吳篤貴20120810配電設(shè)備局狀態(tài)檢修技術(shù)理論與實(shí)踐(中國電科院)

主講：吳篤貴研發(fā)總監(jiān)廈門紅相電力設(shè)備股份有限公司2011年11月01日配電設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的理論與實(shí)踐0吳篤貴廈門紅相電力設(shè)備股份有限公司研發(fā)總監(jiān)，研發(fā)中心主任；研究方向：電力系統(tǒng)保護(hù)及自動(dòng)化技術(shù);

電力設(shè)備在線監(jiān)測和故障診斷技術(shù);

FACTS、定制電力技術(shù)以及HVDC技術(shù);

電能質(zhì)量監(jiān)測和治理技術(shù);聯(lián)系方式0592-8126149電子郵件：wudugui@主講人簡介1第一篇、基礎(chǔ)理論第二篇、技術(shù)釋疑第三篇、案例解析第一篇、基礎(chǔ)理論第二篇、技術(shù)釋疑第三篇、案例解析2設(shè)備檢修體制不僅是技術(shù)問題，更是經(jīng)濟(jì)問題；前言3檢修體制的發(fā)展過程：前言4分析是核心檢測是手段應(yīng)用是目的狀態(tài)檢修的指導(dǎo)綱領(lǐng)：前言5七分靠管理三分靠技術(shù)十二分靠數(shù)據(jù)狀態(tài)檢修的基本要義：前言6國內(nèi)配電設(shè)備狀態(tài)檢修的現(xiàn)狀：重輸電，輕配電；不分主次，胡子眉毛一把抓；重設(shè)備，輕分析；重技術(shù)，輕管理；迷信導(dǎo)則，輕視方法論；前言7第一篇、基礎(chǔ)理論第二篇、技術(shù)釋疑第三篇、案例解析8內(nèi)容提要一、高壓開關(guān)柜的故障特征;二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù);三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析技術(shù);四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題；五、結(jié)束語;9內(nèi)容提要一、高壓開關(guān)柜的故障特征;二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù);三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析;四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題；五、結(jié)束語;101、開關(guān)柜承擔(dān)直接向用戶饋電的任務(wù)，大多數(shù)饋電線路難以像輸電線路按照“N-1”可靠性原則配置。因此，開關(guān)柜設(shè)備的可靠性直接決定了用戶供電的可靠性。

一、高壓開關(guān)柜的故障特征112、狀態(tài)檢修是提高供電設(shè)備可靠性的重要技術(shù)手段。但是，開關(guān)柜不可能采取像高壓變壓器、GIS設(shè)備那樣的在線監(jiān)測技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)全面、實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測。高壓開關(guān)柜數(shù)量眾多;

開關(guān)柜的設(shè)備造價(jià)低;

監(jiān)測設(shè)備的成本很高;一、高壓開關(guān)柜的故障特征123、開關(guān)柜屬于多種電氣設(shè)備的組合體,種類繁多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。不同電器元件放電特性的差異,如電纜終端、母排、CT、避雷器、絕緣子等;

不同結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的傳輸特性差異，GCD、GCK、KYN、GXN、HGXN等;

緊湊型設(shè)計(jì)不可能固定安裝大型監(jiān)測裝置;一、高壓開關(guān)柜的故障特征134、開關(guān)柜故障已經(jīng)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。開關(guān)柜爆炸導(dǎo)致供電中斷;

引發(fā)火災(zāi)事故;一、高壓開關(guān)柜的故障特征145、電力企業(yè)肩負(fù)的社會責(zé)任要求其必須重點(diǎn)預(yù)防非計(jì)劃停電事故的發(fā)生：設(shè)備損失：可能僅有數(shù)十萬元；生產(chǎn)企業(yè)的損失如何評價(jià)？電力企業(yè)如何適應(yīng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型？伴隨著中國國際化水平的提高，電力企業(yè)如何腳色轉(zhuǎn)型？北京奧運(yùn)保供電；上海世博保供電；廣州亞運(yùn)保供電；一、高壓開關(guān)柜的故障特征156、非計(jì)劃停電導(dǎo)致生產(chǎn)過程中斷也會產(chǎn)生驚人的經(jīng)濟(jì)損失。一次電壓暫降而使某生產(chǎn)線重新啟動(dòng)需花費(fèi)50,000美元；某玻璃制品廠因短時(shí)間電壓中斷，造成損失約200,000美元；某計(jì)算機(jī)中心因供電中斷引起約600,000美元的損失；一、高壓開關(guān)柜的故障特征16一、高壓開關(guān)柜的故障特征開關(guān)柜究竟有哪些類型的故障？開關(guān)柜的主要故障形式又是什么？176、開關(guān)柜的故障類型及統(tǒng)計(jì)結(jié)果。拒動(dòng)故障，主要是機(jī)構(gòu)等機(jī)械原因;

誤動(dòng)故障，主要是二次控制回路原因;

