高频局部放电发电机检测方案

（PDSeeker高频局部放电检测系统）

北京传动联普科技有限公司

目   录

一、高频局部放电检测概述

1. 技术优势

2. 适用范围

二、 PDSeeker高频局部放电检测系统

1. 系统硬件

2. 系统工作原理

3. 系统组成

4. 系统特点及主要技术参数

4.1PDSeeker系统特点

4.2PDSeeker主要技术参数

4.3HFCT主要技术参数

三、 变压器检测位置

四、安全注意事项

一、高频局部放电检测概述，方案背景

大型发电机是电力工业生产的重要设备，其安全运行性历来受到人们的高 度重视。大型发电机一旦发生故障，将会造成停电事故，甚至危及电力系统的 正常稳定运行，而且事故涉及面大，修理周期长，费用高，经济损失巨大。因 此，大型发电机的安全可靠运行已成为电力系统的头等大事。

电气绝缘水平的下降乃至损坏是造成大型发电机运行安全的主要威胁之 一，目前定子绕组的绝缘故障仍是大型发电机的主要故障。据不完全统计， 1983〜1995年期间，我国200MW汽轮发电机共发生二十余次短路事故，而由 于定子绕组的绝缘问题造成的事故占全部事故的三分之一左右。根据日本和欧 洲的统计资料，电机故障的15〜25%与定子绕组绝缘有关。大型发电机绝缘 结构是由不同耐热等级的绝缘材料组合而成，其绝缘强度没有自恢复性。虽然 在设计时要求它具有相当的耐热等级、足够的电气强度、优良的机械性能和良 好的工艺性，但制造过程中的偶然因素可能给它留下先天缺陷，而运行过程中 的放电、电磁力、湿热环境、有害的活性气体、油污、粉尘更会造成其性能逐 渐劣化，并且这种劣化过程是不可逆和不断加速的。一旦由于某种原因造成 绝缘缺陷点，它就很可能发展成击穿短路事故。

高频局部放电检测方法是用于电力设备局放电缺陷检测的常用测量方法之一，其检测频率范围通常为3~30MHz，可广泛应用于高压电缆及其附件、变压器、发电机等电力设备的局放检测。

技术优势

系统使用界面友好、操作简单：人机交互界面友好，易于掌握和操作，即使没有特别丰富的检测经验的检测人员同样也可以做到对试品局部放电信号的检测.

检测灵敏度较高。高频电流传感器对于高频电流信号具有很好的耦合能力，同时在设计传感器时，选取选取我司特有的工艺，可保证传感器具有很高的灵敏度。

安装简单、易于携带。高频电流传感器可设计成开口型结构，方便安装。

可进行局部放电强度的量化描述。由于高频局部放电检测技术主要检测高频电流脉冲信号，在传感器及信号处理电路相对固定的情况下，可以对检测回路进行标定，对被测局部放电的强度进行量化描述。

全新型数字化局放记录、储存、处理、识别系统。

宽带、高速、大容量采集系统。

定期检测或永久监测电力设备的最佳选择。

放电脉冲检测和波形分析。

很强的降噪及现场抗干扰措施。

模糊诊断和信号分离分类工能和统计处理。

数据库应用。

放电源识别。

缺陷定位。

具有三相同测功能（同时同步采集）。

具有定相功能（用于定位A\B\C三相的具体放电相别）

具有定位功能（有效位距离为2m-5m），根据不同的设备利用来波反射发进行定位，相对定位精度交稿。采集和分析软件同时具备此项功能。

适用范围

高频局部放电检测方法仅适用于具备接地引下线的电力设备的局部放电检测，主要包括高压电缆及其附件、变压器、发电机等

二、PDSeeker高频局部放电检测系统

系统硬件

PDSeeker局部放电检测主机

PDSeeker局部放检测仪是高速超宽带采样及信号传输单元，放置在现场检测点。

图3-3 PDSeeker主机

标准PDSeeker带有三个输入通道，可接收三相电缆接头或终端上的3个传感器信。

PDSeeker还带有一个工频同步信号输入端，以提供局放的相位信息。采样单元的输出采用RJ45网口连接，通过网线接入集线器hub，集线器再连入光纤总线。

电容型传感器

图3-4 电容型传感器外观

本方案采用的PD传感器为电容传感器，其带宽可以达到30 MHz，而且频段内信号衰减比较一致，不会变形。传感器同时可输出同步信号，以便对每一相得检测数据进行相位的校正。

电源子系统

用户在现场提供220V交流电源或5V直流电源。

通信子系统

用户在每个局部放电在线监测主机安装位置提供TCP/IP网络接口，在线监测所采集的数据通过本地光纤网络上传到变电站内局放服务器，在经由电力专网上传至数据集控平台。

系统工作原理

绝缘事故通常都是由于绝缘部件体内或体表产生贯穿性放电引起高低压间短路而导致设备烧损、爆炸及系统短路、跳闸。除雷击等偶发性因素外，贯穿性放电通道一般都是从微小的局部的放电（称为局放）发展而来的。这种局部放电会产生一些电流脉冲、电磁场波动、机械振动等一些从设备外部可以测量的信号。有效地检测局放信号，就可以在故障发展的初期发现潜在的危险，采取相应的修复、更换措施，从而把事故扼杀在襁褓之中。

