QGDW 11059.1-2018 气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则 第1部分:超声波法.pdf
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1、ICS 29.240 Q/GD明7国家电网有限公司企业标准Q/GDW 11059.1-2018 Q/GDW 11059.1-2013 气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则第1部分:超声波法Field application guide for partial discharge on-site testing technology of Gas Insulated Switchgear-Part 1:Ultrasonic 2020-04-03发布2020-04-03实施国家电网有限公司发布Q/GDW 11059.1-2018 目次前言.111 范围.12 规范性引用文件.1
2、3 术语和定义.14 符号.25 检测原理.26 检测仪器要求.37 带电检测要求.58 带电检测方法.5附录A(资料性附录)超声检测数据分析.8附录B(资料性附录)超声测试典型图谱.10附录c(资料性附录)检测数据记录表.15附录D(资料性附录)典型案例.16编制说明.21目IJ1=1 为规范气体绝缘金属封闭开关设备局部放电的检测技术现场应用方法,提高应用效果,促进超声波检测技术在GIS类设备局部放电检测中的应用,提高GIS类设备的运行可靠性,制定本部分。气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则标准分为2个部分:一一第1部分:超声波法:一一第2部分:特高频法。本部分为气体绝缘
3、金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则标准的第1部分。本部分代替Q/GDW11059.1-2013,与Q/GDW11059.1-2013相比主要技术性差异如下:修改了局部放电超声波检测仪的仪器构成及分类:修改了局部放电超声波检测仪的功能要求:修改了带电检测安全要求:修改了带电检测检测周期要求,增加了正常运行设备检测周期要求:修改了带电检测背景噪声测试方法:修改了带电检测测试点选取位置和测试点距离:修改了超声测试典型图谱,增加了典型图谱的特征描述:增加了检测数据记录表和典型案例。本部分由国家电网有限公司设备管理部提出并解释。本部分由国家电网有限公司科技部归口。本部分起草单位:中国电力科
4、学研究院有限公司,国网北京市电力公司电力科学研究院,国网重庆市电力公司电力科学研究院,国网山西省电力公司电力科学研究院,国网安徽省电力有限公司电力科学研究院,国网江苏省电力有限公司电力科学研究院,国网江西省电力有限公司电力科学研究院,国网宁夏电力有限公司电力科学研究院,国网福建省电力有限公司电力科学研究院,全球能源互联网研究院有限公司,国网连云港供电公司,国网天津市电力公司电力科学研究院。本部分主要起草人:杨圆,弓艳朋,毕建刚,杜非,孙杨,张兴辉,于跃,廖玉详,是艳杰,郝文魁,袁帅,杨萍,任志刚,刘弘景,周友武,贾勇勇,朱太云,陈畔,陈敏维,马波,李隆基,牛曙,王鹏,李勇,龙英凯,郭卫,李洪涛
5、,宋东波,阮莹,吴旭涛,都晓光,杨置,蒋西平,赵科。本部分2014年9月首次发布,2018年11月第一次修订。本部分在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网有限公司科技部。11 Q/GDW 11059.1-2018 气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则第1部分:超声波法1 范围本部分规定了气体绝缘金属封闭开关设备(以下简称GIS)超声波局部放电检测原理、检测仪器要求、带电检测要求及方法。本部分适用于35kV及以上GIS的超声波局部放电现场检测,介于敞开式和GIS之间的成套开关设备、GIL也可以参考本部分。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
