一、带电检测技术的意义

　　带电检测的报告对电力用户的指导意义：

　　带电检测可以得知电气设备在所测状态点下真实的使用状态，判断其是否对用户整体的电气设备长期、正常使用存在隐患，以便电力用户决定是否对其检修，更换或者采取其它的一些相关处理措施，从而排除故障隐患，有效避免电力事故和非计划停电。

　　带电检测技术对电网设备的意义：

　　全面推行和深化电网设备状态检修是当前电网快速发展阶段保证电网设备安全可靠运行现实、有效的措施。

　　电网设备状态检测是开展状态检修工作的基础，只有通过持续、规范的设备跟踪管理，对各种离线、在线监测数据进行综合分析，才能准确掌握设备实际运行状态，为进一步开展状态检修工作提供依据。

　　积极开展电网设备状态检测新技术、新方法和新手段的研究和应用，在超前防范设备隐患、降低事故损失、提高工作效率、降低供电风险等方面都具有重要意义。

　　二、GIS设备局部放电检测

　　GIS变电站：即气体绝缘变电站，由断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管7 种高压电器组合而成的高压配电装置。

　　在气体绝缘变电站GIS(Gas Insulated Substation)中，大部分的电气设备都是被直接或间接密封在金属管道和套管所组成的管道树中，从外部看不到任何开关、线路和接线端子。管道树的内部全部采用SF6气体作为绝缘介质，并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中。

　　局部放电：发生在电极之间但并未贯穿电极的放电，这些微弱的放电产生累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化，然后导致整个绝缘击穿。局部放电主要分为绝缘材料内部放电、表面放电、导体尖端放电等，并以电磁声波、气体形式等释放能量。

　　三、GIS局部放电检测的意义：

　　随着电网建设的发展，GIS变电站的数量不断增加;GIS的内部空间极为有限，工作场强很高，且绝缘裕度相对较小;GIS内部一旦出现绝缘缺陷，极易造成设备故障，引起的停电时间较长，检修费用也很高;国内已经发生了数起较为严重的GIS事故，过去那种认为GIS设备免维护的观点已不被认同;CIGRE调查表明，50%以上的GIS故障是可预先发现的;在GIS的交接试验中监视局部放电信号，对运行中的GIS进行定期监测，均是保障安全运行的有效手段。

　　四、有效的检测方法：

　　超声波方法是一种有效的局部放电检测方法，具有准确性高、实用性强的优点，超声波检测技术具有强大的干扰抵抗能力，并且频带也特别宽，适用于强电环境下的电力系统。它还能够有效检测电晕和悬浮放电等特殊情况。尤其适用于大型高电压设备的监测和诊断。需要注意的是，在实际使用中需要保证设备正常运行和准确的校准，以获得好的检测效果。

　　五、GIS 局部放电带电检测实施方案：

　　设计依据：Q/CSG 1 0007-2004 电力设备预防性试验规程

　　设计原理：

　　超声波局部放电检测系统基于声发射原理(AE)，通过超声传感器收集电力设备局部放电时发出的超声波信号，检测声信号的幅度、相位、频域图谱，以及与运行电压之间的关系，可以有效反映 GIS 设备绝缘缺陷程度与位置。

　　操作方法：

　　检测系统利用超声波探头，通过在 GIS 设备的筒壁上检测 GIS 腔体内部的局部放电信号。检测示意图如图所示。

　　图2检测示意图

　　操作步骤：

　　将检测仪器开启，看仪器能否正常启动;

　　检查试验回路所有接线，用放电模拟器对仪器进行检测，检查其工作状态是否正常，如果正常则准备开始试验;

　　根据工作范围，将超声传感器依次放置在 GIS 的刀闸、开关气室等关键位置的筒壁上，每次测量持续时间需至少在 20 秒左右，并时刻观察波形，发现有异常或放电波形时，要反复对该位置进行测量。如排除为外部干扰时可接着进行下面的测试;如无法排除干扰时则应该增加持续时间以便采集更多波形进行分析并存储下放电波形、做好数据备份;

　　测量完毕，清理现场。

　　安全措施：

　　在站内行驶的车辆须限制在时速 5 公里以下，并按规定路线行驶;

　　根据工作需要办理相关工作票;

　　试验前应召开站班会，工作负责人应对所有工作班成员(包括试验配合人员)进行任务安排和安全交底;

