淺析GCOLM-1000局部放電在線監測系統技術參數

GIS局部放電在線監測

一、概述

該GCOLM-1000GIS局部放電在線監測系統是我公司技術人員根據多年GIS局放檢測經驗，設計生產。適用于對GIS的局部放電在線監測。

該系統配備GIS在線監測UHF傳感器、高靈敏度超聲波傳感器、軟件采用信號處理技術，超聲波和UHF等檢測技術，用于檢測并分析氣體絕緣組合電器（GIS）設備內部局部放電高頻電磁波信號和超聲波信號，進而檢測并評估GIS設備運行狀態，避免GIS高壓設備的突發性事故，有效檢測設備絕緣劣化、發生擊穿、閃絡等嚴重現象。

GCOLM-1000GIS局部放電在線監測系統由現場監測主機、GIS局部放電檢測軟件、UHF傳感器、超聲波傳感器等組成。

　二、檢測原理

   1、 UHF法檢測原理

UHF檢測法的下限頻率在300MHz以上，上限頻率在1000MHz或以上，因而可把電暈放電引起的干擾排除掉，其抗干擾性能是的。UHF測量一般要求在GIS上安裝內部耦合器，因為UHF信號從內部耦合器取出，但若沒有內部耦合器，也可在開窗處或者屏障的暴露邊緣處設外部耦合器。

2、 超聲波法檢測原理

超聲波法就是在GIS外部安放傳感器，傳感器的靈敏范圍為20KHz-100KHz。用該方法可以檢測、識別和定位GIS中的故障，而不需要預先在GIS上安裝內部耦合器和傳感器。提高頻率可降低環境噪聲的影響，采用大于100KHz的較高頻率測量可明顯提高抗干擾性。這種方法的靈敏度對于絕大多數常見故障是比較高的。對于移動中的顆粒，這個方法比傳統的局放測量法和UHF、VHF更優越。對檢測來自位于絕緣子上的顆粒引起的放電時，這個方法還存在一些問題，由于在環氧樹脂絕緣中超聲波信號衰減很大，所以這種方法不能測量環氧樹脂絕緣中的缺陷（例如氣泡)。

 

3、 聲電結合法檢測原理

將脈沖電流法、UHF法、超聲波法綜合使用，利用高頻互感器在接地線上進行檢測，同時利用超聲波傳感器和UHF傳感器進行探測，根據主機顯示的局放信號的波形、圖譜及數據顯示綜合判斷GIS內部的放電情況或松動情況。還可以根據聲、電信號的各自的特征判斷GIS的故障類型，能夠利用聲電信號的相關性判斷放電信號的嚴重性。三種方法的結合能提高對GIS局部放電信號檢測的全面性和可靠性。

