路径: 主页 > GB/T > 第275页 > GB/T 7354-2018 | 标准编号 | GB/T 7354-2018 (GB/T7354-2018) | | 中文名称 | 高电压试验技术 局部放电测量 | | 英文名称 | High-voltage test techniques -- Partial discharge measurements | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K40 | | 国际标准分类 | 19.080 | | 字数估计 | 50,527 | | 发布日期 | 2018-09-17 | | 实施日期 | 2019-04-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 7354-2003 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 7354-2018
High-voltage test techniques - Partial discharge measurements
ICS 19.080
K40
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 7354-2003
高电压试验技术 局部放电测量
(IEC 60270:2000,MOD)
2018-09-17发布
2019-04-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
中国国家标准化管理委员会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 试验回路和试验程序 5
4.1 一般要求 5
4.2 试验回路 6
4.3 试验程序 9
5 测量系统 10
5.1 概述 10
5.2 视在电荷测量系统 11
5.3 对数字局部放电测量仪的要求 12
5.4 导出参量的测量系统 13
5.5 超宽频带局部放电测量仪 14
6 完整试验回路中的测量系统的校准 14
6.1 总则 14
6.2 校准程序 14
6.3 校准器 16
6.4 校准器和测量系统特性的确定 19
6.5 测量不确定度及灵敏度 22
7 干扰 23
附录A(资料性附录) 本标准与IEC 60270:2000相比的结构变化情况 24
附录B(规范性附录) 校准器的性能试验 25
附录C(资料性附录) 试验回路 30
附录D(资料性附录) 电缆、气体绝缘开关设备、电力电容器和带绕组试品的局部放电测量 31
附录E(资料性附录) 用无线电干扰仪检测局部放电 32
附录F(资料性附录) 局部放电测量仪器 34
附录G(资料性附录) 局部放电的非电气测量法 38
附录H (资料性附录) 干扰 39
附录I(资料性附录) 直流电压试验期间局部放电试验结果的评估 42
参考文献 44
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准代替GB/T 7354-2003《局部放电测量》。与GB/T 7354-2003相比,主要变化如下:
---修改了术语“数字局部放电测量仪”的定义;增加了术语“累积视在电荷”“局部放电脉冲数”“局
部放电模式”;
---增加了列举局部放电测量试验程序(适用于交流、直流);
---修改了宽带局放测量系统的上、下限频率;
---给出了校准器-表征单极性阶跃电压幅值U0参数满足的条件;
---在校准器的性能试验中,给出了阶跃电压上升时间的间接测量方法;
---增加了附录F局部放电测量仪器;
---增加了附录I直流电压试验期间局部放电试验结果的评估。
本标准使用重新起草法修改采用IEC 60270:2000《高电压试验技术 局部放电测量》。
本标准与IEC 60270:2000相比在结构上有较多调整,附录A中列出了本标准与IEC 60270:2000
的章条编号对照一览表。
本标准与IEC 60270:2000的技术性差异及其原因如下:
---关于规范性引用文件,本标准做了具有技术性差异的调整,以适应我国的技术条件,调整的情
况集中反映在第2章“规范性引用文件”中,具体调整如下:
● 用修改采用国际标准的GB/T 16927.1-2011代替了IEC 60060-1;
● 用修改采用国际标准的GB/T 16927.2-2013代替了IEC 60060-2;
● 用等同采用国际标准的GB/T 6113.101代替了CISPR16-1:1993;
---为了规范试验实施和测量,增加了列举局部放电测量试验程序(适用于交流、直流);
---在校准器的性能试验中,为了便于操作和实用,给出了阶跃电压上升时间的间接测量方法。
本标准还做了下列编辑性修改:
---本标准纳入了IEC 60270:2000/Amd.1:2015的修正内容,这些修正内容涉及的条款已通过在
其外侧边空白位置的垂直双线(‖)进行标识;
---在局放干扰的抑制中,增加了我国电网工程中应用的单点接地方法的描述。
本标准由中国电器工业协会提出。
本标准由全国高电压试验技术和绝缘配合标准化技术委员会(SAC/TC163)归口。
本标准起草单位:西安高压电器研究院有限责任公司、中国电力科学研究院有限公司、中国计量科
学研究院、国家高压电器质量监督检验中心、机械工业第五(西安)计量测试中心站、西安西电开关电气
有限公司 、平高集团有限公司 、新东北电气集团高压开关设备有限公司、沈阳变压器研究院股份有限
公司、北京北开电气股份有限公司 、苏州华电电气股份有限公司 、西安西电电力系统有限公司、浙江开
关厂有限公司、湖南长高高压开关集团股份公司、宁波舜利高压开关科技有限公司、浙江时通电气制造
有限公司、重庆大学 、国网安徽省电力公司电力科学研究院、国网陕西省电力公司电力科学研究院、国
网河北省电力公司电力科学研究院、国网浙江省电力公司、国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公
司、国网山西省电力公司电力科学研究院、国网山东省电力公司电力科学研究院、国网湖南省电力公司
电力科学研究院、国网江苏省电力公司电力科学研究院、内蒙古电力(集团)有限责任公司、云南电网有
限责任公司电力科学研究院、上海市计量测试技术研究院、杭州西湖电子研究所、昆明电器科学研究所、
湖北省宜昌市计量检定测试所。
本标准主要起草人:崔东、雷民、刘娜、危鹏、周玮、苏春强、王斯琪、王建生、李强、李珂、张茜、王亭、
张晋波、王先乐、王向克、李付永、孙茂有、赵娟、吕祥鹏、孙荣春、余青、孙小平、沈建位、李俊民、胡光福、
叶树新、王有元、朱太云、赵学风、潘瑾、龚金龙、程林、王天正、刘民、叶会生、周志成、车传强、谭向宇、
潘洋、胡维兴、张武波、周琼芳、陈玉。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB 7354-1987、GB/T 7354-2003。
高电压试验技术 局部放电测量
1 范围
本标准定义了局部放电的术语和有关的被测参量,规定了使用的试验回路、测量回路、通用的模拟
及数字测量方法,并给出了校准方法及对校准仪器的要求、试验程序、区分局部放电和外界干扰的准则。
本标准适用于电气设备、组件或系统在频率为400Hz及以下的交流电压试验或直流电压试验时产
生的局部放电测量。
本标准条款可用于起草特定电气设备局部放电测量的技术条件。本标准主要涉及脉冲型(短持续
时间)局部放电的电气测量,也给出了主要用于局部放电定位的非电气测量方法(参见附录G)。
特定电力设备的特性诊断可由局部放电信号的数字化处理(参见附录F)以及主要用于局部放电定
位的非电气测量方法(参见附录G)完成。
本标准主要阐述交流电压试验时局部放电的电气测量方法,也提及了在直流电压试验时出现的特
殊问题(见第4章)。
本标准术语、定义、基本试验回路和程序一般也都适用于其他频率下所进行的试验,但可能要求特
殊的试验方法和测量系统特性,这些要求未在本标准中考虑。
附录B作为要求给出了对校准器性能试验的要求。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 16927.1-2011 高电压试验技术 第1部分:一般定义和试验要求(IEC 60060-1:2010,
MOD)
GB/T 16927.2-2013 高电压试验技术 第2部分:测量系统(IEC 60060-2:2010,MOD)
