国际上应用比较广泛的OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位技术,2.在使用测试探头(接地桩)测量时

发布时间:15-02-11 17:59分类:技术文章 标签:无损检测仪
无损检测是指在不损坏待检部件的前提下,检测试样中是否存在缺陷或不均匀性,同时给出缺陷的大小、性质、位置和数量等信息,进而判定被检对象的技术状态(质量、寿命)的所有技术手段的总称,是控制产品质量及工业发展领域的必不可少的有效工具。一定程度上也反映出一个*的工业水平。
无损检测领域其检测方法种类繁多,在实际应用中比较常见的有如下几种,即常规的无损检测方法:目视检测(VT)、射线检测(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和液体渗透检测(PT)及其他检测方法:涡流检测(ET)、热像/红外(TIR)、泄露试验(LT)、漏磁检验(MFL)等。在实际应用中,限于检测方法本身的特性可能会导致缺陷不能检出,因此在检测之前应该根据试样的材质大小,加工方法,和使用过程等来查询相关资料预估可能出现的缺陷及缺陷种类分布,在根据分析在选择*适合的检测方法,在条件允许的情况下也可以多种方法进行复检。
以下是对不同检测方法优缺点的对比: 检测方法 样品要求 可探出的缺陷
判断方法 检测结论 主要优缺点 目视检测 不限
用于焊缝评定的初期检验,*做目视在用设备测试 目视及测量尺 工艺评定
初步检验,如外观缺陷,焊缝不合等需要专门的技术培训 超声波探测
材料不限,表面需光滑,可在设备运行的情况下探测 任何部位的缺陷
仪器波峰指示,可判定缺陷大小及位置,不能直接分析缺陷种类
缺陷位置,深度大小,分布情况
对人体无害,灵敏度高,可直接出结果用途广泛,缺点对待测部件表面要求较高,不能判断缺陷的性质
射线检测 不限,但厚度不能太大 内部缺陷 显像分析缺陷分布情况,大小及种类
缺陷位置,形状,大小及分布情况
定性定量简单,可*保存缺陷记录,不受形状限制,缺点是费用较高对人体有伤害,需要特殊防护
磁粉检测 仅适用于铁磁性材料,试样大小及表面有要求 表面及近表面微小缺陷
观察磁粉分布情况来确定裂纹形状,并不能确定深度 缺陷位置,形状,长度
测量速度快,缺点显示直观方便进行批量化检测,缺点是不能检测非铁磁性材料及埋藏较深的小孔
渗透检测 除表面多孔性疏松,要求表面光洁 表面开口缺陷
直接观察缺陷分布,无法确定深度 表面缺陷位置、形状、大小
显示直观,操作方便,检测费用低,具备高灵敏度可发现0.1um宽缺陷,缺点是只能检出表面缺陷分布不能判断深度,测量速度较为缓慢
荧光检测 除表面多孔材料,要求表面光洁 延伸至表面的微细缺陷
在紫外线的照射下由显示粉分布情况来判断缺陷分布 表面缺陷位置、形状、大小
设备简单,操作方便,适用于无电源地区,工作检验需在暗室进行观察,缺点是不适用于大型工件,并且紫外线所产生的臭氧会损害人的眼睛
涡流检测 导电材料,构造简单表面光滑 表面及近表面微小缺陷
根据讯号指示,判断缺陷的大致大小,不能判断性质和深度 表面缺陷判断及大小
设备轻巧,携带方便,可用于批量的零件检测,也可测量涂层厚度缺点是不适用于复杂零件,仅适用于导电材料和近表面缺陷,检测结果容易受到因素干扰(形状、尺寸、电导率)

发布时间:15-03-25 16:21分类:技术文章 标签:电缆振荡波,局部放电
随着城市电网电缆化率的程度不断提高,社会发展和进步对供电可靠性的要求也不断提高,如何准确掌握配电电缆的健康状态,制定正确的检修对策,避免因电缆本身质量问题导致的突发性事故的发生,变得尤为重要。研究发现,电缆的局部放电量与其绝缘状况密切相关,局部放电量的变化预示着电缆绝缘可能存在危害电缆安全运行的缺陷。目前,国际上应用比较广泛的OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位技术,能够有效检测和定位10kV配电电缆局部放电的位置且检测本身不对电缆造成伤害。本文主要从该系统的电源技术、抗干扰技术、定位技术、典型案例等方面进行介绍,为该技术的进一步推广应用、改进创新提供技术参考。
1、前言
