高压开关柜局部放电检测技术研究应用（修改）.doc

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1、高压开关柜局部放电检测技术研究应用一、概述高压开关柜是使用极广、数量最多的开关设备。开关柜的运行状态对电力系统供电可靠性具有重大影响，故障的发生带来的后果是十分严重的，其直接的危害是设备所保护的线路、设备受损，电量损失间接的危害则造成用户大面积停电，影响正常的生活、生产甚至社会稳定。目前电力系统中开关柜应用越来越广，开关柜现场试验方法的不足和投运的开关柜出现的绝缘故障严重威胁着电力系统的安全运行。局部放电检测是反映开关柜绝缘状况的有效手段，也是当前研究的热点，对高压开关柜进行局放检测与故障诊断，是实现设备状态检修的重要状态信息量，是保证设备安全可靠运行的关键，高压开关柜中不仅电场作用引起绝缘劣

2、化，导致绝缘故障，而且机械力和热的作用，或者和电场的共同作用，最终也会发展为绝缘性故障。最终影响供电质量和供电可靠性。二、开关柜的主要缺陷高压开关柜由于在设计、制造、安装和运行维护方面存在着不同程度的问题，因而事故率比较高。同时因污秽、绝缘薄弱、小动物侵入等原因常引发事故，表现为外绝缘对地闪络击穿, 内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管闪络、污闪、击穿、爆炸，CT 闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。在诸多性质的开关柜事故中，绝缘事故多发生于10kV及以上电压等级，造成的后果也很严重。特别是小车式开关柜，绝缘事故率更高，而且往往一台出现事故，殃及邻柜的现象更为突出。开关

3、柜绝缘事故原因分析主要有以下方面：1、爬距及空气间隙不够：爬距和空气间隙不足是开关柜发生绝缘损坏事故的根本原因。特别是手车柜，为了缩短柜体尺寸，大幅度减小装于柜内的断路器，隔离插头相间或对地距离，却未采取有效的保证绝缘强度的措施。2制造装配质量及工艺不良：制造质量及装配质量对开关柜整体耐压水平有很大的影响。开关柜内的有些元件可以通过耐压试验，但开关柜整体却通不过，原因是装配质量差。如紧固螺丝不规则，拧紧后螺杆长出螺母过多；有的支持瓷柱的紧固底板成“丁”型，在支持瓷柱处作特殊处理，这样不仅缩短了绝缘距离，而且造成电场局部集中。3、接点容量不足或接触不良，发热导致开关柜故障：当接点容量不足或接触不

4、良时，该处局部温度升高，严重时烧断该处载流部，引起对地或相间闪弧，造成绝缘闪络。4、环境条件的影响：开关柜运行的环境条件是导致开关柜发生绝缘闪络的主要原因，大气污染不断加剧，逐渐污染了电力设备的绝缘子、套管及母线。分析多年来污闪事故，总结出发生污闪的原因主要有二：第一（客观存在的）是污秽和潮湿两个因素同时存在于绝缘件的表面，产生污闪的可能性较大。第二（人为原因）是绝缘子串的泄漏距离偏小，不能适应污秽和潮湿的环境。局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电，这些微弱的放电产生累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化、缺陷扩大，最后导致整个绝缘击穿。此外，大多数机械破坏也会导致局部放电的产生。局部放

5、电对电气设备绝缘会产生严重的危害，主要表现在由于放电产生的局部发热、带电粒子的撞击、化学活性生成物以及射线等因素对绝缘材料的损害。这种对绝缘的破坏作用是一个缓慢发展的过程，而且从局部开始，受多种因素影响，对运行中的高压电气设备是一种隐患。三、局部放电在开关柜绝缘系统中，各部位的电场强度存在差异，某个区域的电场强度一旦达到其击穿场强时，该区域就会出现放电现象，不过施加电压的两个导体之间并未贯穿整个放电过程，即放电未击穿绝缘系统，这种现象即为局部放电。绝缘介质中电场分布、绝缘的电气物理性能等决定了发生局部放电的条件，一般情况下高电场强度、低电气强度的条件下容易出现局部放电。虽然局部放电通常不会贯通