　三、技術參數

1、 使用條件

   海拔高度：           ≤3000m    

   環境溫度：           -20～60℃    

   相對濕度：           ≤95%

2、現場主機技術參數

   通道數：          2/4/16個獨立測量通道（可擴展）

   采樣率：            200MSa/s

   采樣精度：          12bit

   主機顯示屏尺寸：    6.5寸

   電源模式：          交流電源（AC220V 50Hz）

   系統設計使用壽命：  超過10年

  3、 傳感器技術參數  

檢測靈敏度：        UHF傳感器：-75dBm                      

                       超聲波傳感器：-60dB

   量程范圍：          超聲波傳感器：-60dB ～ 0dB

   檢測頻帶：          UHF傳感器：300MHz-3GHz

中心頻率：          超聲波傳感器：40kHz

四、功能特點

1． 監測方式靈活：可選擇監測局放電信號或局放超聲信號，也可同時監測；

2． 抗干擾能力強，監測數據準確：該局放監測儀采用全密封鋁合金多腔體屏蔽設計，具有*的電磁兼容性和抗干擾能力；

3． 體積小，安裝簡便：采用集成化設計；安裝時只需固定在鐵芯接地線或零線接地線上即可。傳感器采用開口設計，可*在發電機運行狀態下進行安裝；

4． 存儲量大，數據備份方便：數據保存周期不小于10分鐘的情況下，可連續保存數據的時間不小于1年。并且可隨時利用筆記本或計算機通過USB上載數據進行數據備份；

5． 設備管理方便：站內數臺監測設備可獨立運行，數據分別記錄，也可利用1臺計算機通過一條數據通訊總線對多臺設備統一管理。（見圖2）

6． 提供多種報警方式：當發電機、變壓器局放超標時，該監測儀及時通過通訊線主動向上一級管理設備發出報警信號，同時監測儀內部的報警繼電器動作，輸出無源觸點信號，此時在監測儀的液晶顯示器上顯示出報警信息；

7． 功能完善的后臺管理軟件：上位機軟件具備強大的局部放電趨勢分析功能。放電量、趨勢圖數據及報警事件連續記錄、自動保存，并可隨時查看分析；

8． 數據遠程傳送：通過現場總線、網或Internet網絡實現異地數據傳輸，進行高壓電氣設備的遠程在線監測、運行分析。

 

　變壓器局部放電在線監測

一、概述

GCOLM-1000發電機局部放電在線監測系統是為大型油浸式變壓器組提供自動與連續局放監測的經濟型儀器。統計結果顯示變壓器故障主要是由于絕緣老化、缺陷造成的，局部放電是絕緣缺陷的體現，也是造成絕緣缺陷進一步惡化的原因。在線局部放電監測是診斷變壓器絕緣問題zui有效的方法，并具有豐富的經驗積累和成功案例。與周期性在線巡檢不同的是，在線監測系統能夠為專業的維護人員提供了現場或遠程的自動實時測量，同時提供了主要趨勢參數，并記錄歷史數據，可與各類現場總線集成。還可以觸發遠程警報裝置，以提醒對監測數據及設備狀態進行檢查。

適用范圍：該系統主要適用于變壓器局部放電在線監測，并廣泛適用于發電廠、變電站高壓電氣設備的局部放電在線監測。

 二、系統原理

(1)超聲波法

  當變壓器內部產生放電信號時，除產生放電脈沖電流沿容性回路傳輸外，同時還會激發出機械波（超聲波）信號通過變壓器油向四周輻射傳播。雖然電力變壓器的結構較為復雜，但是變壓器的整個器身內充滿了變壓器油，而繞組、絕緣材料、支撐、夾件、引線等部件均浸在油中，由于變壓器油為超聲波的良好傳播媒介，這為在箱壁外側檢測局放產生的超聲信號提供了有力條件。所以，在變壓器的箱壁外側安放超聲波傳感器可以接收到內部較大的放電信號。

（2）脈沖電流法檢測原理(HFCT)

由電力變壓器的結構所決定，其繞組除匝間電容外還與鐵心之間存在幾百甚至幾千皮法的分布電容，同時繞組與油箱間也存在上百皮法的分布電容。當變壓器的繞組等主絕緣回路中發生局部放電時，其產生的高頻信號覆蓋了從幾十千赫茲到幾十兆赫茲，甚至到千兆赫茲，由于幾百皮法電容對于幾百千赫茲以上的高頻信號相當于通路，所以放電信號就會向所有與放電點有容性關系的回路中傳播，其中一條回路必然包括鐵心接地回路。所以在鐵心接地線上安裝高頻電流互感器可有效接收變壓器內放電信號。