絕緣故障，主要是缺陷、爬電、閃絡(luò)等；開斷與關(guān)合故障，多種原因；載流故障，主要是接觸不良、插件偏心；外力或其它故障，如加工工藝不良等；一、高壓開關(guān)柜的故障特征根據(jù)中國電科院開關(guān)設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析得出，不含40.5kV以上。絕緣與載流故障約占30％~40%！187、1992年～2002年廣東電網(wǎng)開關(guān)設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)結(jié)果。一、高壓開關(guān)柜的故障特征絕緣與載流故障約占66％！19一、高壓開關(guān)柜的故障特征絕緣與載流故障都是與放電現(xiàn)象密切有關(guān)的！絕緣與載流故障比率約在30％～50％之間！對中壓開關(guān)設(shè)備實(shí)施放電檢測可顯著減少故障概率！208、英國中低壓真空開關(guān)故障統(tǒng)計(jì)結(jié)果。一、高壓開關(guān)柜的故障特征30%–38%26%–44%21一、高壓開關(guān)柜的故障特征Upto44%ofallfaultscanbedetectedbypartialdischargetechniques85%ofalldisruptivefailuresarepartialdischargerelated22內(nèi)容提要一、高壓開關(guān)柜的故障特征;二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù);三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析;四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題；五、結(jié)束語;23二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù)局部放電既是設(shè)備故障的征兆，也是造成絕緣劣化的重要原因。局部放電檢測和監(jiān)測是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測的重要技術(shù)手段。24二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù)局部放電產(chǎn)生的原因介質(zhì)內(nèi)部或表面的電場強(qiáng)度過高絕緣層洞穴內(nèi)部放電電暈放電表面放電25導(dǎo)致設(shè)備局部放電的因素運(yùn)行狀態(tài)的影響運(yùn)行過電壓：輕載、電纜或電容器投切；雷電波沖擊；諧波畸變；設(shè)備本身的原因絕緣材料不均勻；內(nèi)部存在空洞和雜質(zhì)；導(dǎo)體表面存在凸出部；絕緣強(qiáng)度設(shè)計(jì)裕量不足；環(huán)境因素的影響：潮濕、過熱。二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù)26二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù)局部放電的伴生現(xiàn)象電磁波的發(fā)射：HF~VHF～UHF～SHF

聲音信號：可聞噪聲～超聲波（振動(dòng)）氣體生成物：氮化物、碳化物、氟化物光：紅外、紫外、可見光發(fā)熱：局部溫度過高；電流行波：高頻脈沖電流，1MHz以下。27二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù)開關(guān)柜局放檢測實(shí)用技術(shù)電磁測量法；

聲音測量法；氣體測量法；光測量法；溫度測量法；脈沖電流法；28二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù)開關(guān)柜局放的電磁測量法(1)局部放電發(fā)生時(shí)，電子快速由帶電體向接地的非帶電體遷移，如柜體；放電點(diǎn)產(chǎn)生高頻電流波，并向兩個(gè)方向傳播；受集膚效應(yīng)的影響，電流波僅集中在金屬柜體內(nèi)表面?zhèn)鞑?，而不會直接穿透；在金屬斷開或絕緣連接處，電流波轉(zhuǎn)移至外表面，并以電磁波形式進(jìn)入自由空間；電磁波上升沿碰到金屬外表面，產(chǎn)生暫態(tài)對地電壓(TransientEarthVoltage)。29二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù)開關(guān)柜局放的電磁測量法(2)

暫態(tài)對地電壓可用TEV傳感器進(jìn)行測量；其幅值與放電量和傳播途徑的衰減程度有關(guān)；衰減量主要取決于放電點(diǎn)位置、設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及開口大小有關(guān)，如墊圈的厚度。利用裝設(shè)在金屬柜體外表面上的兩個(gè)TEV傳感器所測量的信號到達(dá)時(shí)差，可以實(shí)現(xiàn)粗略的局部放電定位。30二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù)開關(guān)柜局放的電磁測量法(3)

暫態(tài)對地電壓傳感器類似于RF耦合電容器；外殼兼作絕緣與保護(hù)的雙層功效；開關(guān)柜殼體上暫態(tài)對地電壓的變化會在傳感器的金屬極板上感應(yīng)出高頻電流，感應(yīng)電流的大小與放電脈沖的前沿陡峭程度有關(guān)；對傳感器輸出的高頻電流進(jìn)行處理，可以間接獲得局部放電的強(qiáng)度和頻度。31二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù)開關(guān)柜局放的聲音測量法(1)

局部放電前，放電點(diǎn)周圍的電場應(yīng)力、介質(zhì)應(yīng)力、粒子力處于相對平衡狀態(tài)。局部放電是一種快速的電荷釋放或遷移過程，導(dǎo)致放電點(diǎn)周圍的電場應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力與粒子力失去平衡狀態(tài)而產(chǎn)生振蕩變化過程；機(jī)械應(yīng)力與粒子力的快速振蕩，導(dǎo)致放電點(diǎn)周圍介質(zhì)的振動(dòng)現(xiàn)象，從而產(chǎn)生聲波信號；32二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù)開關(guān)柜局放的聲音測量法(2)

放電強(qiáng)度的大小決定了電場應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力和粒子力的振蕩幅度，直接決定了振動(dòng)的程度和聲波的相度；對于同種程度的放電，振動(dòng)幅度與介質(zhì)的彈性系數(shù)有關(guān)，固體與液體振動(dòng)小，氣體振動(dòng)大；振動(dòng)和聲波的傳播過程是有損耗的，傳播途徑的差異導(dǎo)致超聲波強(qiáng)度與放電強(qiáng)度之間復(fù)雜的比例關(guān)系；33二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù)開關(guān)柜局放的聲音測量法(3)