GB/T 6113.101 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第1-1部分:无线电骚扰和抗扰
度测量设备 测量设备(CISPR16-1-1:2010,IDT)
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
局部放电 partialdischarge;PD
导体间绝缘仅被部分桥接的电气放电。这种放电可以在导体附近发生也可以不在导体附近发生。
注1:局部放电一般是由于绝缘体内部或绝缘表面局部电场过于集中而引起的。通常这种放电表现为持续时间小
于1μs的脉冲。但是也可能出现连续的形式,比如气体介质中的所谓无脉冲放电,通常用本标准所述的测量
方法检测不到这类放电。
注2:“电晕”是局部放电的一种形式,它常发生在远离固体或液体绝缘的导体周围的气体介质中。“电晕”不宜被用
作所有局部放电形式的通用术语。
注3:局部放电通常伴随着声、光、热和化学反应等现象,更详细的情况参见附录G。
3.2
当试品中发生局部放电时,用接在试验回路中适当的检测回路测得的电压或电流脉冲。“电流”或
“电压”术语可以和“局部放电”放在一起用,表示检测量的类型。
注:试品中的一次局部放电产生一个电流脉冲,符合本标准规定的检测仪在其输出端将产生一个与其输入端电流
脉冲电荷成正比的电流或电压信号。
3.3
与局部放电脉冲有关的参量
3.3.1
视在电荷 apparentcharge
局部放电对于规定的试验回路,在非常短的时间内,如果注入试品两端的电荷量引起测量仪器的读
数相当于局部放电脉冲引起的读数。
注:这个电荷量就是视在电荷量,通常用皮库(pC)表示。
3.3.2
脉冲重复率 pulserepetitionrate
在选定的时间间隔内所记录到的局部放电脉冲的总数与该时间间隔的比值。
注:实际上只考虑高于规定幅值或在规定幅值范围中的脉冲。
3.3.3
就等间隔脉冲而言,N 是每秒局部放电脉冲数。
注:脉冲重复频率N 与校准时的情况有关。
3.3.4
其关系见式(1):
φi=360(ti/T) (1)
式中:
φi---相位角,一般用度表示;
T---试验电压的周期;
ti---在试验电压最近一次朝正向过零时刻与局部放电脉冲之间的时间间隔。
3.3.5
导出量,等于在选定的参考时间间隔Tref内的单个视在电荷qi 的绝对值的总和除以该时间间隔
[见式(2)]。
I=
Tref q1 + q2 +
+ qi() (2)
3.3.6
放电功率 dischargepower
导出量,等于在选定的参考时间间隔Tref内的单个视在电荷qi 馈入试品两端间的平均脉冲功率
[见式(3)]。
P=
Trefq1
u1+q2u2++qiui() (3)
式中:
u1,u2,,ui---单个视在电荷qi 对应的放电瞬时ti 的试验电压瞬时值,要注意每个值的符号
(+/-)。
放电功率一般用瓦特(W)表示。
3.3.7
平方率 quadraticrate
导出量,等于在选定的参考时间间隔Tref内单个视在电荷qi 的平方和除以该时间间隔[见式(4)]。
D=
Trefq1
2+q22++qi2() (4)
平方率一般用二次方库仑每秒(C2/s)表示。
3.3.8
用与GB/T 6113.101中一致的B段频率的准峰值测量仪器。
3.3.9
URDV
导出量,无线电干扰仪用于指示局部放电视在电荷q时的读数,更详细的情况见5.4.6及参见附
录E。
3.4
重复出现的最大局部放电值 largestrepeatedly-occurringPDmagnitude
用具有5.2.3中规定的脉冲序列响应的测量系统所记录到的最大量值。
重复出现的最大局部放电值不适用于直流电压试验。
3.5
在规定条件和试验程序下试品在规定的电压下允许的局部放电有关参量中的最大值。对于交流电
压试验,视在电荷q的规定值是重复出现的最大局部放电值。
注:任何局部放电脉冲参量幅值可能在一系列连续周波内随机变化,且在电压作用期间呈现出增大或减小的趋势。
因此,有关技术委员会宜对规定的局部放电幅值、试验程序以及试验回路和仪器作出相应的规定。
3.6
背景噪声水平 backgroundnoise
在局部放电试验中检测到的不是由试品产生的信号。
