蓄能电站QC小组-降低10kV真空断路器高压开关柜故障率成果汇报书32

降低10kV真空断路器高压开关柜故障率20XX年09月27日小组简介1、小组名称：带电检测QC小组2、课题名称：降低10kV真空断路器高压开关柜故障率3、组建时间：20XX年7月4、小组活动时间：20XX年8月～20XX月10月5、小组活动次数：46、小组人员姓名性别年龄文化组内职务职称具体分工男28本科组长助理工程师方案汇总男28本科组员助理工程师对策实施男29本科组员助理工程师对策实施男28本科组员助理工程师原因分析男28本科组员助理工程师数据统计男30本科组员助理工程师原因分析男30本科组员助理工程师对策实施男29本科组员助理工程师对策实施男29本科组员助理工程师数据统计一、选题理由1.1公司现状（1）开关柜的运行状态对电力系统供电可靠性具有重大影响。局部放电检测是反映开关柜绝缘状况的有效手段。通过准确检测高压开关柜局部放电量，就能判断高压开关柜的潜伏性故障。（2）高压开关柜的局放检测与故障诊断，是开关柜类设备实现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。然而蒲石河抽水蓄能电站在高压开关柜局部放电检测技术研究方面属于空白。为填补该项技术空白，公司要求运维班组制定详细研究方案，列为单位年度重点科研项目。（3）中华人民共和国国家标准GB/T7354-2003《局部放电测量》规定，依据仪器测量超声波和暂态地电压两种组分检测机械振动波和检测地电波，进行了正常状态,异常状态,严重状态三个等级划分。蒲石河抽水蓄能电站机电二班运用1台超声波局部放电测量仪器测试，测试报告如下表：表1公司用局部放电量测试报告报告编号20XX-005测试日期20XX.9.20仪器名称局部放电检测仪仪器型号JFX06供应商杭州西湖委托单位检修公司组分测试结果组分部位机械振动波地电波超声波开关柜正常无暂态地电压开关柜无正常结论单一方法检测无法准确判断开关柜状态。A正常状态B异常状态C严重状态从表中可以看出，公司目前使用的检测方法无法正常开展高压开关柜局部放电检测。只是单一满足机械振动波或者地电波的检测，因而不能达到对高压开关柜存在的潜伏性故障检测的要求。1.2同行业调查表2地市公司局部放电检测方法统计表公司名称仪器台数（台）超声波检测仪暂态低电压检测仪声电联合检测仪110120210220合计660从表中看出，四个地市公司局部放电检测都没有具备声电联合检测的条件，超声波检测和暂态地电压检测较为普遍。高压开关柜受到检测方法水平的限制，就无法判断高压开关柜潜伏性故障，将直接影响到设备的安全稳定运行。因此，运用声电联合检测法对高压开关柜进行检测迫在眉睫，最终我们QC小组设定的课题《降低10kV真空断路器高压开关柜故障率》《降低10kV真空断路器高压开关柜故障率》二、设定目标2.1总设定目标QC小组设定的总目标为“降低10kV真空断路器高压开关柜故障率”，以满足检测高压开关柜潜伏性故障的要求。2.2确定目标值按照《输变电设备状态检修规程》对高压开关柜局部放电检测要求，我们采用声电联合检测法检测机械振动波射频范围主要为20-60kHz,可测量声音信号最大值相对于基准声压的分贝值，规程规定有放电声：小于8dB为正常、8dB-15dB为正常、大于15dB为严重，检测地电波正确检测的射频信号频带范围，一般为3MHz-100MHz；能够测量的射频信号的最大值或有效值，单位一般为dBmV。