6、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。DL/T 417-2006 电力设备局部放电现场测量导则Q/GDW 1168-2013 输变电设备状态检修试验规程Q/GDW 1799.1 电力安全工作规程(变电部分)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partialdischarge 设备绝缘系统中部分被击穿的电气放电,这种放电可以发生在导体(电极)附近,也可发生在其他位置。3.2 3.3 注:导体(电极)周围气体中的局部放电有时称为电晕这一名词不适用于其他形式的局部放电。游离是指原子与分子等形式的电离,通常不应把游离
7、这一广义性名词用来表示局部放电。DL/T 417-2006,定义3.1超声波ultrasonic频率高于20kHz的声波信号。超声波传感器ultrasonicsensor 局部放电超声波信号传感单元,用于接收电力设备局部放电所激发的超声波信号并转变为可采集的电压信号。3.4 局部放电的超声波检测ultrasonicdetection of partial discharge 对因局部放电而产生的频率介于20kHz-200kHz区间的声信号进行采集、分析、判断的一种检测方法。3.5 带电检测energizedtest 一般采用便携式检测设备,在运行状态下,对设备状态量进行的现场检测,其检测方式为
8、带电短时间内检测,有别于长期连续的在线监测。3.6 3.7 Q/GDW 1168-2013,定义3.1例行试验regulartest 为获取设备状态量,评估设备状态,及时发现事故隐患,定期进行的各种带电检测和停电试验。Q/GDW 1168-2013,定义3.1.7J 诊断性试验diagnostictest 巡检、在线监测、例行试验等发现设备状态不良,或经受了不良工况,或受家族缺陷警示,或连续运行了较长时间,为进一步评估设备状态进行的试验。Q/GDW 1168-2013,定义3.1.8J 4 符号下列符号适用于本文件。dB:分贝,表明局部放电信号强度的一种单位mV:毫伏,表明局部放电信号强度的一
9、种单位V:微伏,表明局部放电信号强度的一种单位dBmV:用于表征相对于基准值为1mV局部放电量dB量值的表示法dBV:用于表征相对于基准值为1V局部放电量dB量值的表示法5 检测原理GIS局部放电的超声波检测原理是通过超声波传感器检测GIS中发生局部放电时产生的超声波信号,获得局部放电特征信息。GIS设备内部常见缺陷(如毛刺、悬浮电位和金属颗粒等)会激发超声波信号,超声波信号在介质中传播并传导到GIS设备外壳。通过在GIS外壳放置超声波传感器,可以检测到超声波信号,进而诊断GIS内部局部放电情况。通常用dBmV、mV等单位来表征超声波信号强度。GIS中常见几种典型局部放电故障的超声波检测示意图
10、分别如图1-图3。超声波定位方法是利用放电产生的超声波信号和电脉冲信号之间的时差,或直接利用各超声波信号的时差、幅值变化等方法来进行定位。2 Q/GDW 11059.1-2018 导体SF6 伊|壳体传感器图1毛刺放电超声波检测示意图(传感器图2悬浮电位放电超声波检测示意图壳体导体金属颗粒传感器图3金属颗粒超声波检测示意图6 检测仪器要求6.1 仪器构成及分类一般由超声波传感器、数据采集单元和数据处理单元等组成。GIS超声波局部放电检测仪器系统示意图如图4。超声波局部放电检测仪分为巡检型与诊断型,巡检型可用于设备例行试验检测,诊断型可用于例行试验与诊断性试验检测。3 超声波传感器数据采集单元(
11、含滤波器、放大器、检波器)数据处理单元图4超声波局部放电检测仪器系统示意图6.2 功能要求6.2.1 基本功能巡检型与诊断型检测仪应满足以下功能要求:a)实时显示信号幅值大小,单位为mV、川、dBmV或dBV;b)报警阙值设置和告警指示:c)测试数据应存储于本机并可导出:d)可充电电池供电,充满电单次供电时间不低于4h;e)历史数据查询功能。6.2.2 高级功能诊断型检测仪应满足以下功能要求:a)图谱显示功能,如波形图谱、连续图谱、相位图谱、飞行图谱等:b)能够对常见的缺陷如毛刺、悬浮电位和金属颗粒等进行类型识别:c)工频或外施高压电源参考相位同步功能:d)局部放电源定位功能:e)抗外部干扰的