注:背景噪声包括测试系统中的白噪声、广播电波或其他的连续或脉冲信号,详细的情况参见附录 H。
3.7
与局部放电脉冲参量有关的试验电压
与局部放电脉冲参量有关的试验电压定义见GB/T 16927.1-2011。
3.7.1
Ui
当施加于试品的电压从某一观察不到局部放电的较低值开始逐渐增加到初次观察到试品中产生重
复性局部放电时的电压。
实际上,起始电压Ui是局部放电脉冲参量幅值等于或超过某一规定的低值时的最低施加电压。
注:对于直流电压试验,Ui的确定需要特殊考虑,见第4章。
3.7.2
Ue
当施加于试品的试验电压从某一观察到局部放电脉冲参量的较高值逐渐减小直到试品中停止出现
重复性局部放电时的电压。实际上,熄灭电压Ue是当所选的局部放电脉冲参量幅值等于或小于某一
规定的低值时的最低施加电压。
注:对于直流电压试验,Ue的确定需要特殊考虑,见第4章。
3.7.3
按规定的局部放电试验程序施加的规定电压,在此电压施加期间测量试品的局部放电脉冲参量。
注:该电压是相关产品技术委员会规定的相对地试验电压,有些情况下可由用户和制造商协商确定。
3.8
局部放电测量系统包括耦合装置、传输系统和测量仪器。
3.9
测量系统的特性
下列定义适用于第5章规定的测量系统。
3.9.1
传输阻抗 transferimpedance
Z(f)
当输入是正弦电流时,输出电压幅值和一恒定输入电流幅值的比,Z (f)是频率f的函数。
3.9.2
传输阻抗Z(f)由通带峰值下降6dB时的频率。
3.9.3
所有测量系统的中心频率均定义为式(5):
fm=
f1+f2
(5)
而带宽定义为式(6):
Δf=f2-f1 (6)
3.9.4
叠加误差 superpositionerror
当输入电流脉冲时间间隔小于单个输出响应脉冲的持续时间时,由瞬态输出脉冲响应的重叠引起
的。根据输入脉冲的脉冲重复率,叠加误差可能累加或可能消减。在实际回路中由于脉冲重复率的随
机特性,两种情况均可能发生。但是,由于测量是基于重复出现的最大局部放电值进行的,因此,通常只
能测到带有累加的叠加误差。
注:叠加误差可以达到100%或更高,这取决于脉冲重复率和测量系统的特性。
3.9.5
脉冲分辨时间 pulseresolutiontime
Tr
两个持续时间极短、波形和极性相同、电荷量相等的相继输入脉冲之间的最短时间间隔,在这一时
间间隔中脉冲响应幅值的变化不大于单个脉冲幅值的10%。
脉冲分辨时间一般与测量系统的带宽Δf 成反比,也是测量系统分辨连续局部放电现象能力的
表征。
注:建议测量完整试验回路和测量系统的脉冲分辨时间,因为试品也能引起叠加误差,例如从电缆末端的波反射。
有关技术委员会宜规定处理叠加误差的程序,尤其是允许偏差包括正偏差或负偏差等。
3.9.6
积分误差 integrationerror
当局部放电电流脉冲的幅值频谱的上限频率小于以下值时,视在电荷测量中的误差:
a) 宽带测量系统的上限频率;或
b) 窄带测量系统的中心频率。
见图6。
注:如果某一特种电器有要求,有关技术委员会宜规定更严格的f1和f2的值以减小积分误差。
3.10
对局部放电信号进行数据采集和评估的仪器。
注:从试品端子上捕获的局部放电脉冲的A/D转换可以直接进行或在视在电荷脉冲已经采用一个模拟带通滤波
放大器或一个有源积分器之后进行。
3.11
刻度因数 scalefactor
与仪器的读数相乘得到输入量值的系数(GB/T 16927.2-2013的3.5)。
3.12
qa
在规定的时间间隔Δt期间出现的超过规定阈值水平的所有单个脉冲的视在电荷q的总和。
3.13
局部放电脉冲数 PDpulsecount
在规定时间间隔Δt内超过规定阈值水平的局部放电脉冲总数。
3.14
局部放电模式 PDpattern
在规定的时间间隔Δt期间记录的视在电荷q与局部放电脉冲相位角φi关系,并以图表显示的局
部放电模式。
4 试验回路和试验程序
4.1 一般要求
本章叙述了几种用于测量局部放电参量的基本试验回路,并介绍了这些回路和系统的工作原理。
有关技术委员会还可以推荐用于特殊试品的特殊试验回路。只要可能,建议有关技术委员会用视在电
荷作为被测参量,但对特殊情况也可以使用别的参量。
如果有关技术委员会未作规定,则4.2所述的任何试验回路以及 第5章 中所规定的任何测量系统
均可使用。
