涂建國(guó)
一:產(chǎn)品概述
變電站高壓電氣設(shè)備絕緣狀況通常有兩種監(jiān)測(cè)方式:在線監(jiān)測(cè)和帶電(便攜)檢測(cè)。在線監(jiān)測(cè)方式能夠隨時(shí)獲得反映設(shè)備絕緣異常的特征參量,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理,但投資相對(duì)較大,安裝施工比較麻煩,且需要定期維護(hù);而便攜式帶電檢測(cè)方式具有投資少、針對(duì)性強(qiáng)、便于安裝維護(hù)和更新等優(yōu)點(diǎn),只要預(yù)先在電氣設(shè)備上安裝取樣單元,即可通過(guò)便攜式帶電檢測(cè)儀器,對(duì)運(yùn)行中的電氣設(shè)備進(jìn)行定期檢測(cè),同樣也可達(dá)到及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷,延長(zhǎng)停電預(yù)試周期的目的,可*替代投資較大的在線監(jiān)測(cè)方式。容性設(shè)備絕緣帶電測(cè)試儀(以下簡(jiǎn)稱(chēng)儀器)無(wú)論取樣單元還是檢測(cè)儀器,從技術(shù)上和使用方便性上都遠(yuǎn)優(yōu)于以往的檢測(cè)系統(tǒng)。
儀器采用全新的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),能夠克服現(xiàn)有帶電檢測(cè)系統(tǒng)存在的缺陷,具備多種測(cè)試功能,既可對(duì)電容型設(shè)備進(jìn)行相對(duì)介損測(cè)量,還可進(jìn)行介損測(cè)量。主要用于對(duì)運(yùn)行中的CT、CVT、耦合電容器的電容、介損值和末屏電流等參數(shù)進(jìn)行帶電檢測(cè),以便確定該設(shè)備的絕緣狀態(tài) 。
二:儀器功能及特點(diǎn)
2.1 采用32位浮點(diǎn)DSP加32位ARM的雙CPU方案,確保數(shù)據(jù)采集速度快、數(shù)據(jù)測(cè)量精度高。
2.2 同時(shí)具備相對(duì)測(cè)量功能和測(cè)量功能,可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活選用。
2.3 采用高精度外置式穿芯電流傳感器,該傳感器為穿芯式結(jié)構(gòu),就近安裝于設(shè)備附近,末屏引線無(wú)斷口且引線距離很短,從根本上避免末屏開(kāi)路等安全隱患;傳感器輸入阻抗低,可耐受10A工頻電流的作用以及10KA雷電流的沖擊,滿足在線檢測(cè)的使用條件。
2.4 采用高速AD進(jìn)行多路同步采樣,再對(duì)信號(hào)進(jìn)行FFT和數(shù)字濾波處理,計(jì)算結(jié)果重復(fù)性好,不受諧波影響,抗干擾能力強(qiáng)。
2.5 內(nèi)置大容量鋰離子電池,可連續(xù)工作8小時(shí)以上,方便隨身攜帶測(cè)量,不受現(xiàn)場(chǎng)供電電源限制。
2.6 內(nèi)置微型熱敏打印機(jī),可隨時(shí)打印測(cè)量結(jié)果。
2.7 內(nèi)置電源管理及充電系統(tǒng),無(wú)需外置充電器,插入AC220V后自動(dòng)充電并自動(dòng)切換到交流供電,方便快捷;儀器具有電量實(shí)時(shí)顯示功能,低電量報(bào)警提示充電。
2.8 儀器內(nèi)置存儲(chǔ)器可保存400條測(cè)量數(shù)據(jù),還可用U盤(pán)進(jìn)行保存。
2.9 具有RS232和U盤(pán)接口,還可方便升級(jí)為RS485接口。
2.10 長(zhǎng)時(shí)間無(wú)操作自動(dòng)關(guān)閉液晶屏背光,節(jié)省電量。
2.11 內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘,并采用大屏幕點(diǎn)陣液晶顯示器,顯示效果清晰,操作界面直觀明了。
三:技術(shù)性能參數(shù)
3.1 電源工作方式:外接交流電源、內(nèi)置直流電源
3.2 交流供電電源:AC220V±10% 50HZ±10%
3.3 工作環(huán)境溫度:-25℃~+55℃