6、性的击穿绝缘，但是却可能局部损坏电介质，如果长期存在局部放电的现象，则基于特定的条件下会降低绝缘介质的电气强度。由此可见，局部放电属于电气设备中的隐患，其破坏过程体现出缓慢性、长期性的特点。通常局部放电的特性可以较好的印证绝缘缺陷，可以通过局部放电的特性来分析绝缘的局部损坏程度。很大程度上对各种局部放电特性进行综合测量，可以对产品的绝缘水平进行客观的评价。1电晕放电通常在气体包围的高压导体周围会出现电晕放电，比如高压输电线路或者高压变压器等，这些高压电气设备的高压接线端子暴露在空气中，因此发生电晕放电的机率相对较大。电晕放电体现出的是典型的、极不均匀电场的特征，也是极不均匀电场下特有的自持放电

7、形式。很多外界因素均会对电晕起始电压产生影响，比如电极的形状、外加电压、气体密度、极间距离以及空的湿度与流动速度等等。2沿面放电通常在绝缘介质表面会出现沿面放电的现象。这种局部放电的形式属于特殊的气体放电现象，电力电缆、绝缘套管的端部等位置比较常见沿面放电。一旦介质内部电场的强度低于电极边缘气隙的电场强度，而且介质沿面击穿电压相对较低，沿面放电就会发生在绝缘介质的表面。通常电压波形、电场的分布、空气质量、介质的表面状态、气候条件等均会对沿面放电电压产生影响，所以沿面放电体现出不稳定的特点。3内部放电固体绝缘介质内部比较常见内部放电。在生产加工绝缘介质时难免存在材料与工艺缺陷的问题，导致绝缘介质

8、内部出现内部缺陷，比如掺人少量的空气或者杂质等。一旦绝缘受到高压作用，内部缺陷就有发生局部击穿或者重复性击穿的可能。通常介质自身的特性、气隙大小、缺陷的位置与形状、气隙气体的种类等会对内部放电的发生条件产生影响。4悬浮电位放电这种局部放电的形式是指高压设备中某个导体部件存在结构设计缺陷，或者其它原因导致接触不良断开，最终造成该部件位于高压电极与低压电极之间并根据其位置的阻抗比获得分压发生放电，针对该导体部件上对地电位称其为悬浮电位。导体具有悬浮电位时，通常其附近的场强会比较集中，而且会破坏四周绝缘介质的形成。一般在电气设备内高电位的金属部件或者处于地电位的金属部件上容易发生悬浮电位放电。不同类

9、型的局部放电的特征不一样同一类型的局放在不同绝缘介质中放电特征不一样5、局部放电对绝缘产生的破坏作用可归纳为以下几种基本形式。1、带电质点的轰击 由电极注入的电子和放电过程电离的电子、正负离子，在电场作用下具有的能量可达l0eV以上，因此，当这些带电质点撞击到气隙壁上时，就可能打断绝缘体的化学键，而产生裂解，破坏绝缘体的分子结构。因此，在带电粒子作用下，介质表面不断腐蚀，形成凹坑并不断加深，最后导致击穿。2、热效应 在放电点上，介质发热可达很高的温度。解剖经长期放电而尚未击穿的试品，可以看到绝缘材料在放电点上被烧焦炭化或熔化。温度升高会产生热裂解，或促进氧化裂解，同时温度提高会增大介质的电导和

10、损耗，由此产生恶性循环，加速电热老化过程，导致绝缘体破坏。3、化学生成物 在局部放电过程中会生成许多化学生成物，如臭氧，有水分时产生硝酸、亚硝酸、草酸等，这些生成物进一步与绝缘材料起反应，腐蚀绝缘体，使介电性能劣化。4、辐射效应 局部放电会产生可见光、紫外线以及X射线和射线。紫外线能量较小，只会促使某些基团分解，而X射线和射线的能量大，可能会促使主键断裂，使高分子分解为单体。对于某些材料，上述射线会促使分子间的交联，而使材料发脆。5、机械力的效应 断续爆破性的放电和放电产生的高压力气体，都会使绝缘体开裂，从而形成新的放电点在放电时产生的声波，也会引起机械化学作用。如橡胶通过滚筒滚压韧练，利用机

11、械力将分子链拉断而降低分子量一样，机械振动波也会使高分子裂解为低分子。以上几种破坏机理往往同时存在，对于不同材料和不同工作条件，可能以其中的某一种为主。显然，工作场强高、气隙大，带电质点的轰击作用大；工作温度高、材料的介质损失大、材料耐热性差，则热效应作用大；对于湿度大或有污染的情况下，放电产生的活性生成物的破坏就更为明显；主要是前三种效应，辐射效应和机械应力的效应的影响相对比较小。四、高压开关柜局放检测的重要性以前相当长一段时间里，对开关柜检修主要是通过DL/T 596电力设备预防性试验规程对开关柜所规定的项目和相应的试验周期，定期在停电状态下进行绝缘性能的检查性试验，预防性试验是一种计划性