4.2 试验回路
用于局部放电测量的大多数回路可以由图1a)~图1d)所示的基本回路演变而来。图2和图3表
示这些回路的一些变化,每个回路的组成主要有:
a) 试品,通常被认为是一个电容器Ca(参见附录D)。
b) 耦合电容器Ck(应设计为低电感电容),或第二个试品Ca1(类似于试品Ca)。在规定的试验电
压下Ck或Ca1均应具有足够低的局部放电水平,以便对规定的局部放电值进行测量。如果一
个测量系统能够区分并分别测量来自试品和耦合电容器中的局部放电,那么允许Ck 或Ca1具
有较高的局部放电水平。
c) 带输入阻抗的测量系统(对平衡回路,还需要第二个输入阻抗)。
d) 背景噪声足够低的高压电源(见第6章和第7章),以便在规定试验电压下对规定的局部放电
值进行测量。
e) 背景噪声足够低的高压连接(见第6章和第7章),以便在规定试验电压下对规定的局部放电
值进行测量。
f) 有时在高压端接入一个阻抗或滤波器,以减小来自供电电源的背景噪声。
注:对于图1~图3所示的局部放电基本试验回路,其测量系统的耦合装置也可放在高压端,即耦合装置与Ca 或
Ck 交换位置;这时可用光缆来连接耦合装置和测量仪器,如图1a)所示。
不同试验回路的其他情况及特性可参见附录C和附录H。
a) 耦合装置CD与耦合电容器串联
图1 局部放电基本试验回路
b) 耦合装置CD与试品串联
c) 平衡试验回路
d) 极性辨别回路说明:
U ---高压电源; Zmi---测量系统的输入阻抗;
CC---连接电缆; OL---光连接;
Ca---试品; Ck ---耦合电容器;
Z ---滤波器; MI---测量仪器。
图1(续)
说明:
U ---低压或高压电源; CD ---耦合装置;
CC ---连接电缆; Ca ---试品;
Zmi ---测量系统的输入阻抗; MI---测量仪器;
Ck ---耦合电容器; Z ---滤波器。
Cm 与Zmi ---并联的电容;
图2 在套管抽头上测量的试验回路
说明:
U ---低压或高压电源; CD---耦合装置;
CC ---连接电缆; Ca ---试品;
Zmi---测量系统的输入阻抗; MI---测量仪器;
Ck ---耦合电容器; Z ---滤波器。
图3 测量自激试品的试验回路
4.3 试验程序
4.3.1 概述
本章列出对试品本身及试验电压的要求。对于特殊试验条件和试验方法的附加要求由有关技术委
员会规定。此委员会宜规定所要求的最小可测量值,关于最小可测量值实际受到限制的情况可参见附
录H。技术委员会还可以推荐另外的局部放电参量。
注:电缆、气体绝缘开关、电力电容器和带绕组的试品的局部放电测量的某些导则可参见附录D。
4.3.2 一般要求
局部放电试验中,为了使试验结果具有可重复性,应对所有有关因素加以控制。试验前局部放电测
量系统应按第5章中的规定进行校准。
4.3.3 试品的条件
试验之前,试品宜按有关技术委员会规定的程序进行预处理。如果没有其他规定,则:
a) 试品外绝缘的表面应是清洁和干燥的;
b) 试品试验时宜处于环境温度。
在试验之前刚刚受到过机械、热和电气的作用会影响局部放电的试验结果。为了保证良好的可重
复性,在受作用之后至局部放电试验之间允许停顿一段时间,具体时间由有关产品技术委员会规定。
4.3.4 试验程序的选择
4.3.4.1 总则
用于特殊试验和试品的程序由有关技术委员会负责规定。规定应包括预处理过程、试验电压水平
及频率、施加电压的上升和下降速率、施加电压的次序和施加时间的长短以及局部放电测量试验和其他
绝缘试验的关系等。
为有助于起草上述试验技术要求,4.3.4.3.3列出关于交流、直流试验电压下的试验程序。
4.3.4.2 局部放电起始和熄灭电压的确定
4.3.4.2.1 交流局部放电起始和熄灭电压
将一明显低于起始电压预期值的电压加在试品上,逐步增加电压直到放电发生,或超过规定的局部
放电参量低值。处于这一规定值时的试验电压就是局部放电起始电压Ui。然后将试验电压升至规定
值,之后再逐渐地将电压降至放电小于同一规定值时的电压值。在这一放电限值处的试验电压就是局
部放电熄灭电压Ue。要注意,Ui的值可能要受电压上升速......
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