当前位置:首页 > 新闻中心 > 行业动态

局部放电检测装置校验的方法及标准规程

局部放电(Partial Discharge, PD)检测作为高压电力设备绝缘状态诊断最有效的手段之一,已在变压器、GIS、电力电缆及开关柜等设备的预防性试验和在线监测中得到广泛应用。随着检测技术的多元化发展,局部放电检测装置涵盖了脉冲电流法、特高频法、超声波法、高频电流法等多种原理。不同原理的检测装置在量值定义、频率响应、灵敏度指标等方面存在显著差异,如何科学、规范地对这些装置进行校验,确保检测数据的准确性和可比性,已成为电力行业计量管理的重要课题。

局部放电检测装置校验的标准体系

基础性标准

局部放电检测装置校验的基础性标准主要源于国际电工委员会IEC 60270《高电压试验技术 局部放电测量》及其等同采用的国家标准GB/T 7354-2018。该标准第6部分对“完整试验回路中的测量系统的校准”作出了详细规定,明确了校准的基本原则:即通过向试验回路注入已知电荷量的模拟放电脉冲,对测量系统的整体增益和响应特性进行标定。这一校准理念构成了后续各类专用校准规范的方法学基础。

脉冲电流法校准规范

脉冲电流法是目前最成熟、应用最广泛的局部放电检测方法,其测量频率范围通常为10 kHz~500 kHz。针对此类检测装置,国家发布了JJF 1616-2017《脉冲电流法局部放电测试仪校准规范》,电力行业发布了DL/T 356-2010《局部放电测量仪校准规范》。两套规范在计量性能要求、校准条件、校准项目和校准方法上各有侧重,但核心均围绕电荷量的线性度、频率带宽、脉冲分辨时间等关键参数展开校准。

局部放电测试系统

面向不同技术路线的校验方法

超声波法局部放电测试仪

超声波法通过检测局部放电产生的声波信号来实现对放电的定位和严重程度评估,工作频率通常在20 kHz~500 kHz之间。针对该类仪器,国家发布了JJF 1856-2020《局部放电测试仪校准规范 第1部分:超声波法局部放电测试仪》。该校准规范规定了采用声波发射换能器作为标准激励源的方法,对测试仪的幅值线性度、频率响应和方向性等性能进行校准,适用于接触式超声波局放测试仪的计量检定。

高频电流法局部放电测试仪

高频电流法(HFCT)通过卡装在接地线上的高频电流互感器耦合局部放电信号,测量频段一般为3 MHz~30 MHz。由于该频段内传感器特性易受分布参数影响,传统的脉冲电流法校准方式不再适用。为此,团体标准T/GZJL 2-2023《高频电流法局部放电测试仪校准方法》对HFCT测试仪的校准作出了专门规定,明确了采用标准脉冲发生器和网络分析仪分别校准系统增益和传输阻抗的路径,填补了该类仪器量值溯源的技术空白。

电缆局部放电测试系统检定方法的最新修订

电缆局部放电测试系统是电缆出厂试验和交接试验中的核心设备,其检定依据为JB/T 10435-2004《电缆局部放电测试系统检定方法》。目前该标准正在修订中,预计于2026年发布实施。根据修订征求意见稿,主要技术变化体现在以下方面:

第一,在试验电压波形峰值系数检定中,将原有的6个检定点(10%、20%、30%、50%、70%、90%额定电压)简化为3个检定点(10%、50%、90%额定电压),在保证检定质量的前提下显著提高了检定效率。

第二,在试验电压输出指示值检定时,根据被试系统电压等级采用差异化检定间隔:50 kV以下每5 kV取一点,50 kV~300 kV每10 kV取一点,300 kV以上每50 kV取一点,使检定方案更具科学性和可操作性。

第三,新增了背景噪声的检定要求。参照IEC 60270标准,明确定义背景噪声为除被试品局部放电外,由试验回路中其他部分产生的信号,包括白噪声、广播电波、可控硅整流器干扰等,并要求背景噪声水平不大于4 pC。这一修订对测试系统在复杂电磁环境下的实际检测能力提出了明确约束。

第四,局部放电灵敏度的定义和检定方法参照IEC 60885-3进行了修改,更加强调系统在实际电缆长度和测试频率条件下可稳定检测的最小放电量,提升了考核指标与工程实际的贴合度。

在线监测装置的现场校验方法

对于已投运的局部放电在线监测装置,尤其是特高频(UHF)局放监测系统,传感器通常内置于GIS或变压器内部,不具备拆卸送检的条件,传统的实验室校验方法难以实施。近年来,有研究提出了基于交叉比对思想的现场校验方法,其核心思路如下。

该方法的理论依据在于:在正常运行条件下,同一电压等级、同一接线方式的不同间隔或不同相别之间的电磁环境具有相似性,局放信号的传播衰减特性也存在规律性。通过开展不同相间的横向幅值比对,以及同一传感器通道在互为输入输出条件下的镜像一致性比对,采用相对幅值比较代替绝对幅值评价,可以较为有效地发现传感器灵敏度下降、天线增益异常、信号采集板故障、安装位置不合理等典型缺陷。

交叉比对法并非替代标准校准,而是在无法实施实验室校准条件下的一种工程化补充方案。该方法不需要专用标准信号源和耦合装置,可利用电力设备运行中的背景噪声或系统自身产生的校验脉冲作为比对标尺,操作便捷,适用于年度巡检和日常运维中快速筛查装置异常。

校验工作中的若干注意事项

在实际开展局部放电检测装置校验时,以下几个方面值得重点关注。

关于校准周期,JJF 1616-2017等规范规定校准周期一般不超过1年,但对于在线监测装置,可根据运行工况和维护记录适当调整周期,最长不宜超过3年。

关于标准器具的溯源性,校准用标准脉冲发生器、标准电容、数字示波器等应具备有效的计量检定/校准证书,且其测量不确定度应优于被校装置允许误差的1/3。

关于校准条件,实验室校准应在温度15 ℃~35 ℃、相对湿度不大于80 %的环境中进行,供电电源的电压波动不应超过额定值的±10 %。现场校验则应避开强烈的电磁干扰源,必要时采取屏蔽措施。

关于校准结果的处理,校准证书应给出各校准项目的测量结果及测量不确定度,被校装置经校准后,应在规定期限内根据校准结果判断其是否符合使用要求,并据此调整后续检测工作中的置信度。