12、的维修方式。长期的工作经验表明，这样一个维修体系有一定的局限性。1. 经济角度：定期试验和大修均需停电，造成很大的直接和间接经济损失，增加工作安排的难度。而且存在失修和过修的情况。2. 技术角度：l 停电试验条件不同于设备运行条件。运行时还有诸如热应力等其它因素的影响，无法在离线时模拟，这样很可能发现不了绝缘缺陷和潜在的故障l 绝缘的劣化和缺陷的发展具有统计性，绝缘劣化发展有快有慢，但总有一定的潜伏的发展时间，在此期间会发出反映绝缘状态变化的各种信息。但预防性试验是定期进行的，经常不能及时准确的发现故障，第一是漏报，第二是误报和早报。因此对高压成套开关设备的运行状态进行不停电检测(传统方法需停

13、电)具有如下重大意义：1. 避免开关柜突发事故：开关柜绝缘故障带电检测，能够在开关柜正常运行的条件下检测其绝缘状况，及时发现早期的绝缘缺陷，避免重大绝缘事故；2. 实现开关柜绝缘的状态维修：借助开关柜绝缘故障带电检测，可以有的放矢地进行开关柜维护，避免盲目的停电维修；3. 提高开关柜检修质量：开关柜在完成现场安装和现场检修后，均需要进行严格的检测试验。开关柜绝缘故障带电检测能够克服现场条件下试验所受的限制，提供一个新的检测手段，对于保证开关柜检修质量具有重要意义；4. 提高开关柜检修效率：绝缘故障带电检测的定位功能，能够弥补常规检测方法不能定位的不足，极大地方便故障点和干扰源的查找，避免反复的

14、停电拆卸和检修，提高试验检修效率；5. 提高供电可靠性：现代电力系统对供电可靠性的要求越来越高，通过绝缘故障带电检测可以保证供电可靠性, 确保电力用户用电的时效性, 满足电力用户的供电需求；五、开关柜局部放电检测方法1、局放的能量形式局部放电是一种脉冲放电，局部放电的过程除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外， 还会产生电磁辐射、超声、发光、发热以及出现新的生成物等。因此针对这些现象, 局部放电检测的基本方法有电测法、声测法、光测法和化学检测法等。其中电测法、声测法使用较多，但实际应用效果往往不够理想，主要原因是现场噪声干扰太大，以至很难区分真正的局部放电信号，而有效地排除干扰是提高局部放电检测

15、装置检测效果的重要保证。l 电（TEV、UHF、HFCT传感器） l 光（某些特定位置放电能够通过观察窗看到） l 热（红外，由于开关柜的全封闭结构，检测效果有限） l 声（超声传感器） l 气体（臭氧等，能够嗅到） 2、 检测技术目前采用的开关柜局放检测技术直接法：视在放电量检测间接法：TEV、超声波、超高频、声电联合检测直接法也是相对的，因为指在试品两端注入一定电荷量，使试品端电压的变化量和局部放电时端电压变化量相同。此时注入的电荷量即称为局部放电的视在放电量，以皮库(PC)表示。实际上，视在放电量与试品实际点的放电皿并不相等，后者不能直接测得。试品放电引起的电流脉冲在测量阻抗端子上所产生

16、的电压波形可能不同于注入脉冲引起的波形，但通常可以认为这两个仪器上读到的响应值相等。GB/T 7354-2003 局部放电测量DL/T 417-2006 电力设备局部放电现场测量导则IEC60270-2000 高压测试 暂态地电压和超声波局部放电检测技术均属于间接法局部放电检测技术的范畴，其信号波动范围大，随机性强，而且检测结果与放电源的位置和传播途径存在复杂的关联关系，因此难以按照IEC60270标准的要求进行标定。为了实现对高压开关柜局部放电严重程度的带电检测，并考虑间接法检测的实际特点和检测设备设计的复杂性，其指标体系经常采用无线电电子学的测量单位，最经常使用的单位主要有dBmV、dBu

