電力設(shè)備是新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的核心載體,設(shè)備絕緣故障是引發(fā)電網(wǎng)停運(yùn)、供電故障的重要誘因,電力設(shè)備絕緣檢測(cè)的精準(zhǔn)性,直接關(guān)乎電網(wǎng)供電穩(wěn)定性與運(yùn)維安全性。局部放電是高壓電氣設(shè)備絕緣老化、缺陷萌生的早期核心特征,也是預(yù)判絕緣故障、規(guī)避設(shè)備突發(fā)性損壞、降低電網(wǎng)停運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵依據(jù)。局部放電測(cè)試作為電力設(shè)備絕緣狀態(tài)檢測(cè)的核心技術(shù),已成為電力設(shè)備交接試驗(yàn)、預(yù)防性運(yùn)維試驗(yàn)的必檢項(xiàng)目。
當(dāng)前,國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)制定的局部放電測(cè)試通用標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)電力行業(yè)專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),是電力設(shè)備局放檢測(cè)的兩大核心依據(jù)。國(guó)內(nèi)電網(wǎng)、新能源、軌道交通等領(lǐng)域的電力設(shè)備運(yùn)維檢測(cè),均明確要求常態(tài)化開展局部放電測(cè)試。但目前多數(shù)運(yùn)維單位、檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的適用場(chǎng)景、技術(shù)參數(shù)、實(shí)操要求差異認(rèn)知模糊,普遍存在標(biāo)準(zhǔn)混用、試驗(yàn)流程不規(guī)范、缺陷誤判漏判等問題,既增加了設(shè)備運(yùn)維成本,也留存了電網(wǎng)安全運(yùn)行隱患。本文系統(tǒng)梳理局部放電測(cè)試核心標(biāo)準(zhǔn)體系,對(duì)比國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)電力標(biāo)準(zhǔn)的核心差異,為各類場(chǎng)景下電力設(shè)備局放檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化落地提供實(shí)操參考。
一、局部放電測(cè)試的核心技術(shù)原理
局部放電是指高壓電氣設(shè)備絕緣介質(zhì)內(nèi)部或表面,因電場(chǎng)局部集中、絕緣材質(zhì)瑕疵、安裝工藝缺陷等原因,在局部區(qū)域產(chǎn)生的非貫穿性放電現(xiàn)象。該類放電不會(huì)瞬間造成設(shè)備絕緣擊穿,但持續(xù)性、累積性的局部放電會(huì)不斷侵蝕絕緣介質(zhì),加速絕緣老化、劣化,長(zhǎng)期發(fā)展將引發(fā)絕緣擊穿、設(shè)備故障,最終造成供電中斷。
現(xiàn)階段行業(yè)主流局部放電測(cè)試技術(shù)分為電測(cè)法與非電測(cè)法兩大類。其中,脈沖電流法具備定量檢測(cè)能力,測(cè)試精度高、規(guī)范性強(qiáng),被國(guó)內(nèi)外各類核心標(biāo)準(zhǔn)列為局部放電測(cè)量的基準(zhǔn)測(cè)試方法。特高頻法、超聲波法、暫態(tài)地電壓法等非電測(cè)法,受環(huán)境干擾影響較大、定量精度有限,主要作為輔助檢測(cè)手段,廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)快速巡檢、缺陷初步定位、大范圍設(shè)備篩查等場(chǎng)景。
局部放電測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性,核心取決于測(cè)試環(huán)境干擾控制、設(shè)備校準(zhǔn)精度、試驗(yàn)操作流程、缺陷判據(jù)閾值等關(guān)鍵參數(shù),這也是各類局放測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)規(guī)范、差異化界定的核心內(nèi)容。
二、局部放電測(cè)試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范梳理
國(guó)際通用的局部放電測(cè)量基礎(chǔ)核心標(biāo)準(zhǔn)為IEC 60270《高壓試驗(yàn)技術(shù) 局部放電測(cè)量》(原文IEC 60271為標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)錯(cuò)誤),該標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)際電工委員會(huì)高壓試驗(yàn)技術(shù)委員會(huì)制定,是全球局部放電檢測(cè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)性、通用性標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)*發(fā)布于1973年,現(xiàn)行有效版本為2015版,統(tǒng)一了全球局部放電檢測(cè)的術(shù)語定義、測(cè)試電路架構(gòu)、設(shè)備校準(zhǔn)方法、測(cè)量?jī)x器性能指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)流程等核心內(nèi)容。該標(biāo)準(zhǔn)是各國(guó)制定本土局放檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的核心參考依據(jù),也是跨境電力設(shè)備貿(mào)易、國(guó)際電力工程項(xiàng)目驗(yàn)收、試驗(yàn)數(shù)據(jù)國(guó)際互認(rèn)的核心準(zhǔn)則。