近十年来,挤塑型电力电缆特别是XLPE电力电缆由于其绝缘性能好、易于制造、安装方便、供电安全可靠、有利于城市和厂矿布局等优点,在城市电网中得到广泛使用。但是这种电缆的绝缘结构中往往会由于加工技术上的难度或原材料不纯而存在气隙和有害性杂质,或者由于工艺原因在绝缘介质与半导电屏蔽层之间存在间隙或半导电体向绝缘层突出,在这些气隙和杂质*处极易产生局部放电,同时在电力电缆的安装和运行过程当中也可能会产生各种绝缘缺陷导致局部放电。由于XLPE等挤塑型绝缘材料耐放电性较差,在局部放电的长期作用下,绝缘材料不断老化*终导致绝缘击穿,造成重大事故。
北京市电力公司相关统计资料表明,电缆老化、附件质量和工艺不良在10kV电缆故障中占有较大比重。随着电缆运行时间的不断增长,潜伏的局部缺陷对城市电网可靠性的危害将会越来越突出,对供电质量和公司形象造成的危害也会越来越大。因此,引进*进技术及时检测出电缆潜伏性缺陷的要求也越来越迫切。
2、OWTS振荡波电源技术
电力电缆由于其电容量大,很难在现场进行工频电压下的局部放电检测。过去充油电缆采用直流试验,可以大大降低电源的要求。但对XLPE电力电缆,由于其绝缘电阻较高,且交流和直流下电压分布差别较大,直流耐压试验后,在XLPE电缆中,特别是电缆缺陷处会残留大量空间电荷,电缆投运后,这些空间电荷常造成电缆的绝缘击穿事故。采用超低频(0.1Hz)电源进行试验,要求试验时间长,电缆绝缘损伤较大,可引发电缆中新的缺陷。振荡波电压是近年来国内外研究较多的一种用于XLPE电力电缆局部放电检测和定位的电源。该电源与交流电源等效性好,作用时间短、操作方便、易于携带,可有效检测XLPE电力电缆中的各种缺陷,且试验不会对电缆造成伤害。OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位装置如图1所示。检测时可以灵活施加0-28kV的直流电压,合上半导体开关后,被试电缆与电感产生阻尼振荡。该装置可以检测的电力电缆电容范围为0.05uF-2uF。
3、抗干扰技术
由于电缆的电容量大(近uF级),局部放电要求严(几pC),而电力电缆局部放电测量中不可避免的存在着环境噪声和外部干扰,局部放电信号往往湮没于这些噪声和干扰中,使测量变得非常困难,抗干扰手段的提高显得尤为重要。这些干扰按其时域和频域特征的不同,可分为窄带干扰、脉冲型干扰和背景噪声三类。由于干扰强弱、频域特性的不同,抗干扰技术要有一定的针对性。
(1)对于窄带干扰,由于其频域特征与局部放电信号的频域特征有较大差异,而且频带十分窄,故大多采用频域滤波的方法进行抑制。
(2)对于脉冲型干扰,由于它和局部放电信号非常相似,从单个波形上很难将它们区分开来。目前主要采取时延鉴别法进行鉴别。时延鉴别法是利用外来干扰脉冲及发射波到达测量点的时间差与内部放电及反射波到达测量点的时间差的不同进行鉴别。
(3)对于背景噪声,由于其在时域中表现为无规律的随机脉动,在频域中则表现为在整个频带上均匀分布,因而单从频域或时域都不能有效地抑制。在小波去噪算法提出之前,往往采用时域平均的方法来抑制这种随机性的背景噪声,但效果并不理想。小波去噪算法的出现可以比较有效地解决这个问题。
OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位装置具有带通滤波、小波分析、时延分析等抗干扰功能,可根据信号特点,方便的进行放电脉冲的取舍,如图2所示。该装置还可以生成清晰的局部放电图形(如电压波形与局部放电信号关系图、三维谱图等),以便确定局部放电的类型,如图3所示。
4、定位技术
对于电力电缆局部放电的定位,早期*有对电缆实行扫描式检测查找局部放电点的技术,现在实际中采用的是70年代发展起来利用局部放电脉冲在电缆上的传播特性,用10MHz以上的高频扫描示波器进行定位测量的方法,该法也叫行波法或TDR法,其原理如图4所示。
其中,Ck为高压电容,Zk为检测阻抗,同时也做匹配阻抗,消除脉冲在高压端的反射。设在t0时,在电缆x处发生放电,送出的两个脉冲按相反方向沿电缆传播,t1时刻*个脉冲到达测试仪,第二个脉冲在电缆远端反射后在t2时刻到达测试仪(如图4)。由于电缆中电脉冲的传播速度相对于确定的电缆绝缘型式是已知的常数,所以根据式(1)*可以算出放电点离电缆近端(高压端)的距离x。
其中L为电缆长度,V为脉冲波在电缆中的速度,τ为两个脉冲的时延。OWTS振荡波电缆局部放电检测和定位装置采用该原理对电力电缆局部放电进行定位,如图5所示。