17、V和dBm。但在实践过程中，dBmV与dBuV有时全部简写为dB。地电波检测 3100MHz当开关设备发生局部放电现象时，带电粒子会快速地由带电体向接地的非带电体快速迁移，如设备的柜体，并在非带电体上产生高频电流行波，且以光速向各个方向快速传播。受集肤效应的影响，电流行波往往仅集中在金属柜体的内表面，而不会直接穿透金属柜体。但是，当电流行波遇到不连续的金属断开或绝缘连接处时，电流行波会由金属柜体的内表面转移到外表面，并以电磁波形式向自由空间传播，且在金属柜体外表面产生暂态地电压(Transient Earth Voltage)，地电波的范围通常在1毫伏直至1伏中间，而且上升时间内有几个纳秒。可

18、以将探头设置于工作状态中的开关柜的外表面，对局部放电活动进行检测。（电容耦合式TEV传感器）P.209暂态地电压传感器本质上是一个金属盘，前面覆盖有PVC材料。PVC材料的作用一是充当绝缘材料，二是对传感器起到保护和支撑作用。测量时，暂态地电压传感器紧密接触在开关柜金属柜体上面，裸露的金属柜体可看作平板电容器的一个极板，而暂态地电压传感器则可看作平板电容器的另一个极板，中间的填充物则为PVC材料。对于由金属柜体、PVC材料和暂态地电压传感器构成的平板电容器来说，金属柜体表面出现的任何电荷变化均会在暂态地电压传感器的金属盘上感应出同样数量的电荷变化，并形成一定的感应电信号。该信号输入到检测设备内

19、部并经检测阻抗转换为与放电强度成正比的高频电压信号。经检测设备处理后，则可得到开关柜局部放电的放电强度、重复率等特征参数。由于其检测原理为电容耦合式，所以检测时，TEV传感器一定要与柜体紧密接触，才能够有效的检测局放信号。公式教材P.207超声波检测 20kHz其实超声波检测属于机械振动波的一种，基于能量的角度而言，局部放电的过程即为能量瞬时爆发的过程，电能通过声能、光能、热能以及电磁能的形式释放出去，电气击穿发生在空气间隙，瞬间就可以完成放电，此时电能也会在一瞬间转化为热能，放电中心的气体受到热能的作用会发生膨胀，通过声波向外传播，传播区域内气体被加热后形成一个等温区，其温度超出环境温度;等

20、到这些气体冷却后开始收缩，则会产生后续波，后续波的频率以及强度均比较低，包含各种频率分量，有很宽的频带，超声波的频率大于20kHz。因为局部放电的区域相对较小，所以局放声源即为点声源。 超声波传感器分成两种，一种为接触式（压电式）超声波传感器(AE)，一种为开放式（敞开式）超声波传感器(Ultrasonic)，接触式传感器是将传感器贴在电力设备表面，检测局放产生的超声波信号在电力设备表面金属板中传播所感应的振动现象，主要用于GIS、变压器、电缆等密封性电力设备的局放检测，但这种检测方式容易受到外界声音及电力设备运行过程中自身振动的干扰；而开放式超声波传感器是检测放电产生的超声波信号在空气中传播

21、时的振动现象，用于检测电力设备与传感器间有空气通道（如开关柜及户外的电力设备）的局放检测，这种检测技术能够利用外差技术将超声波信号转换成人耳可听到的声音信号，通过局放的特征声音，能够更好的判断局放存在（不受干扰影响）和定位。敞开式超声传感器结构图教材P.212超声波传感器通过检测放电所产生的超声波信号，利用外差法将被接收的信号转换成一个人耳可判别、可听见的声音信号，并将放电所产生的超声波大小以声压的形式显示出来，使用者通过分析耳机中传来的放电声音以及显示屏上声压的大小来判断设备是否存在放电现象。外差法原理就像是收音机，可将信号准确地转换成声音，让人们容易地辨认及了解。传感器接收到超声波信号，经

22、过主机选频后，选出要接收的超声波信号。同时，在主机中，有一个本地振荡器，产生一个跟接收频率差不多的本振信号，它跟接收信号混频，产生差频，这个差频就是中频信号。中频信号再经过中频选频放大，然后再检波，就得到了原来的音频信号。音频信号通过功率放大之后，就可送至耳机发声了。 公式教材P.207特高频检测法 0.3300GHz电力设备绝缘体具有很高的绝缘强度，其放电信号的上升沿及持续时间极短，一般小于1ns。典型局部放电信号的频谱可从低频到数百MHz甚至3GHz以上。放电脉冲波不仅以横向电磁波（TEM波）的形式传播，而且还会以横向电场波（TE波）和横向磁场波（TM波）的方式传播。局部放电产生的超高频信

