在高压电力系统中,高压设备的绝缘性能对于系统的安全稳定运行起着决定性作用。局部放电现象是绝缘劣化的重要表征,它可能在
绝缘内部的气隙、杂质或电场集中处产生。手持局部放电测试仪作为一种便捷、高效的检测工具,在高压设备的绝缘状态监测与故障
诊断中具有广泛的应用前景。本文将详细介绍手持局部放电测试仪在高压设备检测中的应用原理、测试方法、标准要求以及实际案例
分析等内容,旨在为电力行业专业人士提供全面深入的技术参考。
一、手持局部放电测试仪的工作原理
手持局部放电测试仪主要基于电气检测法来监测局部放电信号。其原理是通过在高压设备的接地端或耦合电容上采集局部放电产生的
脉冲电流信号或脉冲电压信号,然后利用内置的高灵敏度传感器将这些信号转换为可测量的电信号。测试仪内部的信号处理单元对采
集到的信号进行放大、滤波、数字化等处理,提取出局部放电的特征参数,如放电量、放电相位、放电次数等。最后,通过显示屏将
这些参数直观地呈现给检测人员,并可将数据存储以便后续分析。
二、测试方法与步骤
(一)测试前准备
1、检查测试仪外观是否完好,各部件连接是否牢固,电池电量是否充足。
2、根据被测高压设备的类型和电压等级,选择合适的传感器和耦合方式。例如,对于变压器检测,可采用电容式传感器耦合到套管
末屏或中性点;对于开关柜检测,可使用特高频传感器检测内部局部放电产生的特高频信号。
3、对测试环境进行评估,尽量避免强电磁干扰源,如大型电机、电焊机等。若无法避免,应采取屏蔽措施或记录干扰源情况以便在
数据分析时进行区分。
(二)传感器安装与连接
1、将选定的传感器按照正确的安装方式固定在被测高压设备的相应部位。确保传感器与设备表面接触良好,以获得准确的信号采
集。例如,在安装电容式传感器时,要注意其接地引线的连接可靠性,防止引入额外干扰。
2、将传感器与手持局部放电测试仪通过专用的信号传输线连接,检查连接是否稳固,无松动、虚接现象。
(三)参数设置
1、根据高压设备的额定电压、绝缘类型等参数,设置测试仪的测量范围、采样频率、触发阈值等参数。例如,对于 110kV 油纸绝缘
变压器,测量范围可设置为 10pC - 10000pC,采样频率设置为 10MHz - 20MHz,触发阈值根据经验值设定在 5pC - 10pC 之间,
以确保能够有效捕捉局部放电信号且排除噪声干扰。
2、设置测试时间,一般情况下,对于常规巡检,测试时间可设置为 30 秒 - 1 分钟;对于重点监测或疑似故障设备,测试时间可延长
至 5 分钟 - 10 分钟,以便更全面地获取局部放电信息。
(四)数据采集与记录
1、启动手持局部放电测试仪开始数据采集。在采集过程中,密切观察显示屏上显示的局部放电参数,如放电量、放电相位分布等。
若发现异常数据或信号波动较大,应检查测试环境、传感器连接等是否存在问题,并可适当调整参数后重新采集。
2、同时,记录测试时的环境温度、湿度、设备运行状态等信息,这些数据对于后续分析局部放电与环境及设备工况的关系具有重要
意义。
(五)数据分析与判断
1、采集完成后,利用测试仪内置的数据分析软件或将数据传输至计算机进行进一步分析。分析内容包括放电量的大小及变化趋势、
放电相位分布特征、放电次数随时间的分布等。例如,若放电量持续增大且相位分布集中在某一特定区间,可能预示着设备内部存在
局部缺陷且有进一步发展的趋势。
2、将分析结果与相关标准及历史数据进行对比,判断高压设备的绝缘状态。若局部放电参数超过标准规定值或与历史数据相比有明
显恶化,则需对设备进行进一步检查或安排停电检修。
三、相关标准及数据要求
(一)标准依据
1、《电力设备局部放电现场测量导则》(DL/T 417 - 2006)对高压设备局部放电测试的方法、仪器要求、测试程序以及结果判断
等方面做出了详细规定,是手持局部放电测试仪在高压设备检测中的重要参考标准。
2、不同类型高压设备的制造厂家也会提供设备的局部放电出厂试验标准及运行中允许的局部放电限值,如变压器、开关柜、电缆等
都有各自的行业或企业标准。
(二)数据要求
1、对于 110kV 及以上电压等级的油纸绝缘变压器,在运行中其局部放电量一般不应超过 500pC;对于 35kV - 110kV 的变压器,
局部放电量一般不应超过 300pC。且放电量的稳定性也是重要指标,若在连续监测中发现放电量有明显增长趋势,即使未超过限
值,也需引起重视。
2、对于高压开关柜,根据其内部绝缘结构和电压等级,局部放电量的限值一般在 10pC - 100pC 之间。例如,对于 12kV 开关柜,
正常运行时局部放电量通常应小于 50pC,当局部放电量超过 100pC 时,可能存在绝缘隐患,需进一步排查。
3、高压电缆的局部放电测试标准则与电缆的电压等级、绝缘材料等有关。一般来说,交联聚乙烯绝缘电缆在额定电压下的局部放电
量应不超过 10pC。
四、实际案例分析
(一)案例一:变压器局部放电检测
某 110kV 变电站的主变压器在运行过程中,通过手持局部放电测试仪进行定期巡检。测试时发现,变压器的局部放电量达到了
800pC,远超正常运行限值。进一步分析放电相位分布,发现其主要集中在正半周的特定区间,且放电次数较为频繁。通过对变压器
的油色谱分析,发现油中氢气和乙炔含量略有升高。综合判断,变压器内部可能存在绝缘局部受损,有放电点产生。经停电检修,发
现变压器绕组的绝缘层有一处因长期受潮而出现轻微破损,导致局部放电现象。经过修复处理后,再次使用手持局部放电测试仪检
测,局部放电量恢复至正常范围。
(二)案例二:开关柜局部放电检测
在对某工厂的 10kV 开关柜进行检测时,手持局部放电测试仪检测到开关柜内局部放电量达到 150pC,且特高频信号强度较高。通
过对开关柜内部结构的检查,发现母线连接部位的绝缘支撑件表面有脏污和轻微的放电痕迹。清理脏污并对绝缘支撑件进行处理后,
重新测试,局部放电量降至 20pC 以下,恢复正常运行状态。这表明手持局部放电测试仪能够及时发现开关柜的绝缘薄弱环节,避免
故障的进一步发展。
手持局部放电测试仪在高压设备检测中具有重要的应用价值。通过准确的测试方法、合理的参数设置以及严格的数据对比分析,可以
有效地监测高压设备的绝缘状态,及时发现局部放电故障隐患,为高压设备的安全稳定运行提供有力保障。在实际应用中,检测人员
应熟练掌握测试仪的操作技能,深入了解相关标准及数据要求,并结合实际案例积累经验,不断提高高压设备局部放电检测的准确性
和可靠性,从而提升整个电力系统的运维水平。