電纜終端、接頭等部件的內(nèi)部放電導(dǎo)致的振動(dòng)幅度較小，難以采用超聲波方法測量；絕緣子、母排導(dǎo)致的表面放電導(dǎo)致的振動(dòng)幅值較大，方便使用超聲波方法進(jìn)行測量；超聲波傳感器的類型對檢測結(jié)果也有一定的影響，壓電式與開放式各有優(yōu)勢；34電磁測量與聲音測量的對比電磁測量法對脈沖的變化速度比較敏感，比較適合介質(zhì)內(nèi)部放電；對放電頻譜較低的套管、終端、絕緣子表面放電不敏感；易受外界電磁干擾的影響；能夠精確定位，但分辨率不高，主要是設(shè)備精度限制；傳播過程衰減較小；聲音測量法對介質(zhì)類型比較敏感，適合檢測空氣介質(zhì)放電；比較適合檢測套管、終端、絕緣子的表面放電；易受現(xiàn)場機(jī)械振動(dòng)的干擾；定位精度受內(nèi)部反射、折射等現(xiàn)象的影響，但對設(shè)備精度要求較低；傳播過程衰減大；二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù)35聲－電聯(lián)合測試是開關(guān)柜局部放電檢測的最佳選擇！二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù)2009年4月，北京供電局現(xiàn)場對比試驗(yàn)；2009年5月，福建電科院試驗(yàn)室物理模型測試；36二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù)沿面放電模型瓷絕緣子表面放電模型開裂瓷絕緣子內(nèi)部放電模型超聲波檢測有效，電磁檢測不敏感；超聲波檢測有效，電磁檢測不敏感；電磁法檢測有效，超聲波檢測基本無信號；37內(nèi)容提要一、高壓開關(guān)柜的故障特征;二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù);三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析;四、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的管理；五、結(jié)束語;38三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析39對《電力設(shè)備帶電檢測技術(shù)規(guī)范》的質(zhì)疑：傳感器參數(shù)對測試結(jié)果的影響？信號處理電路設(shè)計(jì)參數(shù)對測試結(jié)果的影響如何？信號分析技術(shù)對測試結(jié)果的影響？不同年代設(shè)備制造水平對放電程度的影響？不同電壓等級設(shè)備放電水平的差異？環(huán)境因素的影響：郊區(qū)和市區(qū)變電站能夠采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)嗎？不同制造商的設(shè)備制造水平一樣嗎？

不同電力公司開關(guān)設(shè)備的配備情況統(tǒng)一嗎？三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析40

TEV測試原理：

C表示傳感器參數(shù)，決定了傳感器單元檢測的靈敏度；

EA：5pF；

IPEC：150pF；

RedPhase：20pFR為檢測設(shè)備的檢測阻抗，一般設(shè)定為50歐姆；不同設(shè)備信號處理電路的適用頻率范圍也會造成測試結(jié)果的差異；三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析41來自不同測量儀器的檢測結(jié)果，能夠采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來衡量開關(guān)設(shè)備是否異常嗎？三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析42簡單的閾值判斷是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須尋找更為有效的分析方法?。。∪?、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析43

局部放電數(shù)據(jù)分析技術(shù)不是簡單地回答“Yes”與“No”

，其目標(biāo)是在海量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)“異常者”，總結(jié)出指導(dǎo)檢修的普遍性規(guī)律；三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析44

對高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，需要遵循下列基本原則：

基于任何檢測技術(shù)的數(shù)據(jù)都是有用的；基于任何檢測技術(shù)的數(shù)據(jù)都有其局限性；規(guī)律隱藏在長期、連續(xù)的測試數(shù)據(jù)當(dāng)中；實(shí)施狀態(tài)檢修，既需要充分利用現(xiàn)有的規(guī)律，更需要對現(xiàn)有規(guī)律的持續(xù)完善和補(bǔ)充；三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析45標(biāo)準(zhǔn)／導(dǎo)則僅是經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，而非判斷故障與否的唯一依據(jù)；

指導(dǎo)變壓器／電抗器狀態(tài)檢修的DGA方法，其基本依據(jù)來源于6000臺服役變壓器測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析：三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析設(shè)備名稱氣體組分注意值（ppm）所占比例變壓器及電抗器總烴1505.6％乙炔55.7％氫1503.6％46高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的常用分析方法-統(tǒng)計(jì)診斷技術(shù)三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析47高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的常用分析方法-統(tǒng)計(jì)診斷技術(shù)：假設(shè)條件：不同開關(guān)柜的局部放電水平呈正態(tài)分布；平均放電水平：放電水平概率：三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析48高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的常用分析方法-統(tǒng)計(jì)診斷技術(shù)：統(tǒng)計(jì)診斷技術(shù)首先需要開展廣泛的現(xiàn)場測試，以獲取足夠的統(tǒng)計(jì)樣本；根據(jù)企業(yè)的具體條件選擇合理的正常設(shè)備概率，據(jù)此可以大致判斷具體設(shè)備的絕緣狀態(tài)；根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果給出的設(shè)備狀態(tài)判斷分析結(jié)果并不代表設(shè)備必然故障與否，僅屬于一種可能性；統(tǒng)計(jì)診斷技術(shù)是一種開放、循環(huán)的過程；三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析49高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的常用分析方法-統(tǒng)計(jì)診斷技術(shù)