23、号可以有效地沿波导传播。超高频法的基本原理是通过UHF传感器对电力设备局放产生的超高频（0.3-3GHz）信号进行检测 ，从而判断设备局部放电状况，实现绝缘状态的判断，而由于现场干扰主要集中于0.3GHz频段以下，因此UHF法能有效的避开干扰信号，具有较高的灵敏度和搞干扰能力，可实现局放带电检测、定位、故障类型判断等优点。该方法的灵敏度相对较高，且具备较强的抗干扰能力，而且开关柜上通常有接缝或者小玻璃窗，可以不用考虑该方法在完全密封条件下很难检测的要求。4综合检测技术其实无论哪种检测方法均有一定的局限性，无法将开关柜的运行状态客观、全面、真实的反映出来，还会出现误判的可能。由于放电类型能量的释

24、放形式不同、各种检测方法的实用性与灵敏度也存在差异，所以在对开关柜局部放电检测过程中，要将上述检测手段综合应用。六、局放缺陷模拟及特征研究上海电力公司在2012年专门制作了不同类型局放的模拟缺陷，并使用不同检测方式，分析各模型产生局放的特征信号，实验接线图如PPT所示，系统包括无局放高压电源、开关柜、TEV、UHF和超声检测装置（传感器+放大器）、数字式局放仪检测系统、高速数字示波器等。开关柜中典型的局放类型包括：1、金属尖端放电：金属部件加工的毛刺，壳体内部的金属异物；2、悬浮电极放电：主要包括松动部件的悬浮电位放电，非移动金属颗粒和设备部件之间的放电；3、自由金属颗粒放电，金属颗粒和开关柜

25、部件之间的放电；4、绝缘件内部气隙放电，绝缘件内部空隙、异物和裂缝等；针尖开关柜针尖电晕模型的放电电压为5kV，放电量为5065pC。局部放电相位集中在270度附近，且放电次数较多。电晕放电的TEV信号主要频率分量分布在10 MHz以下，在5 MHz与8.5 MHz附近有较高频率分量。针尖电晕模型TEV信号的频域特点是：在5 MHz附近的频率分量较丰富。电晕放电的UHF信号频率分量分布在100 MHz250MHz，由于UHF信号的检测频率一般大于300MHz，因此在这个频段的检测灵敏度较低，信号幅值也较低。电晕放电的AE信号频率分量分布在10 KHz100KHz。在22KHz、27KHz、38

26、KHz和58KHz附近有较高的频率分量。由于工频周期内电晕放电的次数多，而超声信号的跨度较长，因此会产生放电信号之间的混叠，影响信号的辨识度。悬浮开关柜悬浮放电模型的放电电压为3.5kV，放电量为280320pC。局部放电相位在1,3象限，且两象限放电对称。悬浮放电的TEV信号频率分量分布在30 MHz以下，在6.0 MHz，7.4MHz，18.4MHz与20.4 MHz附近有较高频率分量。悬浮电极模型TEV信号的频域特点是：20 MHz附近的频率分量较丰富。悬浮放电的UHF信号频率分量分布在200 MHz900MHz，且主要集中在300400MHz，信号幅值较大最大幅值超过1V。悬浮放电的A

27、E信号频率分量分布在20 KHz160KHz，且主要的频率分量集中在7090KHz。颗粒开关柜金属微粒模型的放电电压为3.5kV，放电量为1225pC。金属微粒局部放电相位不存在规律性，且放电较不稳定。金属微粒放电的TEV信号频率分量集中在20 MHz以下，在19 MHz附近有很高的频率分量。与其余三个模型相比，微粒模型的TEV时域信号衰减得慢，频域集中分布在19 MHz处。金属微粒的UHF信号频率分量分布在200 MHz900MHz，且在350MHz和900MHz附近有很大的频率分量，频率分量较为集中。金属微粒的AE信号频率分量分布在20 KHz120KHz，且主要的频率分量集中在90110

