DL/T 417-2006版導(dǎo)則發(fā)布于2006年,彼時國內(nèi)局部放電現(xiàn)場測量以模擬式儀器為主,測量流程、抗干擾方法、校準(zhǔn)要求均圍繞模擬設(shè)備制定,未涉及數(shù)字式局放儀、多模融合檢測等新型技術(shù)的規(guī)范。隨著數(shù)字式局放儀逐步成為市場主流,不同廠商設(shè)備性能差異較大、測量流程不統(tǒng)一,原標(biāo)準(zhǔn)已難以適配現(xiàn)場實際需求。
在標(biāo)準(zhǔn)修訂前的相當(dāng)長一段時間里,現(xiàn)場局放測量的誤判、漏判率較高,其中相當(dāng)比例來自測量流程不規(guī)范、抗干擾措施不到位,以及長時試驗時間不足導(dǎo)致潛伏性缺陷未檢出。同時,GIL、GIS電容式電壓互感器等新型電容型設(shè)備的普及也缺乏對應(yīng)的現(xiàn)場測量規(guī)范,行業(yè)急需一套統(tǒng)一、可落地的現(xiàn)場測量準(zhǔn)則。
DL/T 417-2019由電力行業(yè)高壓試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(DL/TC14)歸口,2019年11月4日發(fā)布,2020年5月1日正式實施,全面替代DL/T 417-2006版導(dǎo)則,成為國內(nèi)電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場測量的核心指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)準(zhǔn)明確了從前期準(zhǔn)備、回路搭建、升壓試驗到結(jié)果判定的全流程要求,規(guī)定了不同電壓等級、不同類型設(shè)備的測量參數(shù)與判定思路,解決了此前不同單位、不同區(qū)域測量流程不統(tǒng)一、結(jié)果不可比的問題。
標(biāo)準(zhǔn)*明確將數(shù)字式局部放電儀納入適用范圍,規(guī)定了數(shù)字式儀器的性能要求與校準(zhǔn)方法,并新增多端校準(zhǔn)法、超聲定位等新型技術(shù)的應(yīng)用規(guī)范,為新型檢測技術(shù)的普及提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。
標(biāo)準(zhǔn)*提出四級干擾防護(hù)體系,覆蓋電源端、高壓端、測量端、接地系統(tǒng)全鏈路的干擾抑制要求,解決了高干擾變電站場景下測量結(jié)果可信度低的行業(yè)痛點。
標(biāo)準(zhǔn)實施后,全國局部放電現(xiàn)場測量的結(jié)果一致性明顯提升,絕緣故障預(yù)警準(zhǔn)確率隨之提高。行業(yè)統(tǒng)計表明,2020年以來110kV及以上主設(shè)備絕緣擊穿事故與因局放誤判導(dǎo)致的不必要停電均呈明顯下降趨勢,為電網(wǎng)可靠運行提供了重要的標(biāo)準(zhǔn)支撐。
上一章明確了標(biāo)準(zhǔn)出臺的背景與價值后,我們需要對標(biāo)準(zhǔn)的核心框架、關(guān)鍵術(shù)語與核心修訂條款進(jìn)行深度解析,確保一線人員準(zhǔn)確把握標(biāo)準(zhǔn)要求。
DL/T 417-2019 標(biāo)準(zhǔn)正文圍繞范圍、術(shù)語定義、測量方法、測量儀器、校準(zhǔn)方法、干擾及抑制、局部放電量的允許水平與結(jié)果判定等核心模塊展開,主要結(jié)構(gòu)如下:
? *-3章:明確適用范圍、規(guī)范性引用文件與關(guān)鍵術(shù)語定義,界定了標(biāo)準(zhǔn)僅適用于變壓器、互感器、套管、耦合電容器等具有電容型絕緣結(jié)構(gòu)的電力設(shè)備,排除了無電容型結(jié)構(gòu)的開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜等設(shè)備(該類設(shè)備局放測量參考DL/T 1982等其他標(biāo)準(zhǔn))。
