DL∕T 1630-2016 氣體絕緣金屬封閉開關設備局部放電特高頻檢測技術規(guī)范

備案號：57182-20172016-12-05發(fā)布2017-05-01實施國家能源局發(fā)布 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 1 2 2 2 35檢測系統(tǒng)試驗要求 6 6 6 9 9 附錄A(資料性附錄)GIS局部放電的典型圖譜 附錄B(資料性附錄)干擾信號的典型圖譜 附錄C(資料性附錄)局部放電特高頻檢測中放電源的定位方法 附錄D(資料性附錄)特高頻傳感器靈敏度測量方法 附錄E(資料性附錄)特高頻系統(tǒng)靈敏度測量方法 附錄F(資料性附錄)局部放電特高頻檢測中干擾的抑制 附錄G(資料性附錄)特高頻方法現(xiàn)場靈敏度校核 2IⅡ本標準按照GB/T1.1—2009《標準化工作導則第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫》的規(guī)則起草。本標準參加起草單位：中國電力科學研究院、華北電力大學本標準在執(zhí)行過程中的意見或建議反饋至中國電力企業(yè)聯(lián)合會標準化管理中心(北京市白廣路二1DL/T1630—2016氣體絕緣金屬封閉開關設備局部放電特高頻檢測技術規(guī)范1范圍本標準適用于額定電壓為72.5kV及以上電壓等級GIS局部放電帶電測試或在線監(jiān)測部分采用六氟化硫氣體作為絕緣介質(zhì)的氣體絕緣金屬封閉開關設備(halfgas-insulatedmetal-enclosedswitchgear,HGIS)、氣體絕緣金屬封閉輸電線路(gas-insulatedmetal-enclosedline,GIL)和下列文件對于本標準的應用是必不可少的。凡是注日期的件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2423.1電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗A:低溫GB/T2423.2電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗B:高溫GB/T2423.3電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Cab:恒定濕熱試驗GB/T2423.22環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗N:溫度變化GB4208外殼防護等級(IP代碼)GB/T7354局部放電測量GB/T11287電氣繼電器第21部分：量度繼電器和保護裝置的振動、沖擊、碰撞和地震試驗第1篇：振動試驗(正弦)電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗電磁兼容試驗和測量技術射頻電磁場輻射抗擾度試驗電磁兼容試驗和測量技術電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗電磁兼容試驗和測量技術浪涌(沖擊)抗擾度試驗電磁兼容試驗和測量技術射頻場感應的傳導騷擾抗擾度電磁兼容試驗和測量技術工頻磁場抗擾度試驗電磁兼容試驗和測量技術脈沖磁場抗擾度試驗GB/T17626.10—1998電磁兼容試驗和測量技術阻尼振蕩磁場抗擾度試驗DL/T617—2010氣體絕緣金屬封閉開關設備技術條件2特高頻檢測系統(tǒng)由特高頻傳感器、信號采集單元、信號處理單元、通信單元和診斷分析單元等五部分構(gòu)成，如圖1所示。在帶電測試和在線監(jiān)測不同檢測工況下，各功能單元可以采用不同的組合方式。