新型高压开关柜局部放电检测方法的研究新型高压开关柜局部放电检测方法的研究总目标分目标目标值20-60kHz机械振动波射频P≤8dB，8＜P≤20dB或20＜P≤30dB，P＞30dB机械波放电声3MHz-100MHz地电波射频背景值为：0-10dB时，P≤15dB，15＜P≤30dB，30＜P≤40dB，P＞40dB；背景值为：10-20dB时，P≤20dB，25＜P≤30dB，30＜P≤40dB，P＞40dB地电波射频信号图1目标值分解图三、提出方案并确定最佳方案3.1提出方案高压开关局部放电声电联合检测新方法的建立，首先要确立这种检测方法的可实施性，QC小通过头脑风暴法，整理诸多方法如下：图2亲和图小组成员提出了三种传统的检测方法：被试品两端注入一定的电荷量，超声波检测法，暂态地电压检测法。两种新检测方法：超高频检测法，声电联合检测方法。3.2方案选择图3检测方案选择小组成员分别对传统检测方法和新检测方法进行分析比较，以筛选出最佳方案。3.2.1传统检测方案选择针对被试品两端注入一定电荷量、超声波检测法、暂态地电压检测法三种传统检测方案，小组成员对其优缺点进行详细的分析对比。（1）被试品两端注入一定电荷量：名称优点缺点检测能力被试品两端注入一定电荷量操作简单，耗时短。这一参数指标只有在停电状况下可以完成。无法检测机械振动波和地电波。机械振动波地电波工作原理在被试品两端注入一定的电荷量，使被试品端电压和局部放电时端电压变化量相同，此时注入的电荷量成为局部放电量的视在放电量。不可以不可以结论无法正确检测出开关柜机械振动波和地电波不采用（2）超声波检测法：名称优点缺点检测能力超声波检测法可以准确检测出机械振动波，对沿面放电、绝缘子表面放电灵敏度较高。1.接受到的声波以空气或者柜体为媒介进行传播。（纵波）2.对敞开式开关柜检测不灵敏机械振动波地电波工作原理电力设备内部产生局部放电信号的时候，会产生冲击的振动及声音。通过在设备腔体外壁上安装超声波传感器来测量局部放电信号。可以不可以结论可以正确检测出开关柜机械振动波不采用（3）暂态地电压检测法：名称优点缺点检测能力暂态地电压检测法可以准确检测出地电波，对尖端放电、电晕放电、绝缘子放电灵敏度较高。1.对沿面放电、绝缘子表面放电不敏感2.探头必须与开关柜紧密接触机械振动波地电波工作原理电磁波（地电波）通过开关柜的缝隙出现辐射，通过探头准确检测出射频信号。不可以可以结论可以正确检测出开关柜地电波。不采用结论：三种传统的检测方案不能满足目标要求，需要进一步对新检测方案进行分析选择。3.2.2新检测方案选择针对特高频检测法和声电联合检测法两种新检测方案，小组成员对其优缺点进行详细的分析对比。（1）特高频检测方法：名称优点缺点检测能力特高频检测法对于300MHz-3GHz电磁波反应灵敏,有效避开电晕干扰1.适用于检测盆式绝缘子为非屏蔽状态的GIS机械振动波地电波工作原理通过特高频传感器对电力设备中局部放电时产生的特高频电磁波信号进行检测不可以不可以结论不可以正确检测出开关柜机械振动波和地电波。不采用（2）声电联合检测法：名称优点缺点检测能力声电联合检测法可以准确检测出机械振动波和地电波新检测方法建立过程中需要科技攻关和专业技术人员指导机械振动波地电波工作原理通过传感器进行快速接受机械振动波，再通过探头准确定位开关柜放电位置可以可以结论可以正确检测出开关柜机械振动波和地电波。采用声电联合法在检测高压开关柜局部放电方面表现突出，为其发现高压开关柜潜伏性故障提供了良好保障，因此小组决定采用声电联合检测法。