? 第4-5章:規(guī)定測量系統(tǒng)的性能要求、測量回路的選擇原則,明確不同場景下的回路搭建要求。
? 第6章:規(guī)范試驗程序,明確階梯升壓流程、不同電壓等級設(shè)備的電壓保持時間要求。
? 第7章:提出四級干擾防護(hù)體系,明確全鏈路的干擾抑制措施與操作要求。
? 校準(zhǔn)與局部放電量的允許水平:標(biāo)準(zhǔn)對現(xiàn)場校準(zhǔn)方法、方波校準(zhǔn)器要求,以及各類設(shè)備的局放允許水平作出專門規(guī)定,是結(jié)果判定的直接依據(jù)。
? 結(jié)果判定:規(guī)定測量結(jié)果的判定方法與處理流程,確保結(jié)論可追溯、可復(fù)現(xiàn)。
原理剖析:視在放電量是指在電力設(shè)備絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電時,在設(shè)備端子上測得的與放電能量成正比的電荷量,單位為pC(皮庫)。這一參數(shù)并非絕緣內(nèi)部放電的真實電荷量,而是等效的外部響應(yīng)值,如同我們通過地震波強度判斷震級,而非直接測量地心的能量釋放。
實戰(zhàn)意義:視在放電量是現(xiàn)場局放測量的核心判定指標(biāo),相比真實放電量其可測性強,能夠直接反映絕緣劣化的嚴(yán)重程度,是標(biāo)準(zhǔn)中所有判定閾值的核心依據(jù)。
原理剖析:局部放電起始電壓是指逐步升高試驗電壓時,絕緣內(nèi)部出現(xiàn)持續(xù)局部放電的*低電壓;局部放電熄滅電壓是指逐步降低試驗電壓時,局部放電完全消失的*高電壓,兩者差值越大,說明絕緣內(nèi)部的缺陷越穩(wěn)定、劣化程度越高。
實戰(zhàn)意義:對于存在間歇性放電的設(shè)備,僅測量額定電壓下的視在放電量可能出現(xiàn)漏判,結(jié)合PDIV與PDEV的測量能夠有效檢出潛伏性缺陷,兩者差值較大時需重點關(guān)注。
原理剖析:直接校準(zhǔn)是指在實驗室條件下,將標(biāo)準(zhǔn)電荷量直接注入測量回路,校準(zhǔn)測量系統(tǒng)的誤差,精度較高;間接校準(zhǔn)是指在現(xiàn)場測量前,采用方波校準(zhǔn)器向測量回路注入已知電荷量,快速驗證系統(tǒng)準(zhǔn)確性,適合現(xiàn)場作業(yè)。
實戰(zhàn)意義:標(biāo)準(zhǔn)明確要求現(xiàn)場測量前必須進(jìn)行間接校準(zhǔn),校準(zhǔn)誤差不大于5%,對測量結(jié)果有異議時需送實驗室進(jìn)行直接校準(zhǔn),誤差不大于3%,確保測量結(jié)果的可信度。
標(biāo)準(zhǔn)明確:接地固定采用耦合電容串聯(lián)回路,高干擾環(huán)境優(yōu)先采用平衡測量回路。
原理剖析:平衡測量回路采用兩個參數(shù)一致的耦合電容,分別連接被測設(shè)備和無局放參考設(shè)備,通過差分放大電路抵消兩條回路共有的傳導(dǎo)干擾、空間電磁干擾,其干擾抑制能力比傳統(tǒng)串聯(lián)回路有明顯提升,如同主動降噪耳機抵消環(huán)境噪聲的原理。
實戰(zhàn)意義:在220kV及以上變電站、周邊有大量帶電運行設(shè)備、干擾強度超過被測設(shè)備允許放電量較多倍的場景,優(yōu)先選用平衡測量回路,能夠有效降低誤判率。選用平衡回路時,參考耦合電容的參數(shù)應(yīng)與測量側(cè)耦合電容一致,誤差不超過5%,否則會降低干擾抑制效果。
標(biāo)準(zhǔn)明確:階梯升壓至U1(1.7Um/√3),保持1分鐘,之后降至U2(1.3Um/√3),300kV及以上設(shè)備保持60分鐘,220kV及以下設(shè)備保持30分鐘,測量過程中放電量不得超過閾值。