注1:GIS殼體介質(zhì)窗是指，在GIS殼體手孔法蘭上采用絕緣板進行氣體密封后，形成的可以透過特高頻信號的電磁泄漏窗口。注2:置于盆式絕緣子外側(cè)的傳感器，應考慮當盆式絕緣子外側(cè)裝有金屬屏蔽環(huán)對檢測靈敏度的影響。傳感器安裝方式如圖2所示。3局部局部放電a)內(nèi)置式安裝方式局部放電b)外置式安裝方式a)傳感器靈敏度。傳感器靈敏度代表傳感器將入射電磁波能量轉(zhuǎn)化為輸出電壓信號的能力。用b)檢測系統(tǒng)靈敏度。檢測系統(tǒng)靈敏度代表系統(tǒng)接收局部放電信號的能力，用檢測系統(tǒng)所能檢測斷，可采用檢波采樣模式對局部放電特高頻信號進行峰值保持，僅保存局部放電信號的幅值和工頻相信號頻率實現(xiàn)對特定頻段(帶寬一般為10MHz～20MHz)內(nèi)局部放電信號的采集，可避開干擾頻段并1)局部放電信號的幅值、放電頻次等統(tǒng)計參數(shù)；2)局部放電信號的幅值、頻次等基本特征參數(shù)的趨勢圖；3)局部放電信號幅值、相位的工頻周期波形圖；4)局部放電信號幅值、相位的二維譜圖(φ-q圖、φ-n圖和q-n圖);5)局部放電信號幅值、相位的三維譜圖(φ-q-n圖);4DL/T1630—20161)對近期檢測數(shù)據(jù)應采用循環(huán)刷新的方式，完整保存原始檢測數(shù)據(jù)；3)對異常報警情況的檢測數(shù)據(jù)應完整保存原始檢測數(shù)據(jù)。d)參數(shù)設置功能。檢測系統(tǒng)應具有參數(shù)設置、參數(shù)調(diào)閱等功能，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整局部f)放電類型識別功能。檢測系統(tǒng)應能判斷GIS中典型局部放電類型(自由顆粒放電、懸浮電位體放電、絕緣件沿面放電、絕緣件內(nèi)部氣隙生的可能性。同時能判斷來自外部的典型干擾信g)局部放電缺陷定位功能。利用檢測系統(tǒng)配置的多個傳感器，應能實現(xiàn)對局部放電缺陷的定i)網(wǎng)絡通信功能(適用時)。檢測系統(tǒng)宜具有信息轉(zhuǎn)換和通信功能，檢測數(shù)據(jù)、報警信息和診斷j)自檢測和自恢復功能(適用時)。在線監(jiān)測系統(tǒng)應具有自檢測功能，提供監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)的a)絕緣電阻。在正常試驗大氣條件下，檢測系統(tǒng)各獨立電路與外露的可導電部分之間，以及各額定電壓UV絕緣電阻要求MO≥100(用250V絕緣電阻表測量)60<U<250≥100(用500V絕緣電阻表測量)注：與二次設備及外部回路直接連接的接口回路絕緣電阻采用60V<U?<250V的要求。b)介質(zhì)強度。在正常試驗大氣條件下，檢測系統(tǒng)各獨立電路與外露的可導電部分之間，以及各現(xiàn)象。工頻耐壓試驗電壓值按表2規(guī)定進行選擇。也可以采用直流試驗電壓，其值應為規(guī)定額定電壓UV工頻試驗電壓(有效值)5額定電壓UV工頻試驗電壓(有效值)注：與二次設備及外部回路直接連接的接口回路試驗電壓采用60V<U?<250V的要求。c)沖擊電壓。在正常試驗大氣條件下，檢測系統(tǒng)各獨立電路與外露的可導電部分之間，以及各獨立電路之間，應能承受1.2/50μs標準雷電波沖擊電壓試驗。沖擊電壓幅值按表3規(guī)定選額定電壓UV沖擊電壓(峰值)注：與二次設備及外部回路直接連接的接口回路試驗電壓采用60V<U?<250V的要求。a)靜電放電抗擾度。