UltraTEV采用統(tǒng)計(jì)診斷技術(shù)決定設(shè)備正常、預(yù)警和故障狀態(tài)水平；三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析50高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的常用分析方法-趨勢分析技術(shù)三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析51高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的常用分析方法-趨勢分析技術(shù)：假設(shè)條件：電力設(shè)備的絕緣劣化是一種緩慢累積的過程，突發(fā)性的絕緣破壞不適合趨勢分析法；絕緣裂化水平：絕緣裂化判據(jù)：三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析52高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的常用分析方法-趨勢分析技術(shù)三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析53高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的常用分析方法-橫向分析技術(shù)：假設(shè)條件：空間鄰近或設(shè)備條件相近的設(shè)備，其絕緣水平也相近，如同型、投運(yùn)年限相似、同一廠家等；絕緣水平描述：絕緣裂化判據(jù)：三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析54高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的常用分析方法-橫向分析技術(shù)：應(yīng)用場合：主要應(yīng)用于N選1的場合；應(yīng)用案例：

A、B、C三相測試數(shù)據(jù)的比較；鄰近開關(guān)柜測試數(shù)據(jù)的比較；同型開關(guān)設(shè)備測試數(shù)據(jù)的比較；三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析55高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的常用分析方法-橫向?qū)Ρ确治?/p>

PDM100的測試數(shù)據(jù)分析方法三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析56高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的常用分析方法-橫向分析技術(shù)：

MiniTEV的測試數(shù)據(jù)分析方法三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析dB間隔號間隔1間隔2間隔3。。。。。。。。。。。。。。。。間隔n102030405057內(nèi)容提要一、高壓開關(guān)柜的故障特征;二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù);三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析;四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題；五、結(jié)束語;58四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題

狀態(tài)檢修的基本要義：

三分靠技術(shù)；七分靠管理；十二分靠數(shù)據(jù)；59四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題狀態(tài)檢修中管理的本質(zhì)內(nèi)涵：

對設(shè)備的管理：先進(jìn)性、有效性、方便性、適用性；對技術(shù)團(tuán)隊(duì)的管理：能夠勝任狀態(tài)檢修工作的技術(shù)團(tuán)隊(duì)；對行為的管理：遵循科學(xué)的原則、掌握科學(xué)的方法；

對數(shù)據(jù)的管理：收集、匯總、分析、應(yīng)用；…………60數(shù)據(jù)管理的基本要求（1）：

權(quán)限管理：不同權(quán)限的人員賦予不同的管理職能，兼顧數(shù)據(jù)的安全性、應(yīng)用的廣泛性和層次性；

臺帳管理：建立起數(shù)據(jù)與檢測對象屬性的對應(yīng)關(guān)系；

分析應(yīng)用：統(tǒng)計(jì)、趨勢、橫向、閾值等分析方法的程序化和數(shù)字化；

信息共享化：擴(kuò)大檢測數(shù)據(jù)的來源，保證分析結(jié)論的通用性和特殊性。四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題61數(shù)據(jù)管理的基本要求（2）：

數(shù)據(jù)導(dǎo)入：兼顧傳統(tǒng)方式、不斷改革創(chuàng)新，盡快實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的自動(dòng)化；

對非法數(shù)據(jù)來源的甄別能力：非經(jīng)授權(quán)的設(shè)備檢測結(jié)果不得導(dǎo)入，防止數(shù)據(jù)污染；四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題62數(shù)據(jù)管理的現(xiàn)狀：

僅檢測，不管理，應(yīng)套國外設(shè)備的評判標(biāo)準(zhǔn)；

紙質(zhì)文檔保存，易丟失，難匯總，無法分析應(yīng)用；電子表格保存，可永久保存，難匯總、共享和分析；專用管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、存儲、匯總、共享、分析、應(yīng)用的統(tǒng)一；…………四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題63四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題配電設(shè)備實(shí)施狀態(tài)檢修的技術(shù)路線：在線式方案：設(shè)備投資大，自動(dòng)化程度高；離線式方案：設(shè)備投入少、自動(dòng)化程度低；

…………64四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題在線式方案：65四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題對監(jiān)測終端的要求：監(jiān)測地電波和超聲波信號，反映內(nèi)部各種類型的放電現(xiàn)象；低造價(jià)，以便于廣泛安裝；就地顯示和自動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸，以利于數(shù)據(jù)匯總和巡檢；傳感器的內(nèi)嵌式安裝，降低背景干擾；傳感器安裝位置的針對性選擇；66離線式方案四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題67離線式方案四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題任務(wù)下達(dá)開具操作票數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用數(shù)據(jù)歸檔下載屬性參數(shù)現(xiàn)場檢測并存儲過程管理68對管理系統(tǒng)的基本要求行為的管理：定期性的設(shè)備巡檢任務(wù)管理，包括檢測對象、參數(shù)和執(zhí)行人員；與操作票系統(tǒng)的接口：隨巡檢任務(wù)同時(shí)下達(dá)；數(shù)據(jù)的定期上傳：一般在任務(wù)下達(dá)后的一定時(shí)間窗口開放數(shù)據(jù)上傳功能；數(shù)據(jù)的管理：數(shù)據(jù)的匯總、分析、共享；輔助決策：更好地指導(dǎo)狀態(tài)檢修四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題69對檢測終端的基本要求局放檢測功能：聲電聯(lián)合檢測；數(shù)據(jù)存儲功能：與特定的設(shè)備屬性參數(shù)和檢測位置建立對應(yīng)關(guān)系，避免人為修改；與管理系統(tǒng)的信息交互功能：接受設(shè)備屬性參數(shù)和上傳檢測結(jié)果；四、高壓開關(guān)柜狀態(tài)檢修的管理問題70內(nèi)容提要一、高壓開關(guān)柜的故障特征;二、高壓開關(guān)柜局放實(shí)用檢測技術(shù);三、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的分析;四、高壓開關(guān)柜局放數(shù)據(jù)的管理；五、結(jié)束語;71五、結(jié)束語