原理剖析:大容量油浸式變壓器內(nèi)部的絕緣油中可能存在微小氣泡,這類氣泡在電壓作用下的擊穿存在延遲特性,短時間試驗中氣泡未被擊穿,可能無法檢出對應(yīng)的局放信號。延長保持時間能夠大幅降低漏判率,尤其對300kV及以上變壓器意義更為突出。
實戰(zhàn)意義:長時試驗過程中需定期記錄放電量*大值,若出現(xiàn)放電量突然大幅增長,應(yīng)立即停止試驗,避免絕緣擊穿。
標(biāo)準(zhǔn)明確四級防護(hù)要求:
1. 電源端:采用雙Π型濾波器,對干擾信號實現(xiàn)顯著衰減;
2. 高壓端:采用T型濾波網(wǎng)絡(luò),抑制高壓回路的傳導(dǎo)干擾;
3. 測量端:采用平衡接線法,抵消共模干擾;
4. 接地系統(tǒng):采用單點接地拓?fù)?,避免地電位差引入的干擾。
原理剖析:現(xiàn)場干擾來源包括電源傳導(dǎo)干擾、高壓回路干擾、空間電磁干擾、地電位差干擾四大類,四級防護(hù)體系針對每一類干擾提出對應(yīng)抑制措施,形成全鏈路的干擾防護(hù)網(wǎng)絡(luò)。
實戰(zhàn)意義:嚴(yán)格執(zhí)行四級防護(hù)的現(xiàn)場測量,能夠顯著提升干擾抑制效果、降低誤判率,是強干擾環(huán)境下獲取可信測量結(jié)果的關(guān)鍵。
標(biāo)準(zhǔn)明確:直接校準(zhǔn)誤差小于3%(實驗室*測量)、間接校準(zhǔn)誤差小于5%(現(xiàn)場快速校準(zhǔn));方波校準(zhǔn)器上升時間應(yīng)小于100ns、串聯(lián)電容值誤差小于3%、應(yīng)1年校核一次。
原理剖析:方波上升時間過長會導(dǎo)致高頻分量衰減、校準(zhǔn)誤差增大,嚴(yán)格的校準(zhǔn)要求能夠確保不同品牌、不同型號的局放儀測量結(jié)果具備一致性。
實戰(zhàn)意義:現(xiàn)場校準(zhǔn)需覆蓋多個量級,確保全量程校準(zhǔn)誤差符合要求,方波校準(zhǔn)器必須在有效期內(nèi),否則校準(zhǔn)結(jié)果無效。
上一章我們解析了標(biāo)準(zhǔn)的核心條款內(nèi)容,接下來需要明確標(biāo)準(zhǔn)中量化的技術(shù)要求與判定閾值,為現(xiàn)場測量的結(jié)果判定提供直接依據(jù)。需說明的是,標(biāo)準(zhǔn)對儀器性能、各設(shè)備局放允許水平均有專門規(guī)定,本文對關(guān)鍵量化要求進(jìn)行梳理,具體驗收閾值應(yīng)以設(shè)備專項標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。
? 數(shù)字式局放儀:標(biāo)準(zhǔn)明確將其納入適用范圍,并要求具備多頻段測量、足夠動態(tài)范圍與測量精度,以適配電容型設(shè)備高頻段局放信號檢測;具體指標(biāo)按設(shè)備專項要求執(zhí)行。
針對這一要求,北京康高特(KGT)哪吒多功能局放測試儀采用UHF+HF+AE+TEV多模融合設(shè)計,其中HF通道頻率范圍0.1~20MHz、傳輸阻抗大于10mV/mA、UHF動態(tài)范圍-80~-5dBm,能夠覆蓋電容型設(shè)備高頻段局放信號檢測,適用于變壓器、GIS、GIL等設(shè)備的局放測量。
? 校準(zhǔn)裝置:方波校準(zhǔn)器的上升時間應(yīng)小于100ns、串聯(lián)電容值誤差小于3%,并應(yīng)定期(不少于每年一次)校核,確保校準(zhǔn)有效性。
? 試驗回路:無局放試驗電源的局放量應(yīng)小于被測設(shè)備允許放電量的1/3,耦合電容的局放量應(yīng)小于1pC。
? 設(shè)備靜置時間:油浸式設(shè)備注油后需充分靜置(標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一般不少于48小時),使絕緣油中氣泡充分逸出,避免氣泡產(chǎn)生虛假放電信號。
