局部放電檢測(cè)裝置校驗(yàn)的方法及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程
局部放電(Partial Discharge, PD)檢測(cè)作為高壓電力設(shè)備絕緣狀態(tài)診斷最有效的手段之一,已在變壓器、GIS、電力電纜及開關(guān)柜等設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)和在線監(jiān)測(cè)中得到廣泛應(yīng)用。隨著檢測(cè)技術(shù)的多元化發(fā)展,局部放電檢測(cè)裝置涵蓋了脈沖電流法、特高頻法、超聲波法、高頻電流法等多種原理。不同原理的檢測(cè)裝置在量值定義、頻率響應(yīng)、靈敏度指標(biāo)等方面存在顯著差異,如何科學(xué)、規(guī)范地對(duì)這些裝置進(jìn)行校驗(yàn),確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可比性,已成為電力行業(yè)計(jì)量管理的重要課題。
局部放電檢測(cè)裝置校驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)體系
基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)
局部放電檢測(cè)裝置校驗(yàn)的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)主要源于國際電工委員會(huì)IEC 60270《高電壓試驗(yàn)技術(shù) 局部放電測(cè)量》及其等同采用的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7354-2018。該標(biāo)準(zhǔn)第6部分對(duì)“完整試驗(yàn)回路中的測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)”作出了詳細(xì)規(guī)定,明確了校準(zhǔn)的基本原則:即通過向試驗(yàn)回路注入已知電荷量的模擬放電脈沖,對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的整體增益和響應(yīng)特性進(jìn)行標(biāo)定。這一校準(zhǔn)理念構(gòu)成了后續(xù)各類專用校準(zhǔn)規(guī)范的方法學(xué)基礎(chǔ)。
脈沖電流法校準(zhǔn)規(guī)范
脈沖電流法是目前最成熟、應(yīng)用最廣泛的局部放電檢測(cè)方法,其測(cè)量頻率范圍通常為10 kHz~500 kHz。針對(duì)此類檢測(cè)裝置,國家發(fā)布了JJF 1616-2017《脈沖電流法局部放電測(cè)試儀校準(zhǔn)規(guī)范》,電力行業(yè)發(fā)布了DL/T 356-2010《局部放電測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)規(guī)范》。兩套規(guī)范在計(jì)量性能要求、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法上各有側(cè)重,但核心均圍繞電荷量的線性度、頻率帶寬、脈沖分辨時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)展開校準(zhǔn)。
面向不同技術(shù)路線的校驗(yàn)方法
超聲波法局部放電測(cè)試儀
超聲波法通過檢測(cè)局部放電產(chǎn)生的聲波信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)放電的定位和嚴(yán)重程度評(píng)估,工作頻率通常在20 kHz~500 kHz之間。針對(duì)該類儀器,國家發(fā)布了JJF 1856-2020《局部放電測(cè)試儀校準(zhǔn)規(guī)范 第1部分:超聲波法局部放電測(cè)試儀》。該校準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定了采用聲波發(fā)射換能器作為標(biāo)準(zhǔn)激勵(lì)源的方法,對(duì)測(cè)試儀的幅值線性度、頻率響應(yīng)和方向性等性能進(jìn)行校準(zhǔn),適用于接觸式超聲波局放測(cè)試儀的計(jì)量檢定。
高頻電流法局部放電測(cè)試儀
高頻電流法(HFCT)通過卡裝在接地線上的高頻電流互感器耦合局部放電信號(hào),測(cè)量頻段一般為3 MHz~30 MHz。由于該頻段內(nèi)傳感器特性易受分布參數(shù)影響,傳統(tǒng)的脈沖電流法校準(zhǔn)方式不再適用。為此,團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/GZJL 2-2023《高頻電流法局部放電測(cè)試儀校準(zhǔn)方法》對(duì)HFCT測(cè)試儀的校準(zhǔn)作出了專門規(guī)定,明確了采用標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器和網(wǎng)絡(luò)分析儀分別校準(zhǔn)系統(tǒng)增益和傳輸阻抗的路徑,填補(bǔ)了該類儀器量值溯源的技術(shù)空白。
電纜局部放電測(cè)試系統(tǒng)檢定方法的最新修訂
電纜局部放電測(cè)試系統(tǒng)是電纜出廠試驗(yàn)和交接試驗(yàn)中的核心設(shè)備,其檢定依據(jù)為JB/T 10435-2004《電纜局部放電測(cè)試系統(tǒng)檢定方法》。目前該標(biāo)準(zhǔn)正在修訂中,預(yù)計(jì)于2026年發(fā)布實(shí)施。根據(jù)修訂征求意見稿,主要技術(shù)變化體現(xiàn)在以下方面:
第一,在試驗(yàn)電壓波形峰值系數(shù)檢定中,將原有的6個(gè)檢定點(diǎn)(10%、20%、30%、50%、70%、90%額定電壓)簡(jiǎn)化為3個(gè)檢定點(diǎn)(10%、50%、90%額定電壓),在保證檢定質(zhì)量的前提下顯著提高了檢定效率。
第二,在試驗(yàn)電壓輸出指示值檢定時(shí),根據(jù)被試系統(tǒng)電壓等級(jí)采用差異化檢定間隔:50 kV以下每5 kV取一點(diǎn),50 kV~300 kV每10 kV取一點(diǎn),300 kV以上每50 kV取一點(diǎn),使檢定方案更具科學(xué)性和可操作性。
第三,新增了背景噪聲的檢定要求。參照IEC 60270標(biāo)準(zhǔn),明確定義背景噪聲為除被試品局部放電外,由試驗(yàn)回路中其他部分產(chǎn)生的信號(hào),包括白噪聲、廣播電波、可控硅整流器干擾等,并要求背景噪聲水平不大于4 pC。這一修訂對(duì)測(cè)試系統(tǒng)在復(fù)雜電磁環(huán)境下的實(shí)際檢測(cè)能力提出了明確約束。
第四,局部放電靈敏度的定義和檢定方法參照IEC 60885-3進(jìn)行了修改,更加強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際電纜長(zhǎng)度和測(cè)試頻率條件下可穩(wěn)定檢測(cè)的最小放電量,提升了考核指標(biāo)與工程實(shí)際的貼合度。
在線監(jiān)測(cè)裝置的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)方法
對(duì)于已投運(yùn)的局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置,尤其是特高頻(UHF)局放監(jiān)測(cè)系統(tǒng),傳感器通常內(nèi)置于GIS或變壓器內(nèi)部,不具備拆卸送檢的條件,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室校驗(yàn)方法難以實(shí)施。近年來,有研究提出了基于交叉比對(duì)思想的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)方法,其核心思路如下。
該方法的理論依據(jù)在于:在正常運(yùn)行條件下,同一電壓等級(jí)、同一接線方式的不同間隔或不同相別之間的電磁環(huán)境具有相似性,局放信號(hào)的傳播衰減特性也存在規(guī)律性。通過開展不同相間的橫向幅值比對(duì),以及同一傳感器通道在互為輸入輸出條件下的鏡像一致性比對(duì),采用相對(duì)幅值比較代替絕對(duì)幅值評(píng)價(jià),可以較為有效地發(fā)現(xiàn)傳感器靈敏度下降、天線增益異常、信號(hào)采集板故障、安裝位置不合理等典型缺陷。
交叉比對(duì)法并非替代標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn),而是在無法實(shí)施實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)條件下的一種工程化補(bǔ)充方案。該方法不需要專用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源和耦合裝置,可利用電力設(shè)備運(yùn)行中的背景噪聲或系統(tǒng)自身產(chǎn)生的校驗(yàn)脈沖作為比對(duì)標(biāo)尺,操作便捷,適用于年度巡檢和日常運(yùn)維中快速篩查裝置異常。
校驗(yàn)工作中的若干注意事項(xiàng)
在實(shí)際開展局部放電檢測(cè)裝置校驗(yàn)時(shí),以下幾個(gè)方面值得重點(diǎn)關(guān)注。
關(guān)于校準(zhǔn)周期,JJF 1616-2017等規(guī)范規(guī)定校準(zhǔn)周期一般不超過1年,但對(duì)于在線監(jiān)測(cè)裝置,可根據(jù)運(yùn)行工況和維護(hù)記錄適當(dāng)調(diào)整周期,最長(zhǎng)不宜超過3年。
關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)器具的溯源性,校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器、標(biāo)準(zhǔn)電容、數(shù)字示波器等應(yīng)具備有效的計(jì)量檢定/校準(zhǔn)證書,且其測(cè)量不確定度應(yīng)優(yōu)于被校裝置允許誤差的1/3。
關(guān)于校準(zhǔn)條件,實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)應(yīng)在溫度15 ℃~35 ℃、相對(duì)濕度不大于80 %的環(huán)境中進(jìn)行,供電電源的電壓波動(dòng)不應(yīng)超過額定值的±10 %?,F(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)則應(yīng)避開強(qiáng)烈的電磁干擾源,必要時(shí)采取屏蔽措施。
關(guān)于校準(zhǔn)結(jié)果的處理,校準(zhǔn)證書應(yīng)給出各校準(zhǔn)項(xiàng)目的測(cè)量結(jié)果及測(cè)量不確定度,被校裝置經(jīng)校準(zhǔn)后,應(yīng)在規(guī)定期限內(nèi)根據(jù)校準(zhǔn)結(jié)果判斷其是否符合使用要求,并據(jù)此調(diào)整后續(xù)檢測(cè)工作中的置信度。