開關(guān)柜的狀態(tài)檢修對提高電力系統(tǒng)的供電可靠性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義；對開關(guān)柜實(shí)施在線監(jiān)測，需要找出重點(diǎn)問題，切忌盲目求全、求精、求細(xì)，應(yīng)講求實(shí)用性；絕緣與載流故障在開關(guān)柜故障中比重較大，開展局部放電在線監(jiān)測具有現(xiàn)實(shí)意義；聲－電聯(lián)合測試是開關(guān)柜局部放電監(jiān)測的最佳選擇；72五、結(jié)束語

局部放電關(guān)注的重點(diǎn)是強(qiáng)度和頻度，因此檢測技術(shù)應(yīng)抓住主要矛盾；檢測技術(shù)僅是狀態(tài)檢修的技術(shù)手段，局部放電數(shù)據(jù)的分析才是狀態(tài)檢修的核心；狀態(tài)檢修分析技術(shù)回答的不是簡單的“是”與“否”問題，僅是提供一系列有效的技術(shù)手段；判斷為故障的設(shè)備未必真有故障，判斷為沒有故障的設(shè)備也未必真的沒有故障；73五、結(jié)束語趨勢分析、橫向?qū)Ρ?、統(tǒng)計(jì)分析等都是狀態(tài)檢修的重要技術(shù)，閾值分析法需要綜合各方面的信息才能應(yīng)用；沒有一種技術(shù)和分析手段能夠“包治百病”，應(yīng)綜合各種測試數(shù)據(jù)和分析結(jié)論才能制訂合理的決策，學(xué)會“望、聞、問、切”；74第一篇、基礎(chǔ)理論第二篇、技術(shù)釋疑第三篇、案例解析751、開關(guān)柜狀態(tài)檢修的必要性1.1開關(guān)柜的價(jià)值低，不必要實(shí)施狀態(tài)檢修

“輸變電設(shè)備的狀態(tài)檢修”？

配電設(shè)備呢？設(shè)備故障波及的對象不僅僅是電力公司；無論電力企業(yè)的供電可靠性指標(biāo)達(dá)到幾個(gè)9，遭遇停電的客戶都要蒙受損失；更多的關(guān)注電力企業(yè)承擔(dān)的社會責(zé)任；761、開關(guān)柜狀態(tài)檢修的必要性1.2開關(guān)柜技術(shù)規(guī)范提高要求，實(shí)現(xiàn)免檢修；制造材料的局部放電水平可以降低，不能避免；內(nèi)絕緣可以提高技術(shù)要求，外絕緣呢；設(shè)備材料老化導(dǎo)致的絕緣水平降低如何避免？定期更換嗎？接觸不良、連接松動(dòng)等制造工藝缺陷能夠完全避免嗎？772、開關(guān)柜狀態(tài)檢修的技術(shù)規(guī)范問題2.1開關(guān)柜的局部放電數(shù)據(jù)為什么不能采用pC；局部放電測量的技術(shù)路線：直接測量和間接測量僅有直接測量可以采用校準(zhǔn)程序轉(zhuǎn)換為pC，對應(yīng)的檢測傳感器有檢測阻抗和HFCT，執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為IEC-60270標(biāo)準(zhǔn)；地電波、UHF、超聲波法、油色譜、SF6分解物都屬于間接測量，都不適合采用pC表示放電強(qiáng)度；782、開關(guān)柜狀態(tài)檢修的技術(shù)規(guī)范問題2.2間接法局部放電測量為什么不能將檢測結(jié)果按照函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為pC；檢測對象結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多樣性；電磁波與聲波信號的反射、折射和相互疊加；放電位置與檢測位置的不確定性；放電類型不同導(dǎo)致的電磁與聲波特性差異；檢測儀器設(shè)計(jì)參數(shù)的差異性和限制因素；環(huán)境參數(shù)與負(fù)荷水平的影響；793、可以根據(jù)溫濕度與負(fù)荷水平對檢測結(jié)果進(jìn)行修正嗎？環(huán)境參數(shù)溫、濕度以及負(fù)荷水平對放電強(qiáng)度存在一定程度的影響；溫度的影響：外部環(huán)境溫度還是放電點(diǎn)附近溫度？濕度的影響：周圍環(huán)境的濕度還是柜體內(nèi)部的濕度？負(fù)荷的影響：從理論上來說，重負(fù)荷并不會必然導(dǎo)致電壓的升高，因而對放電水平影響微小。但是，假如觸頭接觸不良，溫升較大，有可能激發(fā)嚴(yán)重的放電現(xiàn)象。804、為什么運(yùn)行人員透過視覺和聽覺都能夠發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜故障，但檢測儀器卻沒有指示？

