，英文等語言操作界 面 現(xiàn)場應用方法 現(xiàn)場應用方法如下 : 當 TECHIMP 高頻局放監(jiān)測儀或 DMS 超高頻局放監(jiān)測儀發(fā)現(xiàn)設備異常時，利用同軸電纜采集各自傳感器禍合到的信號，可以對單個脈沖進行時域波形分析，觀察放電波形的大小、振蕩情況，可以對兩路信號的波形同時進行對比分析，比較它們的波形特征和時間差。處測試三次，記錄 PD 起始電壓 (PDIV)和熄滅電壓 (PDEV)。局放起始電壓 Ui，終止電壓 Ue，和 Ui 時局放水平是判斷電纜絕緣狀況的三個重要參數(shù)。由于測試回路中電阻的壓降可以忽略，所以振蕩波電壓幅值的衰減是由電纜本身的介質損耗 (tan6)決定的，所以電纜的 tan6 可以測得。隨著電纜運行時間的增長，潛伏的局 部缺陷對城市電網(wǎng)可靠性的危害將會越來越突出，對供電質量和公司形象造成的危害也會越來越大。沿著縫隙掃描以拾取異常信號，依此程序，掃描所有的開關柜或變壓器。 Ultraprobe9000 還可以顯示超聲波信號的強度，用于保存或比較?；诒容^暫態(tài)到達不同探頭的時間原理的定位天然地比基于比較信號幅值原理的要可靠，因為后者信號的多次反射會產生反常的結果。輸入信號大時比輸入信號小時需要更大的衰減，因此達到極限條件所需的衰減是對輸入信號幅值的衡量。 實現(xiàn)的主要功能 : 1)采用 PDL01 對開關柜、配電變壓器等設備進行地電波局放普測和定位。它們能夠在愷裝外傳導，因而可以用容性探頭檢測。轉移的放電量很小，通常用皮庫來計量(pC)。應用方法如下 : 1)現(xiàn)場測量時以變壓器為中心，首先從變壓器高壓側套管末屏或電纜接地線上開始測量，然后依次對中、低壓側套管末屏或電纜接地線進行測量。 15)檢測數(shù)據(jù)可以長期保存，并可將現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)帶回實驗室分析，以便對比分析設備的絕緣狀態(tài)，為狀態(tài)檢修提供依據(jù)。 8)對局放信號進行自動分類。 設備主要技術指標 : 1)檢測通道 3 個，可接 3個傳感器 2)帶寬 16kHz30MHz 3)采樣頻率 100MHz 黃河水院自動工程系畢業(yè)論文 19 4)數(shù)據(jù)精度 10 位 5)靈敏度 14000mVpp 6)輸入阻抗 50Q 7)接口類型 BNC 8)同步輸入通道數(shù)量 1 個 /帶寬 9)通訊接口 10baseT100baseTX 10)電源電壓 SVDC+/5%/電流 ZA 11)工作