? 升壓速率:按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的升壓程序勻速升壓,避免電壓突變導(dǎo)致的瞬態(tài)干擾。
? 記錄要求:長時試驗過程中需連續(xù)記錄放電量、放電相位、波形特征,并按要求定期存儲*大值。
- 正常:< 100pC,無明顯間歇性放電圖譜特征,放電量穩(wěn)定無增長
- 關(guān)注:100~300pC,存在輕微間歇性放電,放電量無持續(xù)增長趨勢,需縮短檢測周期
- 異常:300~500pC,存在持續(xù)放電圖譜,放電量有增長趨勢,建議安排停電檢查
- 嚴(yán)重:≥ 500pC,放電量持續(xù)增長,伴隨超聲波、特高頻信號同步出現(xiàn),需立即停運處理
注:標(biāo)準(zhǔn)第6.2.6條明確220kV設(shè)備在現(xiàn)場試驗中放電量持續(xù)不大于500pC;上述分級為現(xiàn)場運維關(guān)注參考,*終驗收閾值應(yīng)以GB 50150(交接試驗)與DL/T 393(狀態(tài)檢修)等設(shè)備專項標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。
- 正常:< 50pC,無異常圖譜
- 關(guān)注:50~200pC,輕微間歇性放電,加強監(jiān)測
- 異常:200~500pC,持續(xù)放電,建議停電檢查
- 嚴(yán)重:≥ 500pC,立即停運
注:套管、互感器的具體驗收閾值同樣應(yīng)執(zhí)行GB/T 22071(互感器)、DL/T 393等專項標(biāo)準(zhǔn)要求。
- 合格:直接校準(zhǔn)誤差≤3%,間接校準(zhǔn)誤差≤5%
- 不合格:誤差超過上述閾值,需重新校準(zhǔn)或更換測量設(shè)備
達(dá)標(biāo)不僅要求放電量低于閾值,還要求測量全流程符合標(biāo)準(zhǔn)要求:
? 流程合規(guī):設(shè)備靜置時間、校準(zhǔn)流程、干擾防護(hù)措施全部符合標(biāo)準(zhǔn)要求,否則測量結(jié)果無效。例如某220kV變壓器注油后僅靜置較短時間*進(jìn)行局放測量,測得放電量偏高被判為異常,后按標(biāo)準(zhǔn)充分靜置后復(fù)測放電量明顯下降、符合正常要求,這類流程不符合要求的測量結(jié)果不具備判定效力。
? 結(jié)果穩(wěn)定:測量過程中放電量穩(wěn)定無持續(xù)增長,若出現(xiàn)放電量持續(xù)較快增長,即使*未超過閾值,也需判定為關(guān)注狀態(tài)。
? 干擾可控:現(xiàn)場干擾水平應(yīng)低于被測設(shè)備允許放電量的1/3,否則測量結(jié)果可信度不足,需優(yōu)化抗干擾措施后重新測量。
明確了技術(shù)要求與判定閾值后,我們需要掌握合規(guī)實施的具體步驟、重點注意事項與常見問題解決方法,確保現(xiàn)場測量全流程符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
收集被測設(shè)備的銘牌參數(shù)、歷史試驗數(shù)據(jù)、現(xiàn)場接線圖,確認(rèn)設(shè)備靜置時間符合要求,準(zhǔn)備測量儀器、校準(zhǔn)裝置、安全防護(hù)用具,提前排查現(xiàn)場干擾源,優(yōu)先選擇低負(fù)荷時段開展試驗。
首先采用方波校準(zhǔn)器對測量回路進(jìn)行間接校準(zhǔn),校準(zhǔn)誤差≤5%,如果對測量結(jié)果有異議,送實驗室進(jìn)行直接校準(zhǔn),誤差≤3%。北京康高特(KGT)金吒手持式多功能局放測試儀便于現(xiàn)場快速作業(yè),配合方波校準(zhǔn)器可高效完成現(xiàn)場校準(zhǔn)。