國(guó)內(nèi)局部放電檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以電力行業(yè)DL/T系列專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)、*強(qiáng)制性工程試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為核心,適配國(guó)內(nèi)電網(wǎng)運(yùn)維、設(shè)備安裝驗(yàn)收的實(shí)際工況,形成了覆蓋不同設(shè)備類型、不同測(cè)試方法、不同應(yīng)用場(chǎng)景的完整標(biāo)準(zhǔn)體系。核心常用標(biāo)準(zhǔn)主要包括:DL/T 417-2019《電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量導(dǎo)則》、DL/T 1416-2015《超聲波法局部放電測(cè)試儀通用技術(shù)條件》、DL/T 2055-2019《電力設(shè)備局部放電特高頻帶電測(cè)試技術(shù)導(dǎo)則》?、DL/T 617-2019《GIS局部放電檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》。同時(shí),GB 50150-2016《電氣裝置安裝工程 電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》作為*工程建設(shè)核心標(biāo)準(zhǔn),明確了各電壓等級(jí)電力設(shè)備交接試驗(yàn)的局放測(cè)試流程、閾值要求及驗(yàn)收準(zhǔn)則,是國(guó)內(nèi)電力設(shè)備投運(yùn)前檢測(cè)驗(yàn)收的核心執(zhí)行依據(jù)。
三、IEC 60270與國(guó)內(nèi)DL/T標(biāo)準(zhǔn)的核心差異對(duì)比
(一)適用場(chǎng)景定位差異
IEC 60270為通用性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),核心適配實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化型式試驗(yàn)場(chǎng)景,對(duì)測(cè)試環(huán)境、設(shè)備工況、電磁環(huán)境的要求極為嚴(yán)苛。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)試背景噪聲、測(cè)試回路阻抗、校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器精度等參數(shù)制定了統(tǒng)一的通用限值,核心目的是保障試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性、統(tǒng)一性與國(guó)際通用性,適用于設(shè)備型式認(rèn)證、國(guó)際項(xiàng)目驗(yàn)收、科研試驗(yàn)等標(biāo)準(zhǔn)化場(chǎng)景。
國(guó)內(nèi)DL/T系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基于國(guó)內(nèi)電力設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維工況制定,重點(diǎn)適配變電站、新能源場(chǎng)站、工礦企業(yè)等復(fù)雜電磁環(huán)境下的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)場(chǎng)景。相較于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),DL/T標(biāo)準(zhǔn)充分考慮了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境干擾多、工況復(fù)雜、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)多樣等實(shí)際問題,在環(huán)境參數(shù)限值、操作流程、干擾處理方式上更具實(shí)用性,適配國(guó)內(nèi)設(shè)備定期預(yù)防性試驗(yàn)、日常巡檢、故障排查等常態(tài)化運(yùn)維工作。
(二)環(huán)境與測(cè)試參數(shù)差異
在背景噪聲控制方面,IEC 60270對(duì)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試環(huán)境要求嚴(yán)格,規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試背景噪聲限值,保障定量檢測(cè)的高精度;而DL/T 417-2019針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜工況,適當(dāng)放寬了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試背景噪聲限值,同時(shí)新增了適配現(xiàn)場(chǎng)的干擾抑制規(guī)范,明確了硬件濾波、相位開窗、干擾信號(hào)甄別、多次復(fù)測(cè)驗(yàn)證等實(shí)操方法,有效解決了現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾影響測(cè)試結(jié)果的行業(yè)痛點(diǎn)。
在設(shè)備局放閾值判據(jù)方面,IEC 60270僅提供通用參考閾值,無針對(duì)性設(shè)備細(xì)分要求;國(guó)內(nèi)DL/T系列標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合國(guó)內(nèi)電網(wǎng)供電可靠性要求、設(shè)備運(yùn)行工況及運(yùn)維經(jīng)驗(yàn),針對(duì)GIS、變壓器、開關(guān)柜等不同類型、不同電壓等級(jí)的電力設(shè)備,制定了細(xì)分、嚴(yán)苛的局放允許閾值,能夠精準(zhǔn)識(shí)別設(shè)備早期微小絕緣缺陷,更適配國(guó)內(nèi)電網(wǎng)高質(zhì)量運(yùn)維的需求。
(三)測(cè)試方法覆蓋差異
IEC 60270核心圍繞基準(zhǔn)測(cè)試方法——脈沖電流法進(jìn)行詳細(xì)規(guī)范,對(duì)設(shè)備參數(shù)、校準(zhǔn)流程、試驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理做出全面界定,但對(duì)特高頻、超聲波等現(xiàn)場(chǎng)常用的非電量檢測(cè)方法,僅做原則性、通用性說明,無具體實(shí)操指導(dǎo)要求。