发布时间:15-04-03 16:17分类:技术文章 标签:电气装置 接地电阻部分(上)
设备接地的作用:1.防止人受到电击,2.使负载免于受到故障电流的影响。接地后,一旦设备出现短路,可将设备的电位钳制到和大地一样的电位,从而避免发生触电。
接地的方式有很多种,例如金属棒,金属板等。
接地的复杂程度与很多因素有关,例如:地面状况,需要接地的装置,及不同情况下的接地电阻的设置。
接地电阻的概念
接地电阻,是故障电流从设备流向大地时,经过接地体时受到的电阻。阻值与接地电极表面的氧化程度,及接地体附近的地面阻值有关,如下图所示。接地电阻的阻值主要集中在接地体表面。
Earthing electrode接地体 Ground material地面材质 Earthing electrode
surface接地体表面 下图为接地电阻电压分布 Uo:大地电位Uc:接触电压
Ust:跨步电压Re:接地电阻 接地电阻测量的方法
通常情况下,不同的接地电阻测试仪会有不同的测量方法,也有各自的优缺点。下面介绍Metrel的接地电阻测试仪的一些方法
•仪器内部有信号发生器(正弦信号),使用两个测量探头
使用正弦信号测量接地电阻,比使用方波信号更有优势,尤其是在接地系统中含有感性电阻成分的时候,例如,接地体是金属带,缠绕在物体上。
•使用外部测量电压,无需使用辅助探头
该方法通常使用在TT系统中,该系统中的接地电阻通常要比故障回路中的其余部分电阻值(每相和保护端之间)要大很多。该方法的优点在于不需要使用辅助的测试探头,在城市中进行测量时,通常不可能使用探头进行测量。
•使用外部测量电压及辅助探头
该方法通常用在TN系统中,TN系统中故障回路的阻值(每相及保护端之间)非常低。
•使用内部信号发生器,两个测试探头,一个电流测试夹钳
测量时无需机械断开接地体 •无测试探头,仅使用两个电流夹钳
在测量复杂的接地系统(有很多的接地体)或者带低电阻的二次接系统时,该方法使得测量更加简单。
注意:
1.值得注意的是,被测得接地系统通常会存在很大的干扰信号,尤其是工厂、电力变压器、高压配电线路或铁轨周围的接地系统,在接地体周围有很大的流向大地的漏电流。因此,使用的接地电阻测试仪必须满足相关的标准,才能够在这些环境下使用。
2.在使用测试探头(接地桩)测量时,一定要注意探头的阻值不能太大。Metrel的仪器都经过严格的测试,测量精度高。
接地电阻R­E*大允许值
不同情况下,接地电阻的*大允许值是不同的。根本上说,接地系统与其他安全设备()相结合,一定能够避免出现危险的接触电压。
*基本的测量原理,是使用内部信号发生器及两个测试探头(电流和电压)。测量是基于所谓的“62%原理”。
测量时应该注意,接地体应该与其他类似的接地装置(例如金属装置)相分离。且若当导体与接地装置相分离的时候,出现了故障电流,可能会发生危险!
四端,两探头测量方法 按照下列方法计算测量距离(参考下图)
•接地体和电流探头C2之间的距离=深度(金属棒状电极)×5
或=对角长度(带状电极)×5, 注:关于对角长度的定义见下面章节中的配图说明
•接地体和电压探头P2(62%)之间的距离=C2的距离×0.62
•接地体和电压探头P2(52%)之间的距离= C2的距离×0.52
•接地体和电压探头P2(72%)之间的距离= C2的距离×0.72
例如,带状电极接地系统,对角长度为4m,则: C2=4m×5=20m
P2(62%)=20×0.62=12.4m P2(52%)=20×0.52=10.4m P2(72%)=20×0.72=14.4m
以上仅是理论的计算,实际情况下,需要按照下列方法去做,才能确保计算的测量距离符合实际情况。
首*在P2(62%)处测量,然后分别再P2(52%)和P2(72%)处测量。若后两次的测量结果与*次的偏差,没有超出*次测量结果的10%,则*次的结果可作为正确的结果;若超出*次结果的10%,则需要成比例的增加测量距离C2及P2,重复上述步骤。
此外,*好在不同的方向都测一下,也*是说距之前的测量方向成90°或180°的方向,再测量几次。*终结果可以取平均值
测量前,应该明确接地系统的类型,据此来选择相应的测量方法。
接地电阻(下)将举例说明不同系统的具体操作方法。

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