　三、主要技術指標

1． 測量通道：    2/4/16 通道

2． 檢測靈敏度：  100pC

3． 系統頻帶：    超聲波探測器：  20kHz～200kHz  

         高頻電流互感器：10kHz～20MHz  

         天線放大器：    100kHz～1.2MHz  

         動態增益范圍：80dB

4． 采樣精度：    12Bit

5． 測量范圍：    100～800000pC

6． 運行環境：    -20℃～50℃

7． 電源：        單相 220V/50Hz

8． 功耗：        5W

9． 密封等級：   IP65

四、功能特點

1． 監測方式靈活：可選擇監測局放電信號或局放超聲信號，也可同時監測；

2． 抗干擾能力強，監測數據準確：該局放監測儀采用全密封鋁合金多腔體屏蔽設計，具有*的電磁兼容性和抗干擾能力；

3． 體積小，安裝簡便：采用集成化設計；安裝時只需固定在鐵芯接地線或零線接地線上即可。傳感器采用開口設計，可*在發電機運行狀態下進行安裝；

4． 存儲量大，數據備份方便：數據保存周期不小于10分鐘的情況下，可連續保存數據的時間不小于1年。并且可隨時利用筆記本或計算機通過USB上載數據進行數據備份；

5． 設備管理方便：站內數臺監測設備可獨立運行，數據分別記錄，也可利用1臺計算機通過一條數據通訊總線對多臺設備統一管理。（見圖2）

6． 提供多種報警方式：當發電機、變壓器局放超標時，該監測儀及時通過通訊線主動向上一級管理設備發出報警信號，同時監測儀內部的報警繼電器動作，輸出無源觸點信號，此時在監測儀的液晶顯示器上顯示出報警信息；

7． 功能完善的后臺管理軟件：上位機軟件具備強大的局部放電趨勢分析功能。放電量、趨勢圖數據及報警事件連續記錄、自動保存，并可隨時查看分析；

8． 數據遠程傳送：通過現場總線、網或Internet網絡實現異地數據傳輸，進行高壓電氣設備的遠程在線監測、運行分析。

 

　電纜局部放電在線監測

一、概述

GCOLM-1000發電機局部放電在線監測系統是為大型油浸式變壓器組提供自動與連續局放監測的經濟型儀器。統計結果顯示變壓器故障主要是由于絕緣老化、缺陷造成的，局部放電是絕緣缺陷的體現，也是造成絕緣缺陷進一步惡化的原因。在線局部放電監測是診斷變壓器絕緣問題zui有效的方法，并具有豐富的經驗積累和成功案例。與周期性在線巡檢不同的是，在線監測系統能夠為專業的維護人員提供了現場或遠程的自動實時測量，同時提供了主要趨勢參數，并記錄歷史數據，可與各類現場總線集成。還可以觸發遠程警報裝置，以提醒對監測數據及設備狀態進行檢查。

適用范圍：該系統主要適用于變壓器局部放電在線監測，并廣泛適用于發電廠、變電站高壓電氣設備的局部放電在線監測。

二、系統原理

(1)超聲波法

  當變壓器內部產生放電信號時，除產生放電脈沖電流沿容性回路傳輸外，同時還會激發出機械波（超聲波）信號通過變壓器油向四周輻射傳播。雖然電力變壓器的結構較為復雜，但是變壓器的整個器身內充滿了變壓器油，而繞組、絕緣材料、支撐、夾件、引線等部件均浸在油中，由于變壓器油為超聲波的良好傳播媒介，這為在箱壁外側檢測局放產生的超聲信號提供了有力條件。所以，在變壓器的箱壁外側安放超聲波傳感器可以接收到內部較大的放電信號。

（2）脈沖電流法檢測原理(HFCT)

由電力變壓器的結構所決定，其繞組除匝間電容外還與鐵心之間存在幾百甚至幾千皮法的分布電容，同時繞組與油箱間也存在上百皮法的分布電容。當變壓器的繞組等主絕緣回路中發生局部放電時，其產生的高頻信號覆蓋了從幾十千赫茲到幾十兆赫茲，甚至到千兆赫茲，由于幾百皮法電容對于幾百千赫茲以上的高頻信號相當于通路，所以放電信號就會向所有與放電點有容性關系的回路中傳播，其中一條回路必然包括鐵心接地回路。所以在鐵心接地線上安裝高頻電流互感器可有效接收變壓器內放電信號。

　三、主要技術指標

1． 測量通道：    2/4/16 通道

2． 檢測靈敏度：  100pC

3． 系統頻帶：    超聲波探測器：  20kHz～200kHz  

         高頻電流互感器：10kHz～20MHz  

         天線放大器：    100kHz～1.2MHz  

         動態增益范圍：80dB

4． 采樣精度：    12Bit

5． 測量范圍：    100～800000pC