國(guó)內(nèi)DL/T系列標(biāo)準(zhǔn)形成了全方法、全場(chǎng)景的規(guī)范體系,針對(duì)脈沖電流法、超聲波法、特高頻法等各類主流檢測(cè)方法,均單獨(dú)制定專項(xiàng)技術(shù)導(dǎo)則,明確不同檢測(cè)方法的適用場(chǎng)景、操作規(guī)范、缺陷判定依據(jù)、數(shù)據(jù)分析方式,覆蓋實(shí)驗(yàn)室精準(zhǔn)檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)快速巡檢、故障精準(zhǔn)定位等全場(chǎng)景需求,完全適配國(guó)內(nèi)規(guī)模化、常態(tài)化的電力設(shè)備運(yùn)維檢測(cè)工作。
四、主流局部放電檢測(cè)方案
結(jié)合國(guó)內(nèi)電力檢測(cè)場(chǎng)景需求,當(dāng)前行業(yè)通用的局部放電檢測(cè)方案主要分為三類,適配不同運(yùn)維、驗(yàn)收?qǐng)鼍埃饔屑夹g(shù)特點(diǎn)與適用范圍。
第一類為便攜式局放檢測(cè)設(shè)備,設(shè)備體積小、部署便捷、無需停電作業(yè)、使用成本低,主要適配變電站、新能源場(chǎng)站、軌道交通供電設(shè)備的日常巡檢、大范圍設(shè)備篩查、缺陷初步排查等場(chǎng)景,是基層運(yùn)維單位的主流配置設(shè)備,短板是精準(zhǔn)定量檢測(cè)能力有限,檢測(cè)效果依賴操作人員技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。
第二類為在線局放監(jiān)測(cè)系統(tǒng),采用固定式安裝,可實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備24小時(shí)不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),無需人工現(xiàn)場(chǎng)值守、無需設(shè)備停電,能夠?qū)崟r(shí)捕捉設(shè)備運(yùn)行過程中的瞬時(shí)局放信號(hào),提前預(yù)警絕緣隱患,適用于核心樞紐變電站、重要主變?cè)O(shè)備等關(guān)鍵設(shè)備的常態(tài)化監(jiān)測(cè),短板是前期安裝成本較高,復(fù)雜電磁環(huán)境下干擾抑制難度較大。
第三類為移動(dòng)式局放測(cè)試系統(tǒng),集成多類檢測(cè)技術(shù),兼容脈沖電流法、特高頻、超聲波等多種測(cè)試方式,設(shè)備校準(zhǔn)精度高、檢測(cè)數(shù)據(jù)精準(zhǔn),可滿足精準(zhǔn)定量檢測(cè)需求,主要應(yīng)用于電力設(shè)備出廠試驗(yàn)、交接驗(yàn)收試驗(yàn)、重大缺陷精準(zhǔn)復(fù)核等高標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)場(chǎng)景,短板是設(shè)備采購、運(yùn)維成本相對(duì)較高。
五、FAQ常見問題解答
Q1:開展電力設(shè)備檢測(cè)時(shí),應(yīng)該優(yōu)先采用IEC 60270還是國(guó)內(nèi)DL/T標(biāo)準(zhǔn)?
A:標(biāo)準(zhǔn)選用需結(jié)合檢測(cè)場(chǎng)景與驗(yàn)收需求。針對(duì)電力設(shè)備出口型式認(rèn)證、海外電力項(xiàng)目建設(shè)驗(yàn)收、需要國(guó)際數(shù)據(jù)互認(rèn)的科研及檢測(cè)項(xiàng)目,優(yōu)先執(zhí)行IEC 60270標(biāo)準(zhǔn);針對(duì)國(guó)內(nèi)電網(wǎng)、新能源場(chǎng)站、軌道交通、工礦企業(yè)等場(chǎng)景的電力設(shè)備交接試驗(yàn)、預(yù)防性運(yùn)維試驗(yàn)、日常缺陷巡檢,優(yōu)先執(zhí)行對(duì)應(yīng)場(chǎng)景的DL/T系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。如需兼顧國(guó)內(nèi)驗(yàn)收與國(guó)際互認(rèn),可雙重參考兩類標(biāo)準(zhǔn)的核心要求開展檢測(cè)。
Q2:IEC 60270與DL/T標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試結(jié)果可以互認(rèn)嗎?
A:在測(cè)試設(shè)備經(jīng)正規(guī)計(jì)量校準(zhǔn)、測(cè)試流程嚴(yán)格對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、量值可溯源的前提下,兩類標(biāo)準(zhǔn)的局放測(cè)試結(jié)果可實(shí)現(xiàn)有效互認(rèn)。國(guó)內(nèi)合規(guī)檢測(cè)設(shè)備均需通過*計(jì)量體系校準(zhǔn),可同時(shí)滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源要求,檢測(cè)數(shù)據(jù)具備通用性與有效性。
Q3:現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試環(huán)境噪聲無法滿足IEC 60270嚴(yán)苛要求時(shí)如何處理?
A:現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境無法達(dá)到實(shí)驗(yàn)室級(jí)測(cè)試條件時(shí),可嚴(yán)格按照DL/T系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的干擾抑制方案,通過硬件濾波、相位開窗、干擾信號(hào)甄別、多點(diǎn)復(fù)測(cè)、多方法聯(lián)合檢測(cè)等方式,降低環(huán)境干擾對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的影響。同時(shí)可在檢測(cè)報(bào)告中如實(shí)標(biāo)注現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境工況與干擾情況,結(jié)合多維度測(cè)試數(shù)據(jù)綜合判定設(shè)備絕緣狀態(tài),避免單一數(shù)據(jù)導(dǎo)致的缺陷誤判、漏判。