導(dǎo)致電氣放電的原因是復(fù)雜多變的，無法保證特定放電信號的頻譜范圍處于檢測儀器的有效范圍內(nèi)；表面放電通常用超聲波檢測比較有效；內(nèi)部放電通常用地電波檢測較為有效；輕微的接觸不良導(dǎo)致的放電頻譜可能很低，完全處于超聲波和地電波的檢測范圍內(nèi)（40kHz，6MHz~100MHz）；極端的情況紅外測溫也許更為有效；沒有一種檢測手段能夠包治百病；815、為什么運(yùn)行人員用儀器檢查開關(guān)設(shè)備時(shí)指示是正常的，但還是會出現(xiàn)設(shè)備突然故障？任何檢測儀器或技術(shù)都存在一定的局限性；狀態(tài)檢修技術(shù)要求設(shè)備故障必須是漸進(jìn)性的，對于突發(fā)性故障往往無能為力；狀態(tài)檢修分析技術(shù)的指導(dǎo)原則是發(fā)現(xiàn)“異?！倍皇谴_定是否故障。判斷為異常的未必真有問題，判斷為正常的，也未必真的正常；檢測時(shí)的環(huán)境參數(shù)或運(yùn)行條件是否變化？放電是否為間歇性的？826、為什么運(yùn)行人員用儀器檢查出開關(guān)設(shè)備異常，但停電檢查/試驗(yàn)卻查不出問題？試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境參數(shù)或運(yùn)行條件與檢測時(shí)是否變化，特別是電壓幅值和波形；檢查時(shí)是否改變了設(shè)備的狀態(tài)，特別是外絕緣和電聯(lián)接？放電源是否可能來自于互連或鄰近設(shè)備？放電性質(zhì)是持續(xù)性的還是間歇性的？不能武斷地判斷哪種設(shè)備好，哪種設(shè)備不好!

換一臺儀器再測試一下，看看結(jié)論是否一致或者互補(bǔ)？837、為什么制造商或檢測儀不能給出一個(gè)簡單的閾值來確定開關(guān)設(shè)備是否正常呢？不同類型的配電設(shè)備，其絕緣水平存在差異；不同類型的放電，儀器給出的結(jié)果可能差異較大？背景噪聲與地電波的頻譜重疊，不好區(qū)分；檢測結(jié)果與絕緣水平的關(guān)聯(lián)性受到放電位置、環(huán)境參數(shù)、儀器參數(shù)、負(fù)荷水平的影響；狀態(tài)檢修需要綜合考慮絕緣與人、財(cái)、物的約束；848、為什么檢測儀不能直接給出開關(guān)設(shè)備是否故障的判斷結(jié)果？簡單的閾值判據(jù)給出的結(jié)論過于偏頗，需要綜合歷史和同類設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷；目前的檢測儀不可能剔除背景噪聲的影響？單一的最大值無法判斷放電的可重復(fù)性，而非重復(fù)性的放電對設(shè)備絕緣的影響是有限的；檢出的絕緣降低對設(shè)備性能的影響并非立即具有破壞性的；859、為什么一定需要安裝專門的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)？設(shè)備的絕緣失效是一種累積的過程，追溯歷史有助于設(shè)備故障性質(zhì)的確定，使得決策更科學(xué)；紙質(zhì)或電子文檔難以避免人為疏失導(dǎo)致的檢測數(shù)據(jù)失真或丟失現(xiàn)象，這也屬于電力企業(yè)的資產(chǎn)流失；定量化分析的計(jì)算強(qiáng)度較大，難以人工完成；易于實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)的共享；樣本總量的增大更容易得出具有普遍性的結(jié)論；定期的巡檢和數(shù)據(jù)收集是必要的，管理系統(tǒng)可以協(xié)助決策者規(guī)范行為；8610、靈敏度越高的檢測設(shè)備越好？靈敏度與抗干擾能力始終是一種矛盾；對于局部放電檢測來說，過小和過大的檢測值都是不難確定設(shè)備性質(zhì)：過小肯定沒有問題，過大肯定需要盡快安排檢修；實(shí)用性和技術(shù)指標(biāo)孰輕孰重？-7dBuV=0.45uV；+0dBuV=1uV;

放電強(qiáng)度為0.5uV時(shí)，絕緣有問題嗎？

當(dāng)放電強(qiáng)度為負(fù)值時(shí)，人們習(xí)慣嗎？8711、為什么很難用超聲波的檢測值來確認(rèn)故障？超聲波信號的波長較長，比電磁波信號更容易受到柜體結(jié)構(gòu)的影響，反射和折射現(xiàn)象更為顯著；超聲波信號的頻譜較低且單一（開關(guān)柜檢測選用的超聲波傳感器一般為開放式諧振型，40kHz），更容易受到環(huán)境噪聲的影響；空氣介質(zhì)的衰減現(xiàn)象嚴(yán)重，檢測值與放電強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)性更弱；同一種介質(zhì)的放電強(qiáng)度受溫濕度的影響很大；人耳比設(shè)備更為有效；8812、整個(gè)變電站的地電波測量值都很大怎么辦？變電站開關(guān)柜的接地系統(tǒng)是否良好，接地系統(tǒng)特性較差時(shí)全站的開關(guān)柜體類似于懸浮天線，對電磁噪聲的反應(yīng)敏感；臨近設(shè)備電磁噪聲或放電經(jīng)母排傳遞到各個(gè)開關(guān)柜，例如變壓器進(jìn)線、風(fēng)扇電機(jī)等；開關(guān)室內(nèi)的氣體放電燈是否開啟；開關(guān)室內(nèi)同時(shí)存在多個(gè)放電源，通常表現(xiàn)為與母排臨近或存在電聯(lián)接的部件存在家族性缺陷，如套管、支撐絕緣子等；89第一篇、基礎(chǔ)理論第二篇、技術(shù)釋疑第三篇、案例解析90測試時(shí)間：2008年5月21日

