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超声波局部放电检测在高压电气设备日常巡检中的应用


检测高压电气局部放电的必要性:

一 局放放电会引起设备的绝缘故障,绝缘故障可以引起灾难性的后果,造成供电损失,财产损失,及人员伤亡;
二 因绝缘性能都需要断电测试,所以电气设备带电运行时日常巡检尤为重要,及时发现潜在安全隐患,合理安排检修时间,避免突发故障,提高供电可靠性;
三 绝缘故障大部分都与局部放电有关,因此使用超声波对局部放电故障进行实时巡检,是实施状态检修的利器。

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局部放电通过超声波检测的原理:
高压电气设备由于各种原因可能会引起局部放电现象,如绝缘橡胶生产过程中残留的气泡、绝缘橡胶质量不合格、环境潮湿或含有腐蚀性气体、金属件生产残留的顶端、安装过程中残留的金属屑、电缆头划伤绝缘层等;

在绝缘结构中产生局部放电时,会伴随产生电脉冲、超声波、电磁辐射、光、化学反应,并引起局部发热等现象;

高压电气设备内部存在局放放电,在放电过程中,伴随着爆裂状的声发射,产生超声波,超声波信号由局部放电源沿着空气透过柜子缝隙传播到柜子外侧、或通过绝缘介质及金属件传导到电力设备外壳;

超声波特性-由于超声波频率高,而波长短,因此它的方向性较强,基本可以理解为直线传播,能量较为集中,很容易捕捉收电气局放的超声波信号。

 

检测方式
一 通过空气传递超声波示意图:


空气传递的超声波传感器有:
外接柔性传感器,适用距离0-2米
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喇叭式延伸传感器,适用距离2-5米
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蝶形远距离传感器,适用距离5-100m

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二 通过绝缘件及金属件传递超声波示意图:

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使用磁力吸附超声波传感器

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高压设备局部放电的类型

电弧:是一种气体放电现象,电流通过某些绝缘介质(例如空气)所产生的瞬间火花;
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电晕:电晕的产生是因为不平滑的导体产生不均匀的电场,在不均匀的电场周围曲率半径小的电极附近当电压升高到一定值时,由于空气游离就会发生放电,形成电晕;

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爬电:在绝缘材料的性能降低时受天气等外界因素如空气湿度大,接连阴天霉雨季节,潮湿环境等使得带电金属部位与绝缘材料产生象水纹样电弧沿着外皮爬的现象;
局部放电:当外加电压在电气设备中产生的场强,足以使绝缘部分区域发生放电,但在放电区域内未形成固定放电通道的这种放电现象,称为局部放电。 (主要指高电压设备)

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SDT340波形判断,软件分析
SDT340超声波检测原理:
SDT340超声波局放检测仪,不同性质的局放声音的特性就不一样,所以可以通过声音的不同来判断是何种局放故障;
局放的强烈程度可以通过数值的大小进行量化;
超声波具有方向性,可以对局放点进行定位;
SDT超声波检测仪通过检测伴随局部放电而产生的超声波信号,进行频率转换,将超声波信号变为人耳可以听见的声音和显示的数值,来找出局放点,消除隐患。
UAS软件:UAS软件支持无限制自由路径编辑,自定义设备树状结构,进行数据采集,记录,波形分析,报告等


电气局部放电波形案例分析:
客户:上海某某气体有限全球彩 变压器电压等级:35KV
检测时间:2019年10月
在定期做高压超声波局放巡检时,使用蝶形远距离超声波传感器在铁栏外对变压器进行扫描,扫描到图示位置附近时,耳机听到吱吱声,通过传感器上的红外镭射点进行十字扫描,发现图示位置声音*高,图示绝缘子存在放电现象,后告知客户,客户做了维修,提前发现局部放电位置,为预测性维护提供有力支撑,消除安全隐患
定位局放点位置

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检测到超声波波形

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检测到超声波频谱

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分析:时域波形中存在放电幅值信号,频谱中出现电源频率50Hz的谐波

现代工业版UAS4.0:便携式与在线式上乘融合
1. 便携式SDT340

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2. 在线式SDT-Online4US

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3. SDT超声波分析软件工业UAS4.0
UAS4.0 将便携超声波检测数据路径与在线式上乘结合,用于实现重要设备的泄漏,电气局放,轴承分析,润滑实时监测,一般设备的巡检检测为一体的软件平台。

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