12、能力,如检测信号的硬件滤波和数字滤波等。6.3 主要技术指标6.3.1 使用条件仪器应满足以下使用条件:a)环境温度:1)传感器-250C750C;2)检测主机-100C500C。b)环境相对湿度0%85%。c)大气压力80kPa110kPa。6.3.2 性能要求仪器应满足以下性能要求:a)峰值检测频率在20kHz80kHz范围内:储存单元|人机交互单元|辅助单元b)灵敏度:峰值灵敏度不小于60dBV/(m/s),均值灵敏度不小于40dBV/(m/s);4 c)线性度误差:绝对值不大于20%;d)稳定性:仪器连续工作1小时后,注入恒定幅值的脉冲信号时,其响应值的变化绝对值不大于20%。Q/GD
13、W 11059.1-2018 7 带电检测要求7.1 安全要求带电检测应满足以下安全要求:a)应严格执行Q/GDW1799.1的相关要求:b)应严格执行发电厂、变(配)电站巡视的要求:c)检测至少由两人进行,并严格执行保证安全的组织措施和技术措施:d)对复杂的带电检测或在相距较远的几个位置进行工作时,应在工作负责人指挥下,在每一个工作位置分别设专人监护,带电检测人员在工作中应思想集中,服从指挥:e)应确保操作人员及测试仪器与电力设备的带电部分保持足够的安全距离:f)应熟悉设备结构,检测时避开设备防爆口或压力释放口:g)GIS进行操作时,禁止检测人员在其外壳上进行工作:h)测试现场出现明显异常情
14、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。7.2 检测环境条件要求带电检测满足以下环境条件要求:a)GIS设备工作在正常气体压力下,并处于带电运行状态,在GIS设备上无各种外部作业:b)金属外壳应清洁、无覆冰等:c)进行检测时应避免干扰源和大型设备振动及人员频繁走动带来的影响:d)避免在雨、雪、雾、露天气条件下进行检测。8 带电检测方法8.1 检测周期带电检测应满足以下检测周期要求:a)新安装及A、B类检修重新投运后1个月内进行一次运行电压下的超声波局部放电检测,记录每一测试点的测试数据作为初始数据,今后运行中测试应与初始数据进行比对:b)新安装及A类检修后的GIS设
15、备,在主回路现场交接耐压试验完成后,应在1.2倍额定电压下进行局部放电检测GIS设备恢复电压互感器、避雷器与主回路连接后,应在运行电压下进行电压互感器、避雷器间隔的局部放电检测:c)正常运行设备1000kV电压等级设备1个月1次220kV750kV设备1年一次110(66)kV 及以下设备2年一次:d)检测到GIS有异常信号但不能完全判定时,可根据GIS设备的运行工况,缩短检测周期,增加检测次数,并分析信号的特点和发展趋势,必要时采用特高频法、SF6分解物检测等方法进行综合判别:e)必要时,对重要部件(如断路器、隔离开关、母线等)进行重点检测:f)对于运行年限超过15年以上的GIS设备,宜缩短
16、检测周期。8.2 检测步骤8.2.1 背景噪声测试5 在传感器上均匀涂抹专用稠合剂,并置于邻近金属构架上进行测量。8.2.2 测试点选取测试点选取方法如下:a)对于GIS设备,在断路器断口处、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、导体连接部件和盆式绝缘子两侧等处均应设置测试点。水平结构分布的气室,测点宜选择在气室侧下方。竖直结构分布的气室,测点宜选择在靠近绝缘盆子处:b)母线气室宜每2m3m距离设置1处测试点,当发现异常时可缩短检测距离:c)宜保持每次测试点的位置一致,以便于进行比较分析:d)在检测到异常信号后,在异常信号最强处壳体圆周上选取至少五个点进行比较,最终找到信号最大点
17、:e)气室内壁有绝缘支撑点的位置为超声波检测最佳位置,可根据气室内部结构优先选支撑点位置。8.2.3 传感器安装在传感器与测点部位间应均匀涂抹专用稠合剂并适当施加压力,以尽可能减小检测信号的衰减。测量时传感器应与GIS壳体保持相对静止,在诊断性检测或其它长期监测时宜采用绑定固定传感器的方式进行。当检测部位较高时,可将传感器固定在专用检测杆上进行检测,检测过程中应保持专用检测杆稳定,且保证传感器表面与设备壳体表面充分接触。8.2.4 测试时间例行试验时,超声波信号稳定后测试时间不少于15s。诊断性试验时,超声波信号稳定后测试时间不少于30s。8.2.5 数据存储对测试数据应及时存储,并进行分析诊
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