應能承受GB/T17626.2—2006規(guī)定的嚴酷等級為4級的靜電放電干擾。b)射頻電磁場輻射抗擾度。應能承受GB/T17626.3—2006規(guī)定的嚴酷等級為3級的射頻電磁場c)電快速瞬變脈沖群抗擾度。應能承受GB/T17626.4—2008規(guī)定的嚴酷等級為4級的電快速瞬e)射頻場感應的傳導騷擾抗擾度。應能承受GB/T17626.6—2008規(guī)定的嚴酷等級為3級的射頻f)工頻磁場抗擾度。應能承受GB/T17626.8—2006規(guī)定的嚴酷等級為5級的工頻磁場干擾。g)脈沖磁場抗擾度。應能承受GB/T17626.9—2011規(guī)定的嚴酷等級為5級的脈沖磁場干擾。h)阻尼振蕩磁場抗擾度。應能承受GB/T17626.10—1998規(guī)定的嚴酷等級為5級的阻尼振蕩磁場i)電壓暫降、短時中斷抗擾度。應能承受GB/T17626.11—2008規(guī)定的電壓為40%Ur、持續(xù)時間為10個周波的電壓暫降干擾。a)便攜式檢測系統(tǒng)外殼防護等級應符合GB4208規(guī)定的IP51要求。b)在戶內(nèi)或遮蔽場所工作的在線監(jiān)測系統(tǒng)外殼防護等級應符合GB4208規(guī)定的IP31要求，戶外在線監(jiān)測系統(tǒng)外殼防護等級應符合GB4208規(guī)定的IP55要求。6定的嚴酷等級為I級的沖擊耐久試驗；應能承受GB/T14537中規(guī)定的嚴酷等級為I級的碰撞試驗。c)恒定濕熱試驗。檢測系統(tǒng)應能承受GB/T2423.3規(guī)定的恒定濕熱試驗。試驗溫度+40℃±2℃、相對濕度(93±3)%,持續(xù)時間為48h。為+50℃,暴露時間為2h,溫度轉(zhuǎn)換時間為3min,溫度循環(huán)次數(shù)為5次。嚴酷級別工作環(huán)境溫度要求℃低溫溫度℃高溫溫度℃—10/55—10～+40-10十55—25/55—25～+40-25—25/65-25—40/55—40～+40-40十55—40/65-40注：嚴酷級別由制造廠確定或用戶提出，對于用電池供電的便攜式檢測系統(tǒng)，一般嚴酷等級取-10/55一檔。檢測系統(tǒng)電源應設置過電流和過電壓保護裝置。外置式傳感器的安裝，不應影響GIS外殼接地與絕緣子密封性能。正常試驗大氣條件不應超出下列范圍：a)環(huán)境溫度：+15℃~+35℃(戶外試驗不做要求b)相對濕度：不大于75%。型式試驗是制造廠對其產(chǎn)品設計、制造工藝和技術性能的驗證。用戶在訂貨時應要求制造方提供7DL/T1630—2016c)當產(chǎn)品的設計、工藝、生產(chǎn)條件或使用的材料及主要元件發(fā)生重大改變而影響產(chǎn)品性能時，b)介質(zhì)強度試驗。在正常試驗大氣條件下，按表2規(guī)定的試驗電壓值對各被試回路進行介質(zhì)強度試驗。試驗前，除被試回路外，其余回路應等電位互聯(lián)并接地。試驗過程中，不應有絕緣a)靜電放電抗擾度試驗。按照GB/T17626.2—2006第8章的規(guī)定進行，要求在施加干擾的情況b)射頻電磁場輻射抗擾度試驗。按照GB/T17626.3—2006第8章的規(guī)定進行，要求在施加干擾c)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗。按照GB/T17626.4—2008第8章的規(guī)定進行，要求在施加干d)浪涌(沖擊)抗擾度試驗。按照GB/T17626.5—2008第8章的規(guī)定進行，要求在施加干擾的e)射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗。按照GB/T17626.6—2008第8章的規(guī)定進行，要求在施f)工頻磁場抗擾度試驗。按照GB/T17626.8—2006第8章的規(guī)定進行，要求在施加干擾的情況8g)脈沖磁場抗擾度試驗。按照GB/T17626.9—2011第8章的規(guī)定進行，要求在施加干擾的情況h)阻尼振蕩磁場抗擾度試驗。按照GB/T17626.10—1998第8章的規(guī)定進行，要求在施加干擾的a)振動耐久試驗。按GB/T11287中規(guī)定的方法，對監(jiān)測裝置進行嚴酷等級1級的振動耐久試b)沖擊耐久試驗。按GB/T14537中規(guī)定的方法，對監(jiān)測裝置進行嚴酷等級1級的沖擊耐久試c)碰撞試驗。按GB/T14537中規(guī)定的方法，對監(jiān)測裝置進行嚴酷等級1級的碰撞試驗，要求試a)低溫試驗。按GB/T2423.1中規(guī)定的試驗要求和試驗方法進行，應能承受嚴酷等級為：表4規(guī)b)高溫試驗。按GB/T2423.2中規(guī)定的試驗要求和試驗方法進行，應能承受嚴酷等級為：表4規(guī)度+40℃±2℃、相對濕度(93±3)%、持續(xù)時間48h低溫為一10℃,高溫為+50℃,暴露時間為2h,溫度轉(zhuǎn)換時間為3min,溫度循環(huán)次數(shù)為5次本試驗項目僅適用于在線監(jiān)測系統(tǒng)。監(jiān)測系統(tǒng)的主要部件，如內(nèi)置式傳感器、信號采集單元、信b)內(nèi)置式傳感器機械強度試驗：按DL/T617—20108.11中規(guī)定要求，對安裝有內(nèi)置式傳感器的c)氣體密封性試驗：對安裝內(nèi)置式傳感器的隔室按DL/T617—20107.11中規(guī)定的試驗方法進本試驗項目僅適用于在線監(jiān)測系統(tǒng)。按照現(xiàn)場配置方案組成在線監(jiān)測系統(tǒng)，工作電壓為額定值，施加相應信號使在線監(jiān)測系統(tǒng)工作在有效測量范圍，進行72h連續(xù)通電試驗(常溫)。同時進行測量9數(shù)據(jù)穩(wěn)定性檢查，數(shù)據(jù)記錄時間間隔不大于2h,或不少于12次/24h。要求72h期間監(jiān)測系統(tǒng)各項功5.5運行定檢運行定檢是指對已投入運行的檢測系統(tǒng)定期進行的性能測試，當懷疑檢測系統(tǒng)有故障時可參照DL/T1630—2016放電模式典型放電波形典型放電譜圖自由顆粒放電金屬顆粒和金屬顆粒間的局部放電，金屬顆粒和金屬部件間的局部放電特點：放電幅值分布較廣，放電時間間隔不穩(wěn)定，其極性效應不明顯，在整個工頻周期相位均有放電信號分布懸浮電位體放電松動金屬部件產(chǎn)生的局部放電特點：放電脈沖幅值穩(wěn)定，且相鄰放電時間間隔基本一致。當懸浮金屬體不對稱時，在工頻周期正負半波的檢測信號會出現(xiàn)極性差異絕緣件內(nèi)部氣隙放電固體絕緣內(nèi)部開裂、氣隙等缺陷引起的放電特點：放電次數(shù)少，周期重復性低。放電幅值較分散，但放電相位較穩(wěn)定，無明顯極性效應絕緣件沿面放電絕緣表面金屬顆?；蚪^緣表面臟污導致的局部放電qq特點：放電幅值分散性較大，放電時間間隔不穩(wěn)定，極性效應不明顯金屬尖端放電處于高電位或低電位的金屬毛刺或尖端，由于電場集中，產(chǎn)生的SF?電暈放電特點：放電次數(shù)較多，放電幅值分散性小，時間間隔均勻。