28、KHz，信号幅值较大最大幅值超过1V。绝缘开关柜绝缘气隙模型的放电电压为2kV，放电量为55300pC。局部放电相位分布在各象限，放电在正负半周具有一定的对称性。气隙放电的TEV信号频率分量主要集中在10 MHz以下，在8.6 MHz和4.6MHz附近有较高的频率分量。气隙放电的UHF信号频率分量分布在150 MHz1500MHz，且在300400MHz和600MHz附近有很大的频率分量，信号幅值超过1V。气隙放电的AE信号频率分量分布在20 KHz120KHz，主要的频率分量集中在30KHz，信号幅值很小（小于10mV）。七、局放检测设备手持式局部放电检测仪局部放电检测定位仪简单介绍八、现场

29、测试及局放检测关键技术手持式现场测试1 背景测试 空气、金属目的手持开关柜局部放电检测仪器测试时使用TEV传感器和超声波传感器对电力设备进行局放检测。在对开关柜进行地电波局部放电检测开始前，应先测试系统的背景噪声水平。空气背景值测试点应该选取距离开关柜1米以上的测点，金属背景值应该在金属门、金属栅等非开关柜设备的金属制品表面检测，在开关室不同的位置检测不同点的背景值，也可以在需要测试背景值的地方测试背景值。测点位置P.227局部放电检测点为在例行局部放电检测时应在电力设备上放置传感器的位置。检测点因不同的电力设备而不同，它们是根据电力设备的结构来确定的。测试开关柜局部放电过程中应先在确定各电力

30、设备所处的位置，主要检测母排（连接处、穿墙套管，支撑绝缘件）、断路器，CT、PT、电缆接头等设备的局部放电情况，这些设备大部分位于开关柜前面板中部及下部，后面板上部、中部及下部。我们应在开关柜上述位置进行局部放电检测。地电波检测过程中各传感器采用非嵌入式检测，地电波传感器只与被测设备的外表面接触，检测过程中不影响设备的正常运行。检测过程中应确保传感器与开关柜金属面板紧密接触，传感器应尽量靠近观察窗、通风百叶等局放信号易泄漏部位的金属面板上。如果出现检测数值较大的情况，建议测量三次以上以确定测试结果。超声波检测过程中，应将超声波传感器沿着开关柜上的缝隙扫描进行检测，传感器与开关设备间一定要有空气

31、通道，用来保证超声波信号可以传播出来。检测过程中要注意真实的局部放电所产生的超声波信号可以从耳机中听到放电破裂的声音（咝咝响）。记录时应该记录该开关柜缝隙扫描测试中超声波稳定的最大值。开关柜局放有无的判断通过比较地电波检测数据判断局放的有无。某个开关柜上的检测结果应与其它同类型的开关柜所检测的数据进行比较，或与开关柜本身以前的检测数据进行比较。如果检测的数据比其它同型号开关柜大，或者比以前的结果大，就说明该开关柜存在放电活动，进而推断故障的可能性。根据大量的实验以及现场的测试经验，得出以下判断数据供检测人员使用：地电波检测结果异常的几种情况说明测试值10dB无故障10测试值20dB声电联合检测

32、，判断信号源背景稳定情况下测试值背景值10dB声电联合检测，判断信号源本次测试值上一周期测试值10dB 在数据录入电脑后由程序自动判别超声波检测在原理上是声音的检测技术，判断应以耳机中检测到的声音信号为主，检测数值为辅，因为空气中的其它声音信号会引起检测仪器幅值的变化，但不会有放电特有的特征声音（咝咝声）。超声波检测结果异常情况说明测试值6dB且有明显放电声音明显声音信号可以通过耳机监听当设备中可能存在有害放电，应该通过简单的测试尝试进行干扰排除， 未能排除干扰，则应该采用地电波定位或者声电联合定位分析。缺陷类型判别可以通过分析声电联合测试中的声电图谱得到。数据记录（数据、照片）在变电站进行开

33、关柜局部放电检测时应记录如下数据，以便作进一步分析：l 变电站信息：电站名称、设备名称、电压等级、天气状况、气温及湿度、背景噪声；l 检测工作信息：检测时间、检测人员及审核人员；l 各测量点测试读数。其它位置的测试如有条件，应对开关柜进线穿墙套管、母线桥架等处进行局放测试。局部放电定位仪现场测试局放测试过程中的干扰及干扰的排除目前高压电力设备局放检测技术主要有地电波和超高频检测技术（电磁幅射）；超声波检测技术（超声原理）；HFCT检测技术（电流原理）。地电波（TEV）和超高频（UHF）检测技术主要是通过检测局放产生的电磁信号，从而判断局放是否存在，由于高压开关设备的结构特点，电磁波在其中以波导