　　试验人员应穿工作服，带安全帽;高空作业时应带安全带;

　　进入 GIS 室前要开启风机通风，15min 后方可进入;

　　试验之前，认真检查试验设备，确保工作状况良好、检定标识有效;

　　工作人员工作中正常活动范围与带电设备保持足够的安全距离，防止感应电伤人、高压触电;220kV≥米;

　　做好安全监护工作，防止工作人员移开或越过遮拦误爬、误登带电运行设备;

　　测试时，工作人员不得误碰 GIS 控制柜的操作按钮及其它会给 GIS 正常运行带来影响的部件;

　　使用梯子应符合安全要求(梯脚防滑、角度、固定点等)，运行的变电站高压带电场所内不得使用金属梯子;

　　工作间断、转移手续符合安规要求;

　　工作完毕须汇同值班人员及见证人员对试验结果进行交底工作。

　　五、风险控制预防：

　　SF6 气体中毒

　　1 进入密闭的 GIS 气室前通风 15min 后再进入;

　　2 GIS 室保持通风。

　　防止试验设备跌落损坏或砸伤自己

　　1 搬运时集中精力，注意脚下潜在危险;

　　2 搬运时互相提醒。

　　试验时走错间隔、误碰裸露的带电导体危及生命安全

　　1 开始工作前工作负责人应对全体工作人员进行安全技术交底，交待清楚工作任务及带电范围;

　　2 工作班人员工作时应集中精力;

　　3 加强监护制度。

　　与带电设备安全距离不够

　　1 工作人员工作中正常活动范围与带电设备保持足够的安全距离，防止感应电伤人、高压触电;110kV≥米;220kV≥米;500kV≥米;

　　2 工作过程中相互提醒监督;

　　3 设专人监护。

　　误碰操作机构，造成停电事故

　　1 工作前工作负责人应向工作班成员交待清楚工作范围以及危险点;

　　2 工作班成员应相互提醒监督;

　　3 与操作机构保持一定距离。

　　2.开关柜带电检测技术介绍

　　带电检测的必·要性：

　　10kV 开关柜是电网的重要组成部分，其运行的稳定性直接影响到电网安全运行。然而，传统的定期预试性试验技术暴露出来的问题无法满足当前的需要，因此，采取适当的方法进行监测是很有必·要的。

　　而根据实际运行经验发生故障前在事故潜伏期内应该都可能有放电现象产生，局部放电是导致 10kV 开关柜设备绝缘劣化发生绝缘故障的主要原因，其检测和评价已经成为绝缘状况监测的重要手段。

　　TEV 检测法的出现

　　为了能将局放测试实现带电测试，近年来发现了通过在线测量开关柜内因局部放电致使其金属壳体上产生的瞬间对地电压(Transient Earth Voltages，以下简称 TEV)，检测判断设备内部是否存在绝缘故障，即 TEV 检测法。具有以下优点：可以带电监测、灵敏度高、抗干扰能力强，能进行有效的故障定位，可以获得定量数据对内部放电监测灵敏度。

　　TEV 检测原理

　　根据麦克斯韦电磁场理论，局部放电现象的发生产生出变化的电场，变化的电场激起磁场，而变化的磁场又会感应出电场，这样，交变的电场与磁场相互激发并向外传播，形成了电磁波。通过放电产生的电磁波通过金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传播出去，同时产生一个暂态电压，通过设备的金属箱体外表面而传到地下去。这些电压脉冲是于 1974 年由 Dr John Reeves 发现,并把它命名为暂态对地电压(TEV)。TEV 在设备内部产生传播如图 3 所示。

　　图3 TEV产生示意图

　　当开关柜的内部元件对地绝缘发生局部放电时，小部分放电能量会以电磁波的形式转移到柜体的金属铠装上，并产生持续约几十纳秒的暂态脉冲电压，在柜体表面按照传输线效应进行传播。地电波局放检测技术采用容性传感器探头检测柜体表面的暂态脉冲电压，从而发现和定位开关柜内部的局部放电缺陷。

