中试控股技术研究院鲁工为您讲解:特高频局放探测仪( ZSJF-9900局部放电综合试验仪 )
ZSJF-9900局部放电综合试验仪已经成功运用于:电力电缆、发电机组、开关柜、变压器、传输线、发电厂整体检测,灵活配超声波传感器、地电波传感器、特高频传感器、超声波聚波器,可实现对高压开关柜、环网柜、变压器、GIS、架空线路、电缆终端、电缆分支箱等设备的绝缘状态检测与评估。
通过配置不同的传感器可以灵活实现多种电气设备局放部电测试。
ZSJF-9900新型局部放电检测仪分发明目的:本发明要解决的技术问题是提供一种局部放电检测方法及系统,具有应用范围广泛、测量精准、信噪比高、实用性强、操作简单的特点,突破了传统局部放电信号检测的局限性,可广泛应用于局部放电信号检测。
ZSJF-9900新型局部放电检测仪随时观测电力设备的“健康”状况,为管理者安排生产及检修、合理调度和分配有限资源提供有效依据,能提高电力系统运营能力和规避风险能力、提高整体经营管理水平。
ZSJF-9900新型局部放电检测仪源于IEC 但远高于IEC 标准,可以大大提高用户及国内电力设备检测管理水平,也可以为改进国家电力检测规范提供依据。
ZSJF-9900新型局部放电检测仪可用于离线测量(如制造厂出厂检测,设备现场安装调试后并网前检测)、在线测量(被试设备无需退出运行或停电),或在线监测(在主控室或调度中心直接监测)。在线测量可以减少用户停电时间,提高生产运营能力。
超高频检测法(UHF法)
原理:GIS发生绝缘故障的原因是其内部电场的畸变,往往伴随着局部放电现象,产生脉冲电流,电流脉冲上升时间及持续时间仅为纳秒( nS ) 级,该电流脉冲将激发出高频电磁波,其主要频段为0.3—3GHz,该电磁波可以从GIS上的盘式绝缘子处泄露出来,采用超高频传感器(频段为0.3—3GHz )测量绝缘缝隙处的电磁波,然后根据接收的信号强度来分析局部放电的严重程度。
优点: 可以带电测量,测量方法不改变设备的运行方式,并且可以实现在线连续监测。可有效地抑制背景噪声,如空气电晕等产生的电磁干扰频率一般均较低,超高频方法可对其进行有效抑制。抗干扰能力强。
缺点:仅仅能知道发生了故障,但不能对发生故障的点进行准确的定位。而且目前没有相应的国际及国内标准,不能给出一个放电量大小的结果。
目前难点:主要问题在于如何进一步提高灵敏度,解决各种干扰问题,进一步实现准确的定位。
超声波检测法(AE法)
原理:GIS内部产生局部放电信号的时候,会产生冲击的振动及声音,GIS局部放电会产生声波,其类型包括纵波、横波和表面波。纵波通过气体传到外壳、横波则需要通过固体介质(比如绝缘子等)传到外壳。通过贴在GIS外壳表面的压电式传感器接收这些声波信号,以达到监测GIS局放的目的。因此可以用在腔体外壁上安装的超声波传感器来测量局部放电信号。
超声波原理
优点:传感器与 GIS设备的电气回路无任何联系,不受电气方面的干扰。设备使用简便,技术相对比较成熟,现场应用经验比较丰富, 可不改变设备的运行方式进行带电测量,由于测量的是超声波信号,因此对电磁干扰的抗干扰能力比较强,可以对缺陷进行定位。
缺点:声音信号在 气体中的传输速率很低(约140m/s ),且信号中的高频部分衰减很快,信号通过不同介质的时候传播速率不同,且在不同材料的边界处会产生反射,因此信号模式变得很复杂。另外传感器监测有效范围较小,对大型设备器需要众多的传感器,现场应用较为不便。
存在的问题:
(1)无法区分放电信号和干扰信号。GIS的PT噪声大,无法区分其中的放电信号和振动噪声信号;对于户外GIS,环境噪声很大,对超声检测干扰很大。(2)灵敏度低。无论纵波还是横波,在GIS内部传播过程中,衰减很大,因此,超声法对金属颗粒外的其他类型放电灵敏度低。(3)操作不便。需要通过粘结剂将传感器贴在GIS壳体表面,粘贴的效果和操作者的晃动对测量效果影响很大。
高频电流法(HFCT法)
原理:当电力设备内部发生局部放电时,高频放电电流会沿着接地线向大地传播。高频电流法通过在接地线上安装高频电流传感器检测高频电流信号实现局部放电检测。
高频电流法一般使用Rogowski线圈方式,在环状磁芯材料上围绕多圈的导线线圈,高频电流穿过磁芯中心而引起的高频交变电磁场会在线圈上产生感应电压。由于高频电流传感器的测量回路与被测电缆之间没有直接的电气连接,属于非侵入式的检测方法,被检测设备不需要停运。
为什么电力系统进行维护时经常用到手持式局放测试仪?
对于手持式局放测试仪的使用主要基于电力系统中的局部放电现象。由于绝缘材质中出现了局部区域的放电现象,同时此现象没有贯穿施加电压的导体之间,而是发生在导体附近或者是其他地方,这样的现象就是局部放电。局部放电的情况说明了电力电气设备存在绝缘弱点,这是由于绝缘老化劣质的原因。局部放电也是造成高压电气设备发生绝缘击穿的重要原因。绝缘击穿容易造成电气设备损坏,甚至电力系统故障。所以在长期工作电压的刺激下,是不让绝缘结构发生较强烈的局部放电行为的。因此这需要对运行中的电气设备加强监测,当监测到局部放电超过一定程度时,电力工作者就需要考虑将此电气设备停止运行,并且进行检修或者是替换。电力系统的运行离不开手持式局放测试仪的监测,这也就说明了为什么要使用手持式局放测试仪的原因。
手持式局放测试仪由技术人员根据多年局放监测经验精心设计制造而成。仪器中配置复合式TEV传感器、高频电流互感器、高频传感器及高灵敏度超声波传感器来采集高压电气设备绝缘体的局部放电信号。监测灵敏度高,检测速度快,可以在设备运行的状态下进行安装检测,由于仪器采用多级检波降频技术来降低放电信号的频率,同时采用高速AD转换电路完成信号的数字化,仪器特有的数字信号处理、抗干扰能力强使得测试数据稳定可靠,是电力系统运行维护工作者的得力助手!