但是，局放信号是在强场环境下微弱的瞬态信号。以交联聚乙烯电缆中的微气隙放电为例：气隙沿电场方向的长度一般在在微米量级， 500 kV电缆的气隙放电电压也不过几伏到几百伏，其放电量通常也不过几皮库（10-12库仑）到几十皮库，产生的放电电流脉冲也是微乎其微，远低于电力系统中的杂散脉冲（如整流脉冲）信号。各种放电信号及干扰通过不同的途径到达传感器，传播过程中所产生的各种畸变及衰减也大不相同。因此，测量局放信号时如果不能把放电信号与环境中存在的各种杂散信号分离开来，测量是无效的。

另一方面，线路的电晕放电，套管沿面放电（污闪）、旋转电机碳刷的火花放电都属于局放，都具有放电的特征，但对设备的危害性却低于绝缘内部的放电。即使同是设备内部放电，变压器油中放电产生的有害物质（碳化颗粒）被油循环分散到各处，其危害大大降低；而油纸绝缘中的放电却可能使纸碳化，直接导致击穿。变压器套管污闪放电即使达到几千上万皮库，也可以继续使用，而油纸绝缘中的放电即使仅几十皮库，也必须进一步调查原因。有机绝缘电缆内部的局放通常都会发展成电树枝并最终击穿，对其容忍度几乎为零。因此要运用局放信号来诊断设备状态，必须要能够在强噪环境下检测到局放信号，必须要能够把局放信号同噪声区分开来，必须要能够把不同的局放种类分别开来，否则，给出的诊断结论是片面的。

传统的基于放电电流脉冲的局放检测手段是基于IEC60270标准，频带局限于10~200 kHz，测量的是局放总量，最后绘出其ψ-Q-N（放电相位-放电量-放电次数）谱图，以此进行放电种类识别。其信号采集和处理的方法不足以获取足够信息以区分局放与噪声及不同种类的局放，抗噪能力较弱。目前时髦的超高频采样法能有效地避开特定噪声，但由于信号低频部分尽失，也无法有效区分不同的局放源。而且局放信号高频部分衰减极快，设备出口端信号主要频段已处于超高频天线测量范围以下，其测量效果大打折扣。超声波法精度不高，无法区分放电种类，主要用于放电定位。

北京传动联普科技有限公司的基于局部放电电流脉冲波形的局放检测却与上述手段完全不同。该公司在国际上第一次提出并实现了放电脉冲的分离识别诊断技术：通过对放电的电流脉冲信号进行高速（100MS/s）宽带采样获取信号完整的时域波形；并针对不同放电及噪声间的差异提取多种信号特征，从而将不同的放电分离开来；在此基础上对每一类放电进行甄别，进而诊断设备绝缘状态。

我们所用的专家识别系统是在大量收集全世界各地的实测数据的基础上形成的，而这种典型的设备局放数据在数百次现场实测中才可能收集到一个。没有几十年的数据积累，是不可能构建一个实用有效的专家识别系统的。该专家识别系统包括我们常见的放电种类， 如电缆中放电相对导线的位置； 旋转电机的气隙放电、绝缘脱层放电、线棒松动放电、槽放电、半导体层放电、线组间放电；

系统组成

PDSeeker高频局部放检测系统主要由下列几部分组成：

1.局部放电检测设备PDSeeker：通过网络接口与测试电脑连接，将检测数据实时传给测试电脑。每个PDSeeker可以连接3个PD传感器。

2电容型传感器：出口母线上加装电容耦合器检测局放信号。

系统特点及主要技术参数

4.1PDSeeker系统特点                        

全新型数字化局放记录、储存、处理、识别系统。

宽带、高速、大容量采集系统。

定期检测或永久监测电力设备的最佳选择。

放电脉冲检测和波形分析。

很强的降噪及现场抗干扰措施。

模糊诊断和信号分离分类工能和统计处理。

放电源识别。

缺陷定位。

数据库应用。

4.2PDSeeker主要技术参数

4.3电容型传感器主要技术参数

发电机检测位置

发电机检测的传感器接入方式如下图所示。通常当发电机出口母线上有出口保护电容或出口电缆时，可从电容或电缆的接地线上加装高频电流互感器取信号。否则可在出口母线上加装电容耦合器取信号。从电机的中性点接地线或外壳接地线上也可以取信号，但放电点通常远离这些地方，其信号较微弱。

四、安全注意事项

应严格执行国家电网公司《电力安全工作规程(变电部分)》的相关要求；

应确保操作人员及测试仪器与电力设备的带电部位保持足够的安全距离；

应避开设备防爆口或压力释放口；

测试中，电力设备的金属外壳应接地良好；

在使用传感器进行检测时，应戴绝缘手套，避免手部直接接触传感器金属部件。

应在良好的天气下进行，如遇雷、雨、雪、雾不得进行该项工作，风力大于5级时，不宜进行该项工作。

行走中注意脚下，防止踩踏设备管道、二次线缆；

防止传感器坠落而误碰设备；

保证被测设备绝缘良好，防止低压触电；