　　超声波、TEV测量法在开关柜带电检测中的应用

　　针对大量的开关柜设备，为提高工作效率，减少工作量，测试过程可按如下 3 个步骤：

　　1)先行使用便捷式局放测试仪对设备进行普测(普测周期为 3 个月一次)，通过普测逐步建立起设备状态库，将正常合格设备与异常数据设备分列建立状态库。

　　2)针对有问题或异常数据库设备开展复测(普测后 7~10 天内)，建立复测档案，同时对于测试数据严重超标设备采用便捷式局部放电定位仪进行故障定位测试。

　　3)结合停电计划和安排专人对缺陷设备进行检查和处理，对处理的设备记录处理结果和原因分析，在设备处理完毕后及时开展局放测试对比处理效果，如正常更新状态库。

　　测试过程：

　　测试过程中需要严格遵照仪器说明要求，做好各项防护，同时也总结出以下的测试过程;

　　1)测试前先进行背景值测试，记录空气和金属制品背景声。由于开关柜外部的电磁信号一样可以在开关柜上产生暂态对地电压(TEV)，这些信号源同样可以在变电站内的金属物品上产生暂态对地电压，如金属门或侧栏处，测试金属面板上的背景值时并不是在开关设备上检测，应该在金属门等金属制品上检测，在开关室不同的位置检测 3 个点的值，并取中间值作为背景信号的参考值。

　　2)将 TEV 测试仪器探头贴紧开关柜进行测试。实际过程中需要灵活的变换采用 TEV 的两种测试模式：单个模式和连续模式，如遇到测试数据跳跃比较大的时候可以两种模式切换测试，选取其中读数稳定做为测试数据;在连续模式下一定要记录下对应的脉冲数作为后续的辅助判断;在连续模式下时候可能有时会有数据连续跳动比较的情况，需要贴紧测试的开关柜面板，同时仔细观察数据选择记录相对稳定和幅度大的为测试数据。

　　3)测试过程中需要注意对干扰噪声的排除避免将手机靠得过近产生干扰;测试过程中注意荧光灯及风机扇的影响，可以先关闭后进行测试，所得数据一般要低几 dB;同时要注意配电房周边环境影响，在实测过程中发现部分测试地点的微波发射塔对测试数据有较大影响，通过多次测试对比排除的干扰因数后测试结果属正常范围;干扰过大时候可以在连续模式的所得脉冲数明显看出，此时脉冲数一般会达到几千乃至上万。

　　4)采用超声波模式时一定要测试背景读数，刚开始测试时调整增益到大，如果读数大大时适当的减少增益;将传感器对准开关设备的空气通道处进行测试，如断路器电缆盒、母线柜等设备，在测量的时候一定要注意保持足够的安全距离;超声波传感器沿着开关柜上的缝隙扫描进行检测，传感器与开关设备间一定要有空气通道，用来保证超声波信号可以传出来。

　　测试过程中对开关柜测试点的选取：

　　测试过程中应确定各电力设备所处位置，主要检测母排(连接处、穿墙套管。支撑绝缘部件)、断路器、CT、PT、电缆接头等设备的局部放电情况，如有条件，还应对开关室内母线桥架进行检测。传感器应尽量靠近观察窗、通风口等局放信号容易泄漏部位的金属面板上，实际测试过程中一般选取前面面板上、中、下部，后面板的上、中、下部位，侧面板能测试时也要测试。如果出现检测数值较大的情况，建议测量 3 次以上以确定测试结果，测试时可以在观察窗上下位置测试对比数据。

　　数据分析判断:

　　在结合实测经验以及同行测试的经验基础上，采用如下的数据判断方法：

　　1)当发现开关室内 TEV 背景值与测试值都在 20dB 以下时，表示开关设备正常，下次再次进行巡检。

　　2)如果开关室内 TEV 背景值在 10dB 以下，而某些开关柜的测试值在 20dB~30dB，应对该开关柜加强关注，观察以后检测幅值的变化趋势。

　　3)如果开关室内 TEV 背景值 10dB 以下，而某些开关柜的 TEV 测试值大于 30dB(相对值大于 20dB)，而表明该开关柜有局部放电现象，应使用定位技术对放电点进行定位。

　　4)如果开关室内 TEV 测试值和背景值都在 30dB 以上，且并没有发现在某个开关柜上出现峰值，应使用定位技术来判断信号源的来源，如检测结果发现信号源来自开关柜，而不是外界的干扰信号，应使用定位技术对放电点进行定位。