放電的極性效應非常明顯，通常僅在工頻相位的負半周出現(xiàn)DL/T1630—2016干擾類型干擾特點典型干擾波形典型干擾譜圖手機信號波形相對固定，幅值穩(wěn)定，沒有工頻相關性，有特定的重復頻率qq雷達信號波形有明顯的周期特征，沒有工頻相關性g日光燈干擾波形幅值變化較大，沒有工頻相關性，沒有周期重復現(xiàn)象q發(fā)動機干擾波形沒有明顯的相位特征，幅值分布較廣qDL/T1630—2016(資料性附錄)局部放電特高頻檢測中放電源的定位方法C.1幅值定位幅值定位法適用于局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)。當在多個測點同時檢測到局部放電信號時，信號強度最大的測點可判斷為最接近放電源的位置；當只在一個測點能夠檢測到放電信號時，此測點可判斷為幅值定位法的準確性在某些場合將受到限制。當放電信號很強時，在較小的距離范圍內(nèi)難以觀察到明顯的信號強度變化，使精確定位面臨困難；當GIS外部存在干擾放電源時，也會在GIS的不同位置產(chǎn)生強度類似的信號，難以有效定位；同時該方法也難以區(qū)分GIS內(nèi)部或外部的放電。C.2時差定位時差定位適用于采用高速數(shù)字示波器或高速采樣模塊的帶電測試裝置，GIS中局部放電源位置及檢測波形的時差如圖C.1和圖C.2所示。圖C.1GIS中局部放電源位置圖C.2檢測波形的時差△t=t?-t=(L-x)/c—x/c(C.1)是傳感器1測得的局部放電信號起始將傳感器分別放置在GIS上兩個相鄰的測點位置，根據(jù)放電檢測信號的時差，利用式(C.1)和式(C.2)即可計算得到局部放電源的具體位置。順序定位是時差定位的簡化方法，如圖C.3所示。當采用多個傳感器時，將一個傳感器(中心傳感器)固定在GIS上的某個測點位置，將其他傳感器放置在此傳感器鄰近測點，如果中心傳感器的信圖C.3放電源順序定位注：GTEM小室，全稱吉赫茲橫電磁波小室(gigahertztransverseelectric-magneticcll,“GTEM-CELL”),由帶圍內(nèi)，對電子設備進行輻射電磁場抗擾性試驗和輻射電磁場發(fā)射測量。標定源GTEM小室測控計算機高速1)輸出幅值0V～100V可調(diào)的方波或雙指數(shù)脈沖。2)上升沿(20%～80%)≤300ps。3)半波時間4ns～100ns。1)頻率范圍：直流到2吉赫茲。2)輸入阻抗：典型值：500±22。3)電壓駐波比：≤1.5。4)規(guī)格尺寸：不小于4000mm×2100mm×1500mm(長×寬×高)。b)后視圖c)頂視圖圖D.2GTEM規(guī)格尺寸示意圖a)實物圖b)結(jié)構(gòu)尺寸圖b)DL/T1630—2016圖D.5采用GTEM小室的參考測量法原理由式(D.1)中的上下兩式左右相除，可得到用參考傳感器的傳遞函數(shù)來表示待測傳感器傳遞函數(shù)的表達式為(D.2)由式(D.2)知，利用參考傳感器的有效高度Hef,參考傳感器和被測傳感器對于注入脈沖信號的電壓響應，即可求得待測傳感器的有效高度特性。傳感器在GTEM小室上的安裝方式對其耦合特性有很大影響，因此在測試時應結(jié)合其在一次設備上的具體安裝結(jié)構(gòu)進行測試。針對內(nèi)置式傳感器、變壓器油閥傳感器、絕緣盆子式傳感器，推薦圖D.6a)內(nèi)置式或油閥式傳感器b)GIS敞開盆子式c)帶有澆注孔的屏蔽盆子圖D.6傳感器在GTEM小室上安裝附件示意(資料性附錄)被測傳感器被測傳感器GTEM小室計算機標定源被測檢測系統(tǒng)a)根據(jù)公式(E.1),確定標定信號源輸出電平V?與GTEM小室檢測點場強E?的映射關系。(E.1)b)調(diào)節(jié)標定源輸出電平，直到檢測裝置c)繼續(xù)調(diào)節(jié)標定源輸出電平，當標準脈沖源輸出增大至某一值，檢測裝置測到的信號達到飽(資料性附錄)現(xiàn)場干擾將降低局部放電檢測的靈敏度，甚至導致誤報警和診斷錯誤。因此