3.4 工作環(huán)境濕度:≤85% 不結(jié)露
3.5 電流測(cè)量范圍:0.1mA~1000mA 小分辨率 0.01mA
3.6 電流測(cè)量精度:±(讀數(shù)×0.5%+10uA)
3.7 參考電壓輸入范圍:1V~300V
3.8 介質(zhì)損耗測(cè)量范圍:-20%~+20% 小分辨率 0.001%
3.9 介質(zhì)損耗測(cè)量精度:±(讀數(shù)×1%+0.0005)
3.10 電容比值測(cè)量范圍:0.001~1000 小分辨率 0.0001
3.11 電容比值測(cè)量精度:±(讀數(shù)×0.5%+5個(gè)字)
3.12 電容量測(cè)量范圍:10pF~0.5uF 小分辨率 0.01pF
3.13 電容量測(cè)量精度:±(讀數(shù)×0.5%+1pF)
注:實(shí)際測(cè)量精度與試品電流大小和所用PT(CVT)精度有關(guān)
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案例經(jīng)過(guò)
2013年9月,對(duì)某110kV電纜線路進(jìn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)其變電站內(nèi)部分存在局部放電信號(hào),精確定位結(jié)果顯示局部放電缺陷位于該電纜線路B相GIS終端電纜倉(cāng)內(nèi)。隨后,對(duì)B相電纜倉(cāng)進(jìn)行開(kāi)倉(cāng)檢查并更換電纜終端,更換后異常信號(hào)消失。對(duì)更換下來(lái)的GIS終端進(jìn)行X光檢測(cè)和解體發(fā)現(xiàn)在環(huán)氧套管地電位金屬內(nèi)襯件端部存在3.9mm不規(guī)則氣腔,驗(yàn)證了局部放電檢測(cè)的有效性。
(二)檢測(cè)分析方法
采用高頻局部放電檢測(cè)儀器對(duì)上述110kV電纜終端接地箱進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)圖譜如圖5-11所示。由檢測(cè)圖譜可知,在三相電纜接地箱處均能檢測(cè)到明顯的局部放電信號(hào),其中,B相幅值大,達(dá)到200mV左右;A、C相幅值較小均在80mV左右。且在同一同步信號(hào)下,A、C相放電信號(hào)與B相信號(hào)極性相反,表明局部放電信號(hào)穿過(guò)B相傳感器的方向與穿過(guò)其他兩相傳感器的方向相反,即局部放電信號(hào)沿著B(niǎo)相電纜終端接地線傳播,再經(jīng)同一接地排傳播至其他兩相的接地線,因此確定局部放電源位于B相GIS電纜終端。同時(shí),采用特高頻傳感器和高速示波器對(duì)上述局部放電源位置進(jìn)行了確認(rèn)。
(a)A相檢測(cè)圖譜(b)B相檢測(cè)圖譜(c)C相檢測(cè)圖譜
圖5-11 110kV電纜終端接地箱處高頻局部放電檢測(cè)圖譜
采用GE數(shù)字化放射攝影系統(tǒng)(CT)對(duì)該環(huán)氧套管進(jìn)行X光掃描,掃描結(jié)果如圖5-12所示,由圖可見(jiàn),在該GIS終端套管底部?jī)?nèi)襯件端部存在3.9mm不規(guī)則氣隙,解體切割后的氣隙如圖5-13所示。
許昌市容性設(shè)備絕緣帶電測(cè)試儀選型
圖5-12環(huán)氧套管CT掃描重建橫向與縱向斷面圖
許昌市容性設(shè)備絕緣帶電測(cè)試儀選型
圖5-13解體切割后的氣隙
(三)經(jīng)驗(yàn)體會(huì)
(1)該案例表明高頻局部放電檢測(cè)不僅能發(fā)現(xiàn)電纜中間接頭的局部放電缺陷,通過(guò)在電纜終端接地箱處進(jìn)行檢測(cè),還能有效發(fā)現(xiàn)電纜終端甚至GIS倉(cāng)體內(nèi)部的局部放電缺陷。
(2)通過(guò)對(duì)三相高頻檢測(cè)圖譜中時(shí)域脈沖的極性和幅值分析,可以很容易的辨別出缺陷的相別。
(3)對(duì)缺陷設(shè)備進(jìn)行的X光檢測(cè)和解體分析驗(yàn)證了高頻帶電檢測(cè)的有效性,對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要意