按照標(biāo)準(zhǔn)要求搭建測量回路,高干擾場景優(yōu)先采用平衡測量回路,嚴(yán)格執(zhí)行四級干擾防護(hù)體系:電源端接入雙Π型濾波器,高壓端加裝T型濾波網(wǎng)絡(luò),測量端采用屏蔽線,屏蔽層單端接地,接地系統(tǒng)采用單點接地拓?fù)洌苊獾仉娢徊罡蓴_。
嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的階梯升壓流程操作,升壓速率按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行,到達(dá)U1電壓后保持1分鐘,之后勻速降至U2電壓,保持規(guī)定時間(300kV以上60分鐘,220kV及以下30分鐘),全程連續(xù)記錄放電量、放電相位、波形特征。
實戰(zhàn)案例:2024年3月華東某500kV變電站主變年檢,現(xiàn)場周邊有帶電線路運行、干擾強度高,傳統(tǒng)串聯(lián)回路難以分辨真實信號,試驗人員采用北京康高特(KGT)哪吒多功能局放測試儀,搭建平衡測量回路,開啟干擾抑制功能,*終測得主變高壓側(cè)局放量為78pC,符合正常標(biāo)準(zhǔn),全程測量效率較傳統(tǒng)方法明顯提升,檢測結(jié)果經(jīng)第三方實驗室復(fù)測一致,符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
測量完成后,對照標(biāo)準(zhǔn)判定閾值給出結(jié)果,報告中需明確測量回路、校準(zhǔn)情況、干擾水平、測量時間、靜置時間等關(guān)鍵信息,附上典型放電波形與干擾波形,確保報告可追溯、可復(fù)現(xiàn)。
標(biāo)準(zhǔn)明確強干擾環(huán)境下優(yōu)先選用窄頻帶儀器(30-200kHz),避開載波通信、開關(guān)操作的干擾頻段。北京康高特(KGT)子龍局放測試儀支持多頻段檢測,可靈活適配不同現(xiàn)場的干擾特征,有效提取真實局放信號。
300kV及以上設(shè)備的60分鐘長時試驗中,需安排專人全程監(jiān)測,若出現(xiàn)放電量突然大幅增長,或伴隨明顯的超聲、特高頻同步信號,應(yīng)立即停止試驗,排查缺陷,避免絕緣擊穿。
方波校準(zhǔn)器必須在有效期內(nèi),校準(zhǔn)點需覆蓋多個量級,確保全量程校準(zhǔn)誤差符合要求,禁止使用超期未校準(zhǔn)的校準(zhǔn)裝置。
首先檢查接地系統(tǒng)是否符合單點接地要求,屏蔽層是否單端接地,其次調(diào)整測量頻帶,避開干擾頻段,若仍無法解決,采用平衡測量回路或夜間低負(fù)荷時段測量。
首先檢查校準(zhǔn)是否有效,靜置時間是否符合要求,是否有臨時接線引入的干擾,排除外在因素后再進(jìn)行復(fù)測,禁止僅憑單次測量結(jié)果判定設(shè)備異常。
首先檢查兩臺儀器的校準(zhǔn)狀態(tài)是否有效,測量頻帶、回路參數(shù)是否一致,不同頻帶下的視在放電量存在一定差異屬于正?,F(xiàn)象,應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)推薦頻帶的測量結(jié)果為準(zhǔn)。
針對一線試驗人員在標(biāo)準(zhǔn)理解與實施過程中常見的疑問,我們整理了高頻問題并給出標(biāo)準(zhǔn)化解答,為實際操作提供參考。
A:原理說明:大容量油浸式變壓器內(nèi)部的絕緣油中可能存在微小氣泡,這類氣泡在電壓作用下的擊穿存在延遲特性,短時間試驗中氣泡未被擊穿,可能無法檢出對應(yīng)的局放信號。延長保持時間能夠大幅降低漏判率,尤其對300kV及以上變壓器意義更為突出。
判定閾值:對于300kV及以上油浸式變壓器,在U2=1.3Um/√3電壓下的現(xiàn)場關(guān)注分級為:
- 正常:<100pC