測試地點(diǎn)：新疆電力公司環(huán)境參數(shù)：T=26℃，RH=40%；背景噪聲：39~42dB，2s脈沖數(shù)65；檢測技術(shù)：

地電波；實(shí)測結(jié)果：40~63dB，2s脈沖數(shù)50~90

；故障類型：接觸不良；案例一91案例一92故障排查：開關(guān)室5號主變10kV側(cè)1005開關(guān)發(fā)現(xiàn)存在一定程度的放電現(xiàn)象，其它柜受其影響也檢測到較大的檢測值，用定位儀進(jìn)一步排查，后面板上部或母排進(jìn)線處的檢測值很大，表明放電現(xiàn)象強(qiáng)烈

。檢修結(jié)果：2008年7月22日，對該缺陷設(shè)備在停電狀況下進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)該柜后面板母線進(jìn)線處母排固定螺栓將導(dǎo)電觸頭座頂住，導(dǎo)致接觸面積過小，大電流通過時(shí)，導(dǎo)致放電。檢修后復(fù)測，該柜放電幅值降到22dB以下。案例一93案例一螺栓將導(dǎo)電觸頭座頂住，導(dǎo)致接觸不良，有縫隙接觸面積過小，見標(biāo)注的月牙型放電燒灼的黑色痕跡94測試時(shí)間：2010年3月8日

測試地點(diǎn)：海南電力公司環(huán)境參數(shù)：T=28℃，RH=50%；背景噪聲：檢測技術(shù)：地電波和超聲波；實(shí)測結(jié)果：地電波<20dB，超聲波16dB；故障類型：接觸不良；案例二95案例二96故障排查：使用超聲波技術(shù)檢測，發(fā)現(xiàn)“天高北線1033開關(guān)”開關(guān)柜后面板中部能聽到放電聲，超聲檢測值為16dB左右，TEV檢測值均小于20dB，且人耳可聽到“嘶嘶”的放電聲，判斷存在有明顯的局部放電。檢修結(jié)果：檢修中發(fā)現(xiàn)“天高北線1033開關(guān)”開關(guān)柜的電纜絕緣套將銅排頂住，導(dǎo)致電纜頭與銅排沒有緊密地貼在一起，產(chǎn)生空隙放電。將電纜上的套管削去一部分，使電纜頭與銅排緊密接觸，再次復(fù)測時(shí)，檢測值明顯下降。案例二97案例二98測試時(shí)間：2011年3月10日

測試地點(diǎn)：海南電力公司環(huán)境參數(shù)：T=25℃，RH=60%；背景噪聲：檢測技術(shù)：地電波和超聲波；實(shí)測結(jié)果：地電波30dB，超聲波15dB；故障類型：絕緣老化；案例三99案例三超聲波檢測：配電室“1015”前面板中部能聽到放電聲音，數(shù)值為15dB；“10003”開關(guān)柜后面板下部能聽到放電聲音，超聲檢測數(shù)值較小，為7dB左右，放電程度較微弱

。地電波100故障排查：TEV檢測值在30dB左右，但突變現(xiàn)象不顯著。主要原因在于開關(guān)室為半封閉式，母排裸露而產(chǎn)生較大的干擾，應(yīng)該不存在內(nèi)部放電現(xiàn)象。盡管“1015”與“10003”超聲檢測數(shù)值較小，但可以聽到聲音，建議檢修

。檢修結(jié)果：2011年3月20日，對“1015”開關(guān)柜進(jìn)行停電檢修，發(fā)現(xiàn)該柜內(nèi)A相和C相CT絕緣老化，A相CT存在放電燒灼的黑色痕跡，C相CT外絕緣有放電所產(chǎn)生的樹枝紋。更換CT后復(fù)測，放電聲音消失，檢測值變成0dB。案例三101案例三放電燒灼的黑色痕跡絕緣老化，有樹枝紋102測試時(shí)間：2011年3月7日

測試地點(diǎn)：海南電力公司環(huán)境參數(shù)：T=28℃，RH=55%；背景噪聲：檢測技術(shù)：地電波和超聲波；實(shí)測結(jié)果：地電波<30dB，超聲波20dB；故障類型：環(huán)境濕度過大；案例四103案例四超聲波檢測：“1#站用變1015”和“凱萊Ⅰ線1037”開關(guān)柜后面板下部超聲檢測數(shù)值超過20dB，且耳機(jī)中能聽到明顯的放電聲音，人耳也能聽到放電聲音

