DL∕T 1630-2016 气体绝缘金属封闭开关设备局部放电特高频检测技术规范

备案号：57182-20172016-12-05发布2017-05-01实施国家能源局发布 12规范性引用文件 13术语和定义 1 2 2 2 35检测系统试验要求 6 6 6 9 9 附录A(资料性附录)GIS局部放电的典型图谱 附录B(资料性附录)干扰信号的典型图谱 附录C(资料性附录)局部放电特高频检测中放电源的定位方法 附录D(资料性附录)特高频传感器灵敏度测量方法 附录E(资料性附录)特高频系统灵敏度测量方法 附录F(资料性附录)局部放电特高频检测中干扰的抑制 附录G(资料性附录)特高频方法现场灵敏度校核 2IⅡ本标准按照GB/T1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的规则起草。本标准参加起草单位：中国电力科学研究院、华北电力大学本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二1DL/T1630—2016气体绝缘金属封闭开关设备局部放电特高频检测技术规范1范围本标准适用于额定电压为72.5kV及以上电压等级GIS局部放电带电测试或在线监测部分采用六氟化硫气体作为绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备(halfgas-insulatedmetal-enclosedswitchgear,HGIS)、气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulatedmetal-enclosedline,GIL)和下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A:低温GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B:高温GB/T2423.3电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab:恒定湿热试验GB/T2423.22环境试验第2部分：试验方法试验N:温度变化GB4208外壳防护等级(IP代码)GB/T7354局部放电测量GB/T11287电气继电器第21部分：量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验第1篇：振动试验(正弦)电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验GB/T17626.10—1998电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验DL/T617—2010气体绝缘金属封闭开关设备技术条件2特高频检测系统由特高频传感器、信号采集单元、信号处理单元、通信单元和诊断分析单元等五部分构成，如图1所示。在带电测试和在线监测不同检测工况下，各功能单元可以采用不同的组合方式。注1:GIS壳体介质窗是指，在GIS壳体手孔法兰上采用绝缘板进行气体密封后，形成的可以透过特高频信号的电磁泄漏窗口。注2:置于盆式绝缘子外侧的传感器，应考虑当盆式绝缘子外侧装有金属屏蔽环对检测灵敏度的影响。传感器安装方式如图2所示。3局部局部放电a)内置式安装方式局部放电b)外置式安装方式a)传感器灵敏度。传感器灵敏度代表传感器将入射电磁波能量转化为输出电压信号的能力。用b)检测系统灵敏度。检测系统灵敏度代表系统接收局部放电信号的能力，用检测系统所能检测断，可采用检波采样模式对局部放电特高频信号进行峰值保持，仅保存局部放电信号的幅值和工频相信号频率实现对特定频段(带宽一般为10MHz～20MHz)内局部放电信号的采集，可避开干扰频段并1)局部放电信号的幅值、放电频次等统计参数；2)局部放电信号的幅值、频次等基本特征参数的趋势图；3)局部放电信号幅值、相位的工频周期波形图；4)局部放电信号幅值、相位的二维谱图(φ-q图、φ-n图和q-n图);5)局部放电信号幅值、相位的三维谱图(φ-q-n图);4DL/T1630—20161)对近期检测数据应采用循环刷新的方式，完整保存原始检测数据；3)对异常报警情况的检测数据应完整保存原始检测数据。d)参数设置功能。检测系统应具有参数设置、参数调阅等功能，可根据现场实际情况调整局部f)放电类型识别功能。检测系统应能判断GIS中典型局部放电类型(自由颗粒放电、悬浮电位体放电、绝缘件沿面放电、绝缘件内部气隙生的可能性。同时能判断来自外部的典型干扰信g)局部放电缺陷定位功能。利用检测系统配置的多个传感器，应能实现对局部放电缺陷的定i)网络通信功能(适用时)。检测系统宜具有信息转换和通信功能，检测数据、报警信息和诊断j)自检测和自恢复功能(适用时)。在线监测系统应具有自检测功能，提供监测系统运行状态的a)绝缘电阻。在正常试验大气条件下，检测系统各独立电路与外露的可导电部分之间，以及各额定电压UV绝缘电阻要求MO≥100(用250V绝缘电阻表测量)60<U<250≥100(用500V绝缘电阻表测量)注：与二次设备及外部回路直接连接的接口回路绝缘电阻采用60V<U₁<250V的要求。