　　5)如果在某个开关柜的超声波测试数据幅值大于 6dB 小于 20dB，说明开关柜内存在局部放电，需要进行复测。

　　6)如果在某个开关柜的超声波测试数据幅值超过 20dB，说明该开关柜内部存在严重的局部放电，应尽快组织复测，密切关注检测幅值的变化趋势。

　　7)所有故障处理过的开关柜，应再次对该开关室进行局部放电监测，检测结果跟处理前进行比较，衡量故障处理的准确性。

　　同时除了数据判断，还应结合设备类型进行横向、纵向对比，对于同一开关柜要进行对比其周期历史数据看变化大小差异，如果增加幅度超过 5~10dB 以上都需要予以加强关注;而同一室内若是相同类型开关柜差异过大超过了 10dB 时需要引起注意，并需要进行现场分析是否柜体附近有较近的干扰源以及跟踪关注检测柜体是否 有故障缺陷。

　　由于两种测试方法的差异及特性，表面放电成功的检测方法是使用超声波技术，因为表面放电发出的 TEV 信号要比内部放电的要小很多。此外表面放电所产生的电磁波信号频率也比 TEV 传感器的检测频率要低，很多情况下表面放电不会被 TEV 传感器检测到，但可以被超声波传感器所检测到。实测过程中许多 TEV 测试集中于 15~17dB 的柜，但测试超声波达到了 25~28dB，通过检查发现了缺陷得到了印证。所以测试局放结果一定要综合 TEV 和超声波两方面来看，测试过程中两者都需要进行，可是起到良好的互补效果。

　　通过大量的测试发现了异常数据柜，测试数据主要集中于:TEV 范围为 5~45dB;超声波数据集中于 6~28dB，总之，测试发现问题主要集中于电缆头、电缆故障指示器、开关真空管连接母排处、穿墙套管处等，因此测试过程中需要对这些部分多加关注。

　　3.变压器带电检测技术

　　概述

　　变压器是电力系统中重要的设备之一，其正常运行对于保障电力系统的安全运行至关重要。为保障变压器正常运行，需要对其进行带电检测。变压器带电检测是指在正常的工作状态下，对变压器进行检测，以发现潜在的故障和问题。变压器带电检测主要是通过在高压侧和低压侧分别进行局部放电检测、直流电阻测试、铁芯接地电流测试、绝缘电阻测试等项目来保证变压器的正常运转。

　　检测项目

　　①局部放电检测

　　局部放电是变压器的一种常见故障，是会导致变压器性能下降、甚至短路的关键因素。局部放电检测是指在变压器的高压线圈和低压线圈之间进行检测，以判断是否存在局部放电问题。

　　②直流电阻测试

　　直流电阻测试是用来检测变压器绕组短路、接地和绝缘降低的项目。直流电阻测试可以通过对变压器的电阻进行测量来确定变压器的电阻值，从而判断变压器是否存在漏电情况。

　　③铁芯接地电流测试

　　铁芯接地电流测试是通过检测变压器铁芯是否正常接地，以确保变压器的安全运行。通过铁芯接地电流测试可以发现变压器铁芯是否正常接地或接地电阻超过了规定的范围。

　　④绝缘电阻测试

　　绝缘电阻测试是用于检测变压器的绝缘状态的项目。通过绝缘电阻测试可以检测出变压器的绝缘电阻是否达到了规定的安全范围，以判断变压器绝缘状态是否正常。

　　检测方法

　　变压器带电检测主要采用局部放电检测、直流电阻测试、铁芯接地电流测试、绝缘电阻测试等方法进行。其中局部放电检测常采用超声波检测法、通信法等技术;直流电阻测试常采用万用表或电阻测量仪进行;铁芯接地电流测试常采用电流表进行检测;绝缘电阻测试常采用万用表、绝缘电阻测试仪等设备进行检测。

　　总结

　　变压器带电检测是保障电力系统安全运行的重要保障措施之一。局部放电检测、直流电阻测试、铁芯接地电流测试、绝缘电阻测试等项目均是变压器带电检测的重要组成部分。通过对这些项目的检测和分析，可以及时发现变压器的潜在故障和问题，保障变压器的正常运行，从而确保电力系统的安全稳定运行。