。地電波104故障排查：TEV檢測值在30dB左右，但突變現(xiàn)象不顯著。超聲檢測數(shù)值超過20dB，耳機(jī)中能聽到明顯的放電聲音，人耳也能聽到開關(guān)柜中放電聲，建議檢修。檢修結(jié)果：2011年3月17日，，對“1#站用變1015”和“凱萊Ⅰ線1037”兩面開關(guān)柜進(jìn)行停電檢修。發(fā)現(xiàn)“凱萊Ⅰ線1037”柜內(nèi)部水分較大，透過觀察窗能看見觀察窗內(nèi)壁有水珠，打開柜子后發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜水珠很多，且各部分有不同的腐蝕現(xiàn)象，尤其是斷路器的靜觸頭附有銅綠及放電燒灼的黑色痕跡。將開關(guān)柜觀察窗上的玻璃取下排出水分，復(fù)測時(shí)放電聲音消失，檢測值變成0dB。案例四105案例四柜內(nèi)水分較大，有明顯水滴106案例四放電燒灼的黑色痕跡柜內(nèi)的水分導(dǎo)致斷路器靜觸頭腐蝕，并產(chǎn)生的銅綠107測試時(shí)間：2009年3月5日

測試地點(diǎn)：上海電力公司環(huán)境參數(shù)：T=24℃，RH=60%；背景噪聲：檢測技術(shù)：地電波和超聲波；實(shí)測結(jié)果：地電波63dB，超聲波26dB；故障類型：均壓環(huán)接觸不良；案例五108案例五超聲波檢測：青趙3563(2號主變)柜局部放電超聲波檢測值達(dá)到了26dB，耳機(jī)中有明顯的放電聲音，存在明顯的局部放電特征。

超聲波檢測：青趙3563(2號主變)柜局部放電數(shù)值達(dá)到了63dB，使用局部放電定位儀PDL1進(jìn)行定位后發(fā)現(xiàn)放電點(diǎn)位于青趙3563(2號主變)柜與青趙3563線路避雷器柜中間母排C相的位置。

109故障排查：青趙3563(2號主變)柜與青趙3563線路避雷器柜中間母排C相的位置存在有明顯的局部放電現(xiàn)象。建議進(jìn)行停電檢修。

檢修結(jié)果：2009年3月該供電局公司對發(fā)現(xiàn)存在有局部放電的青趙3563(2號主變)開關(guān)柜進(jìn)行了停電檢修。打開柜子檢查后發(fā)現(xiàn)，兩柜中間C相母排處均壓環(huán)有局部放電。

案例五110案例五放電所產(chǎn)生的灰燼111案例五發(fā)生局部放電的均壓環(huán)正常的均壓環(huán)柜內(nèi)的水分導(dǎo)致斷路器靜觸頭腐蝕，并產(chǎn)生的銅綠112測試時(shí)間：2008年5月29日

測試地點(diǎn)：廣東電力公司環(huán)境參數(shù)：T=30℃，RH=50%；背景噪聲：36~45dB，2s脈沖數(shù)284；檢測技術(shù)：

地電波；實(shí)測結(jié)果：

地電波54dB，2s脈沖數(shù)208；

故障類型：絕緣子開裂；案例六113案例六地電波波檢測：1）504開關(guān)柜上檢測值較大（54dB/208），用定位儀排查后發(fā)現(xiàn)放電點(diǎn)在開關(guān)柜后中部。2）以此柜為中心，兩側(cè)開關(guān)柜檢測值逐漸減小，分別為：0~17dB；114故障排查：504開關(guān)柜發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的局部放電現(xiàn)象，整個(gè)高壓室受其影響測量值很大。建議盡快安排檢修。

檢修結(jié)果：2008年6月6日，對502開關(guān)柜進(jìn)行停電檢修，檢修過程中發(fā)現(xiàn)后母排上絕緣子開裂。更換絕緣子后進(jìn)行復(fù)測，測試數(shù)據(jù)明顯下降。案例六115案例六116測試時(shí)間：2008年5月21日

測試地點(diǎn)：新疆電力公司環(huán)境參數(shù)：T=25℃，RH=50%；背景噪聲：檢測技術(shù)：

地電波；實(shí)測結(jié)果：

地電波31dB，2s脈沖數(shù)262；

故障類型：螺絲松動(dòng)；案例七117案例七1）10kV八加線1016開關(guān)柜后面板上局部放電檢測值最大（幅值：31dB，脈沖數(shù)262）

。2）其它開關(guān)柜上局部放電檢測結(jié)果分別為：dB值0~16；2秒種脈沖數(shù)：0~60；118故障排查：10kV八加線1016開關(guān)柜發(fā)現(xiàn)存在一定程度的局部放電，其它開關(guān)柜受其影響；用定位儀進(jìn)一步排查發(fā)現(xiàn)，放電現(xiàn)象發(fā)生在開關(guān)柜后面板左下側(cè)C相電纜頭處，但檢測到的幅值不大，表明放電不強(qiáng)烈。

檢修結(jié)果：2008年7月10日，檢修工區(qū)對該柜進(jìn)行停電檢修，發(fā)現(xiàn)該柜后面板左下側(cè)C相電纜頭螺絲松動(dòng)。對此設(shè)備的螺絲進(jìn)行緊固后進(jìn)行復(fù)測，該柜放電幅值降到10dB以下。案例七119案例七緊固前緊固后1201、檢測情況2008年3月11日，我公司與北京電力公司聯(lián)合對北京東北郊220kV變電站10kV開關(guān)柜進(jìn)行局放檢測。首先使用檢測儀發(fā)現(xiàn)203柜存在異常，再使用定位儀對203柜進(jìn)行定位，初步判斷母線穿墻套管附近存在局部放電。案例八121

2、處理和分析