b)介质强度。在正常试验大气条件下，检测系统各独立电路与外露的可导电部分之间，以及各现象。工频耐压试验电压值按表2规定进行选择。也可以采用直流试验电压，其值应为规定额定电压UV工频试验电压(有效值)5额定电压UV工频试验电压(有效值)注：与二次设备及外部回路直接连接的接口回路试验电压采用60V<U₁<250V的要求。c)冲击电压。在正常试验大气条件下，检测系统各独立电路与外露的可导电部分之间，以及各独立电路之间，应能承受1.2/50μs标准雷电波冲击电压试验。冲击电压幅值按表3规定选额定电压UV冲击电压(峰值)注：与二次设备及外部回路直接连接的接口回路试验电压采用60V<U₁<250V的要求。a)静电放电抗扰度。应能承受GB/T17626.2—2006规定的严酷等级为4级的静电放电干扰。b)射频电磁场辐射抗扰度。应能承受GB/T17626.3—2006规定的严酷等级为3级的射频电磁场c)电快速瞬变脉冲群抗扰度。应能承受GB/T17626.4—2008规定的严酷等级为4级的电快速瞬e)射频场感应的传导骚扰抗扰度。应能承受GB/T17626.6—2008规定的严酷等级为3级的射频f)工频磁场抗扰度。应能承受GB/T17626.8—2006规定的严酷等级为5级的工频磁场干扰。g)脉冲磁场抗扰度。应能承受GB/T17626.9—2011规定的严酷等级为5级的脉冲磁场干扰。h)阻尼振荡磁场抗扰度。应能承受GB/T17626.10—1998规定的严酷等级为5级的阻尼振荡磁场i)电压暂降、短时中断抗扰度。应能承受GB/T17626.11—2008规定的电压为40%Ur、持续时间为10个周波的电压暂降干扰。a)便携式检测系统外壳防护等级应符合GB4208规定的IP51要求。b)在户内或遮蔽场所工作的在线监测系统外壳防护等级应符合GB4208规定的IP31要求，户外在线监测系统外壳防护等级应符合GB4208规定的IP55要求。6定的严酷等级为I级的冲击耐久试验；应能承受GB/T14537中规定的严酷等级为I级的碰撞试验。c)恒定湿热试验。检测系统应能承受GB/T2423.3规定的恒定湿热试验。试验温度+40℃±2℃、相对湿度(93±3)%,持续时间为48h。为+50℃,暴露时间为2h,温度转换时间为3min,温度循环次数为5次。严酷级别工作环境温度要求℃低温温度℃高温温度℃—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：严酷级别由制造厂确定或用户提出，对于用电池供电的便携式检测系统，一般严酷等级取-10/55一档。检测系统电源应设置过电流和过电压保护装置。外置式传感器的安装，不应影响GIS外壳接地与绝缘子密封性能。正常试验大气条件不应超出下列范围：a)环境温度：+15℃~+35℃(户外试验不做要求b)相对湿度：不大于75%。型式试验是制造厂对其产品设计、制造工艺和技术性能的验证。用户在订货时应要求制造方提供7DL/T1630—2016c)当产品的设计、工艺、生产条件或使用的材料及主要元件发生重大改变而影响产品性能时，b)介质强度试验。在正常试验大气条件下，按表2规定的试验电压值对各被试回路进行介质强度试验。试验前，除被试回路外，其余回路应等电位互联并接地。试验过程中，不应有绝缘a)静电放电抗扰度试验。按照GB/T17626.2—2006第8章的规定进行，要求在施加干扰的情况b)射频电磁场辐射抗扰度试验。按照GB/T17626.3—2006第8章的规定进行，要求在施加干扰c)电快速瞬变脉冲群抗扰度试验。按照GB/T17626.4—2008第8章的规定进行，要求在施加干d)浪涌(冲击)抗扰度试验。按照GB/T17626.5—2008第8章的规定进行，要求在施加干扰的e)射频场感应的传导骚扰抗扰度试验。按照GB/T17626.6—2008第8章的规定进行，要求在施f)工频磁场抗扰度试验。按照GB/T17626.8—2006第8章的规定进行，要求在施加干扰的情况8g)脉冲磁场抗扰度试验。按照GB/T17626.9—2011第8章的规定进行，要求在施加干扰的情况h)阻尼振荡磁场抗扰度试验。按照GB/T17626.10—1998第8章的规定进行，要求在施加干扰的a)振动耐久试验。按GB/T11287中规定的方法，对监测装置进行严酷等级1级的振动耐久试b)冲击耐久试验。按GB/T14537中规定的方法，对监测装置进行严酷等级1级的冲击耐久试c)碰撞试验。按GB/T14537中规定的方法，对监测装置进行严酷等级1级的碰撞试验，要求试a)低温试验。按GB/T2423.1中规定的试验要求和试验方法进行，应能承受严酷等级为：表4规b)高温试验。按GB/T2423.2中规定的试验要求和试验方法进行，应能承受严酷等级为：表4规度+40℃±2℃、相对湿度(93±3)%、持续时间48h低温为一10℃,高温为+50℃,暴露时间为2h,温度转换时间为3min,温度循环次数为5次本试验项目仅适用于在线监测系统。