34、的方式传播，有利于局部放电信号的检测，因而这两种传感器在局部放电在线检测中占有极为重要的地位，其灵敏度也比较高。由于不同运行环境、不同绝缘介质、不同类型的局放现象，其产生的电磁波频带范围难以确定，而地电波频带范围为3-100MHz，超高频频带范围为0.3-3GHz，所以，如果某一类型局放产生的电磁信号的频率不在两种传感器的检测范围内，这两种传感器是检测不到（现场测试过程中发现部分表面放电不能被这两种传感器所检测到），但可以通过其它传感器进行弥补，如超声传感器。另外，变电站环境中其它原因产生的电磁信号（如移动通讯信号，广播信号、各种旋转电机，电子围栏、轨道交通、照明灯、SF6测漏装置、电表柜、二

35、次回路、空调等），如果在两种传感器的频带范围内，会对局放检测结果造成干扰。此时判断干扰的来源直接影响判断局放是否存在的结果。超声波传感器是检测放电产生的超声波信号在空气中传播时的振动现象，这种检测技术同样受外界声信号的影响，但如果仪器配备有外差技术能将超声波信号转换成人耳可听到的声音信号，通过局放的特征声音，能够更好的判断局放存在（不受干扰影响）和定位，但对人耳的依赖性较强。同样的，由于声信号衰减较大及声音传播方向的，非接触式传感器不仅要离放电点较近，且要与声音传播方向一致，才能有效的检测到放电信号。根据目前局放测试的经验，大部分的局放产生的信号，应该至少有超高频、地电波、超声或高频电流信号中

36、的两种，暂时未发现只的单一信号的局放现象。局放检测过程中的干扰排除，主要是排除基于电磁幅射原理的干扰信号，现场测试过程中，一般采用以下几种手段来实现干扰的排除：1、错开时间或关闭干扰源对部分干扰源（如移动通讯信号，广播信号、轨道交通等），选择其信号较小时，进行局放检测，可以在效的避免该干扰信号；在检测过程中如发现存在可以关闭的干扰源（如各种旋转电机，电子围栏、照明灯、SF6测漏装置、空调等），可以将干扰源关闭，避免影响检测结果。2、选择合适的滤波器对部分固定频率的干扰信号，可以加装合适的滤波器，过滤该干扰信号，以免影响局放检测结果。3、分析检测信号的工频相关性分析检测信号的工频相关性，能够有效

37、判断该信号是否与工频信号相关，如果相关，则该信号是在工频的环境下发出的信号，很有可能是局放信号，但也可能是来源于电力系统中的干扰，如灯、空调、电表柜、二次回路，但如果没有工频相关性，则大多来源于干扰信号。4、定位法排除干扰信号当检测到有脉冲信号时，可初步判断信号的工频相关性，但还需要进一步对信号源进行定位分析，可先采取时差法对信号进行粗略定位分析，从而确认信号来自设备内部的局部放电信号还是外部的干扰信号。具体步骤为：l 首先判断潜在干扰源的位置，将一个传感器放置于被测设备的前方，接收被测设备方向传播过来的信号；另一个传感器放置于潜在干扰源的位置，接收干扰信号。l 分析脉冲信号波形特性，将检测到

38、的信号展开分析，判断最先接收到信号的传感器；l 将两传感器接收信号的时差与两传感器的距离相比较，判断确定干扰信号的准确性（时差1ns约30cm的距离）；l 如有必要，可将两个传感器位置互换，进一步确定检测信号的来源。局放的定位及定相当确认传感器检测到的信号来自设备内部后，采用时差定位法对信号的位置进行进一步的定位分析。将两个传感器放置于设备表面，分析两个传感器接收信号的时差，判断局放的具体位置，通常可将信号定位在放电源的1米范围内。可用以下方法进行定位：1、时差法传感器1传感器2L：两传感器距离，可用卷尺量出Xt1L-Xt2时差法定位图设放电点离传感器1距离为X，速度为光速c，时差t2-t1可