3.2.3最佳方案选择新型为：“新型为：“声电联合检测法”新型高压开关柜局部放电检测方法的研究3.2.4方案分解小组成员经查资料得知，声电联合检测法结构图如下所示：局部放电源局部放电源TVE传感器1TVE传感器2增益控制1增益控制2信号调理1触发逻辑1触发逻辑2信号调理2数模转换器1时序鉴别逻辑数模转换器2微处理器超声波传感器前置放大器AD采样数据处理数据传输耳机确定放电源图4声电联合检测法结构图声电联合检测法的结构检测流程图如下所示：背景噪声测量超声波测量暂态地电压测量背景噪声测量超声波测量暂态地电压测量阈值分析横值分析放电源定位统计分析纵向分析信号普测正常异常信号定位信号详情信号异常诊断分析报告横向分析趋势分析四、制定对策最佳方案对策目标措施地点负责人时间声电联合检测法超声波测量超声波进行普测，发现异常信号，进行异常诊断。暂态地电压针对信号进行精确定位，最终确认开关柜状态。射频范围20-60kHz；P≤8dB正常，8＜P≤20dB或20＜P≤30dB异常，P＞30dB危险1.对测试高压开关柜进行背景测量2.进行信号普测，通过耳机判断开关柜有无放电声3.进行横向定位，两个传感器同时触发时，确定一条中线。进行纵向定位，确定另一条中线，两条中线的交点就是局放点测试现场胡梦辰暂态地电压测量射频范围3MHz-100MHz；背景值为：0-10dB时，P≤15dB正常，15＜P≤30dB一定程度放电，30＜P≤40dB较强放电，P＞40dB强烈放电；背景值为：10-20dB时，P≤20dB正常，25＜P≤30dB一定程度放电，30＜P≤40dB较强放电，P＞40dB强烈放电五、对策实施实施措施一：加强带电检测专业技术人员建设梯度，针对专业技术人员开展超声波及暂态地电波技术培训工作，包括：遵循科学的原则，制订合适的检测周期、项目和工作程序；掌握科学的测试方法，建立健全科学的检修决策程序，掌握多维度的数据分析算法。做好对状态数据的定期收集、集中管理、系统性分析，并将分析结果应用到检修决策的过程当中。形成完备的人员技术支撑体系，为该课题的研究储备专业人力资源。实施措施二：传统的局部放电检测是指在被试品两端注入一定的电荷量，使被试品端电压的变化量和局部放电时端电压变化量相同，此时注入的电荷量成为局部放电量的视在放电量，放电量的强度以单位pC表达。但这一参数指标只有停电校准并做一系列的局部放电试验才会获取，所以该方法仅限于开关柜局部放电的离线检测必须配备适应状态检修工作需要的检测/监测设备，能够满足电力企业定期、非定期收集电力设备状态数据的需要，且尽可能做到高效、实用；暂态地电压检测技术是电磁波通过开关柜的缝隙出现辐射。正确检测的射频信号频带范围，一般为3MHz-100MHz；能够测量的射频信号的最大值或有效值，单位一般为dBmV。针对现场所采用的仪器，首先对高压开关柜必须进行背景噪声检测，选择背景噪声主要以金属、空气为背景值(距离高压开关柜设备1m以上，建议开关室三个不接地的三点平均值)；接着进行TEV测点（传感器位置），例如常见终端柜选取八个点，后上、后中、后下、前中、前下、侧上、侧中、侧下。非终端柜通常选取五个点为宜。测试过程中，传感器探头与开关柜金属紧密接触，以确保获取准确的试验数据便于分析。超声波检测技术是机械振动波通过设备传播到开关柜外部。射频范围主要为20-60kHz,可测量声音信号最大值相对于基准声压的分贝值，规程规定有放电声：小于8dB为正常、8dB-15dB为正常、大于15dB为严重。测点（传感器位置），高压开关柜采用非接触式检测，空气耦合传感器沿着开关柜缝隙进行匀速测试，所接受到的声波以空气或者柜体为媒介进行传播（纵波）。实施措施三：配备适应高压