监测系统的主要部件，如内置式传感器、信号采集单元、信b)内置式传感器机械强度试验：按DL/T617—20108.11中规定要求，对安装有内置式传感器的c)气体密封性试验：对安装内置式传感器的隔室按DL/T617—20107.11中规定的试验方法进本试验项目仅适用于在线监测系统。按照现场配置方案组成在线监测系统，工作电压为额定值，施加相应信号使在线监测系统工作在有效测量范围，进行72h连续通电试验(常温)。同时进行测量9数据稳定性检查，数据记录时间间隔不大于2h,或不少于12次/24h。要求72h期间监测系统各项功5.5运行定检运行定检是指对已投入运行的检测系统定期进行的性能测试，当怀疑检测系统有故障时可参照DL/T1630—2016放电模式典型放电波形典型放电谱图自由颗粒放电金属颗粒和金属颗粒间的局部放电，金属颗粒和金属部件间的局部放电特点：放电幅值分布较广，放电时间间隔不稳定，其极性效应不明显，在整个工频周期相位均有放电信号分布悬浮电位体放电松动金属部件产生的局部放电特点：放电脉冲幅值稳定，且相邻放电时间间隔基本一致。当悬浮金属体不对称时，在工频周期正负半波的检测信号会出现极性差异绝缘件内部气隙放电固体绝缘内部开裂、气隙等缺陷引起的放电特点：放电次数少，周期重复性低。放电幅值较分散，但放电相位较稳定，无明显极性效应绝缘件沿面放电绝缘表面金属颗粒或绝缘表面脏污导致的局部放电qq特点：放电幅值分散性较大，放电时间间隔不稳定，极性效应不明显金属尖端放电处于高电位或低电位的金属毛刺或尖端，由于电场集中，产生的SF₆电晕放电特点：放电次数较多，放电幅值分散性小，时间间隔均匀。放电的极性效应非常明显，通常仅在工频相位的负半周出现DL/T1630—2016干扰类型干扰特点典型干扰波形典型干扰谱图手机信号波形相对固定，幅值稳定，没有工频相关性，有特定的重复频率qq雷达信号波形有明显的周期特征，没有工频相关性g日光灯干扰波形幅值变化较大，没有工频相关性，没有周期重复现象q发动机干扰波形没有明显的相位特征，幅值分布较广qDL/T1630—2016(资料性附录)局部放电特高频检测中放电源的定位方法C.1幅值定位幅值定位法适用于局部放电在线监测系统。当在多个测点同时检测到局部放电信号时，信号强度最大的测点可判断为最接近放电源的位置；当只在一个测点能够检测到放电信号时，此测点可判断为幅值定位法的准确性在某些场合将受到限制。当放电信号很强时，在较小的距离范围内难以观察到明显的信号强度变化，使精确定位面临困难；当GIS外部存在干扰放电源时，也会在GIS的不同位置产生强度类似的信号，难以有效定位；同时该方法也难以区分GIS内部或外部的放电。C.2时差定位时差定位适用于采用高速数字示波器或高速采样模块的带电测试装置，GIS中局部放电源位置及检测波形的时差如图C.1和图C.2所示。图C.1GIS中局部放电源位置图C.2检测波形的时差△t=t₂-t=(L-x)/c—x/c(C.1)是传感器1测得的局部放电信号起始将传感器分别放置在GIS上两个相邻的测点位置，根据放电检测信号的时差，利用式(C.1)和式(C.2)即可计算得到局部放电源的具体位置。顺序定位是时差定位的简化方法，如图C.3所示。当采用多个传感器时，将一个传感器(中心传感器)固定在GIS上的某个测点位置，将其他传感器放置在此传感器邻近测点，如果中心传感器的信图C.3放电源顺序定位注：GTEM小室，全称吉赫兹横电磁波小室(gigahertztransverseelectric-magneticcll,“GTEM-CELL”),由带围内，对电子设备进行辐射电磁场抗扰性试验和辐射电磁场发射测量。标定源GTEM小室测控计算机高速1)输出幅值0V～100V可调的方波或双指数脉冲。2)上升沿(20%～80%)≤300ps。3)半波时间4ns～100ns。1)频率范围：直流到2吉赫兹。2)输入阻抗：典型值：500±22。3)电压驻波比：≤1.5。4)规格尺寸：不小于4000mm×2100mm×1500mm(长×宽×高)。b)后视图c)顶视图图D.2GTEM规格尺寸示意图a)实物图b)结构尺寸图b)DL/T1630—2016图D.5采用GTEM小室的参考测量法原理由式(D.1)中的上下两式左右相除，可得到用参考传感器的传递函数来表示待测传感器传递函数的表达式为(D.2)由式(D.2)知，利用参考传感器的有效高度Hef,参考传感器和被测传感器对于注入脉冲信号的电压响应，即可求得待测传感器的有效高度特性。传感器在GTEM小室上的安装方式对其耦合特性有很大影响，因此在测试时应结合其在一次设备上的具体安装结构进行测试。针对内置式传感器、变压器油阀传感器、绝缘盆子式传感器，推荐图D.6a)内置式或油阀式传感器b)GIS敞开盆子式c)带有浇注孔的屏蔽盆子图D.6传感器在GTEM小室上安装附件示意(资料性附录)被测传感器被测传感器GTEM小室计算机标定源被测检测系统a)根据公式(E.1),确定标定信号源输出电平V₁与GTEM小室检测点场强E₁的映射关系。(E.1)b)调节标定源输出电平，直到检测装置c)继续调节标定源输出电平，当标准脉冲源输出增大至某一值，检测装置测到的信号达到饱(资料性附录)现场干扰将降低局部放电检测的灵敏度，甚至导致误报警和诊断错误。因此