39、通过示波器得出，则：；通过该公式和卷尺可以得出X的位置。2、平分面法l 在空间中移动两个传感器的位置，使局放源到达两个传感器的位置一致，此时可以确定放电点位于两传感器的垂直平分面上（定面）。l 在该平分面移动两个传感器的位置，使局放源到达两个传感器的位置一致，此时可以确定放电点位于两传感器的垂直平分线上（定线）l 在该平分线上移动两个传感器的位置，使局放源到达两个传感器的位置一致，此时可以确定该垂直平分线上的某点（定点）平分面法定位图为确定发生局部放电的具体相别，可采用HFCT法对邻近的三相出线电缆的接地线（或本体）进行信号检测。由于缺陷相的电流信号与另外两相的电流信号相比具有幅值大、相位相反

40、的特点，可以方便地确定发生局部放电的缺陷相。局放定相数据图如上图所示，绿色通道信号传感器幅值最大，具与其它两通道检测信号的相位相反，故判断局放点位于绿色通道传感器所检测的相位。局放类型的判断局放类型可通过检测信号的工频相关性进行判断，工频相关性的解释见下图：信号出现在各个工频周期的同一个位置工频周期工频周期工频周期工频周期工频周期图2.3.3.1：工频相关性表一：部分放电信号及干扰信号的工频相关特性信号类型信号特征气隙放电放电信号在一个工频周期的正负半周具有较好的对称性，放电脉冲较多。电晕放电放电信号在一个工频周期内只有一簇，放电信号密集。悬浮电位放电信号在每个工频周期内都有几根，信号较少，但

41、工频相关性强。信号间歇性强，信号幅值一般都较大且相对稳定。金属颗粒放电信号较少且比较离散，工频相关性差，随机性强。移动电话脉冲频率大约在2.2217 Hz之间，脉宽一般为0.57 ms照明灯类似浮电位局放信号，但信号幅值不稳定变化较大。电子围栏重复频率为秒级的脉冲，拉开到20us显示为一连串的脉冲信号分析信号的工频相关性与定位的结果相结合，能够更有效的判断局放是否存在及信号源（局放或干扰）的位置。局放严重程度的判断通过检测信号的幅值（dB值或mV值），局放发生的部位，局放的类型三者综合判断，能够有效的判断局放的严重程度，从而合理的制定维护策略（关注还是立即检修）。九、数据管理开关柜局部的普测采

42、用地电波技术，该检测技术在原理上是一种比较性的检测技术。某个开关柜上的检测结果应与其它同类型的开关柜所检测的数据进行比较，或与开关柜本身以前的检测数据进行比较。如果检测的数据比其它同型号开关柜大，或者比以前的结果大，就说明该开关柜存在疑似放电活动，进而推断故障的可能性。因此，需要有相当的设备运行经验才能根据该技术检测结果分析出设备绝缘材料还能维持运行多长时间。记录下每次设备故障的详细情况有助于分析判断放电活动对设备的影响。1横向分析 横向比较就是对同一个开关室内同类开关柜的测试结果进行比较，当某一开关柜个体的测试结果比其它同类开关柜的测试果及现场背景值均大时，就可以此设备存在缺陷的可能性。这种

43、方法也称为曲线法，是最为常用的一种方法。2动态判据统计分析是在对同一个开关室内开关柜进行局部放电检测时，对相关条件下的TEV检测数值和超声波检测数值进行分类统计，从而得出初步判断依据。现场影响局放测量结果的有许多因素，如工作电压、放电种类、绝缘材料、负载、机械运动、环境条件、干扰、开关柜制造厂家及类型，所有这些因素，都可能造成检测结果的误判，在现场测试时必须加以考虑。趋势分析趋势分析是对同一开关柜不同时间的测试结果进行分析，按每月、每季、每年从统计分析中得出开关柜局部放电的趋势分析。在分析过程中，还应从对局部放电产生影响因素的细微波动对TEV检测数值和超声波检测数值的变化进行分析，主要分析内容有负载的变化、环境因素波动、干扰的波动、时间变化等。动态判断依据结合统计分析、趋势分析和初步判断依据可以对开关柜局部放电进行动态的判断依据的分析，但由于开关柜周围环境等因素对局部放电都有影响。因此，在确定判断值时要考虑2dB的误差。最后经过长时间的比较，建立起本地区开关柜检测的数据库以及最终确定一个作为指导性的判断数值。综上所述，动态判据诊断是一个长期的过程，需要工程人员根据实际情况进行纵向和横向的对比分析，以做出正确的判断。十、案例见测试报告