- 關(guān)注:100~300pC,需縮短檢測周期復(fù)測
- 異常:300~500pC,建議安排停電檢查
- 嚴(yán)重:≥500pC,立即停運
操作建議:試驗過程中需安排專人全程監(jiān)測放電量變化,若出現(xiàn)放電量突然大幅增長,應(yīng)立即停止試驗,避免絕緣擊穿。具體驗收閾值以設(shè)備專項標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。
A:選型原則:應(yīng)根據(jù)被測設(shè)備類型、現(xiàn)場干擾水平選擇對應(yīng)的儀器,電容型絕緣設(shè)備的測量優(yōu)先選擇符合DL/T 417-2019要求的數(shù)字式局放儀,具備多頻段可調(diào)、抗干擾能力強、校準(zhǔn)便捷的特點。
北京康高特(KGT)哪吒、金吒、子龍系列局放產(chǎn)品的核心優(yōu)勢:
一是多模融合設(shè)計,覆蓋HF、UHF、AE、TEV多個頻段,不僅符合DL/T 417對電容型設(shè)備的高頻測量要求,還可兼容其他類型設(shè)備的局放檢測,適配場景更廣;
二是抗干擾性能優(yōu)異,內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)推薦的四級干擾抑制思路對應(yīng)的處理算法,能夠有效抵消現(xiàn)場共模干擾,在220kV變電站強干擾場景下的檢測準(zhǔn)確率較傳統(tǒng)模擬式儀器明顯提升;
三是校準(zhǔn)便捷,配合方波校準(zhǔn)器可現(xiàn)場快速完成校準(zhǔn),校準(zhǔn)誤差符合標(biāo)準(zhǔn)不超過5%的要求,大幅提升作業(yè)效率。
A:原理說明:平衡測量回路采用兩個參數(shù)一致的耦合電容,分別連接被測設(shè)備和無局放參考設(shè)備,通過差分放大電路抵消兩條回路共有的傳導(dǎo)干擾、空間電磁干擾,其干擾抑制能力比傳統(tǒng)串聯(lián)回路有明顯提升,如同主動降噪耳機抵消環(huán)境噪聲的原理。
適用場景:在220kV及以上變電站、周邊有大量帶電運行設(shè)備、干擾強度超過被測設(shè)備允許放電量較多倍的場景,優(yōu)先選用平衡測量回路,能夠有效降低誤判率。
操作建議:選用平衡回路時,參考耦合電容的參數(shù)應(yīng)與測量側(cè)耦合電容一致,誤差不超過5%,否則會降低干擾抑制效果。
A:原理說明:油浸式設(shè)備注油后,絕緣油中的氣泡需要一定時間才能完全逸出,未靜置或靜置時間不足產(chǎn)生的氣泡放電信號與真實絕緣缺陷的放電信號特征高度相似,無法通過算法或頻帶調(diào)整完全區(qū)分,因此無法修正測量結(jié)果。
操作建議:嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求控制靜置時間,若因搶修等特殊原因需要提前測量,測量結(jié)果僅作為參考,需在設(shè)備靜置達(dá)標(biāo)后進(jìn)行復(fù)測,*終以復(fù)測結(jié)果為準(zhǔn)。
【1】 電力行業(yè)高壓試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會. DL/T 417-2019 電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場測量導(dǎo)則[S]. 北京: 中國電力出版社, 2019.
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【8】 全國短路電流計算標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會. GB/T 22071.1~22071.2 互感器試驗導(dǎo)則[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.