　　变压器检测项目、周期和标准：

　　表一 变压器检测项目、周期和标准

　　红外热像检测

　　检测变压器箱体、储油柜、套管、引线接头及电缆终端，红外热像图显示应无异常温升、温差和/或相对温差。检测和分析方法参考 DL/T664。

　　油中溶解气体分析

　　对于 66kV 及以上设备，除例行试验外，新投运、对核心部件或主体进行解体性检修后重新投运的变压器，在投运后的第 1、4、10、30 天各进行一次本项试验。若有增长趋势，即使小于注意值，也应缩短试验周期。烃类气体含量较高时，应计算总烃的产气速率。取样及测量程序参考 GB/T7252，同时注意设备技术文件的特别提示。当怀疑有内部缺陷(如听到异常声响)、气体继电器有信号、经历了过负荷运行以及发生了出口或近区短路故障时，应进行额外的取样分析。

　　高频局部放电检测

　　检测从套管末屏接地线、高压电缆接地线(变压器为电缆出线结构)、铁芯和夹件接地线上取信号。正常时应无典型放电图谱。当怀疑有局部放电时，比较其它检测方法，如油中溶解气体分析、超高频局部放电检测、超声波检测等方法对该设备进行综合分析。

　　变压器带电检测技术方案

　　设计规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款，其新版本适用于本规范。

　　GB50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准

　　GB/T7354 局部放电测量

　　GB/T7252 变压器油中溶解气体分析和判断标准

　　GB/T5654 液体绝缘材料工频相对介电常数、介质损耗因数和体积电阻率的测量

　　DL/T596 电力设备预防性试验规程

　　DL/T664 带电设备红外诊断应用规范

　　DL419 电力用油名词术语

　　绝缘油介电强度测定法

　　Q/GDW168 输变电设备状态检修试验规程

　　Q/GDW169 油浸式变压器(电抗器)状态评价导则

　　Q/GDW170 油浸式变压器(电抗器)状态检修导则

　　4.变电站一次检修中的带电检测项目

　　变电站检修一次中心带电检测工作以设备健康水平为立足点，把握变电站设备实时运行状况，及时发现隐患并整改，预防站内设备隐患可能造成的整站故障，对保障变电站整体运行质量具有十分重大的意义。

　　对端子箱、电源箱、占用交直流、变压器接头、组合电器等开展精准红外测温检测，查看其是否有异常放电;

　　对主变铁芯开展接地电流检测，查看其是否有泄漏电流;对开关柜开展暂态低电压局部放电检测、超声波局部放电检测、GIS 超声波局部放电检测、GIS 特高频局部放电检测、SF6 高压开关设备气体密封性检测等，依据检测数据科学分析实时发现隐形缺陷诊断设备状态，排除系统隐患，提升电网设备状态检修效率，实现设备运行风险有效预控，对检测数据进行分析，对设备运行状态进行评价，并给出设备检修策略等。

　　其中，进行红外测温检测时，可使用专业的红外热像仪进行检测;进行暂态低电压和局部放电检测时，可使用 HB-U50 超声波巡检仪(局部放电检测仪)进行检测。该局部放电检测仪具备蓝牙、WIFI 通信功能，能够与手机、平板等连接，在现场实时完成检测并能够根据检测情况出具报告;具有渐变色图谱显示功能，易于发现相关故障并报警提示，辨识度较高，且在泛在物联网的前提下，配套有宏博自研的云平台分析系统，能够便于数据的统一管理、统一分析。

　　5.配电网设备运行检测的业务类型及具体内容

　　配电网设备运行检测的业务类型包括：

　　1. 电气技术检测：检测配电网设备的电气性能，包括电压、电流、漏电流、相序、电阻等;

　　2. 绝缘技术检测：检测配电网设备的绝缘性能，包括耐压、绝缘电阻、绝缘电容等;

　　3. 抗干扰技术检测：检测配电网设备的抗干扰能力，包括电磁兼容性测试、抗电磁干扰能力测试等;

　　4. 动态特性检测：检测配电网设备的动态性能，包括速度测量、反应时间、动态特性等;

　　5. 运行情况检测：检测配电网设备的实际运行情况，包括负荷测量、温度测量等;

　　6. 抗爆技术检测：检测配电网设备的抗爆能力，包括爆破安全性测试、爆破热安全性测试等;

　　7. 性能调整检测：检测配电网设备的性能调整情况，包括控制精度测量、电压调节等。

　　6.电力设备带电检测项目

　　一、 变压器

　　二、套管

　　三、电流互感器

　　四、电压互感器、耦合电容器

　　五、避雷器

　　六、GIS本体检测项目