PAP产品使用规程

PAP-100数字化掌上超声波局放测试仪操作规程1、产品应用
用于GIS, 变压器, 断路开关, 电缆端头及其它电力设备局部放电与悬浮颗粒检测的系统。

2、设备组成
PAP-100局部放电超声波检测仪主要包括声发射传感器及主机。

如图1所示，其中声发射传感器用于将局部放电激发的超声波信号转换成电信号，主机用于局部放电电信号的采集、分析、诊断及显示。

图1产品组成
3、局部放电超声波检测法检测流程
准备工作
使用PAP-100进行局部放电检测是一种带电检测，为保障检测过程安全、提高检测质量，应在开展具体工作前提前做好各项准备工作。

(1)检测人员
局部放电超声波检测至少由2人同时进行，可分为工作负责人及试验人员。

相关人员的职责及数量建议如下：
表1 局部放电超声波检测的检测人员及职责
(2)仪器仪表及工器具
开展PAP-100局部放电超声波检测前，还应仔细核对仪器仪表及工器具是否满足检测要求。

根据常规检测需要，建议包括如下内容：
表2 局部放电超声波检测的仪器仪表及工器具
在开展局部放电超声波检测的过程中，应按照所使用的仪器操作说明，连接好仪器主机、传感器等各部件，并通过耦合剂将传感器贴附在设备外壳上。

图2涂抹耦合剂
图3 PAP-100现场使用示意图
仪器提供有特征指数检测模式。

在该检测模式下，特征图谱表征超声波信号发生的时间间隔,其横坐标为时间间隔，纵坐标为信号发生次数。

如果超声波信号发生的间隔在10ms（如局放缺陷）,那么在整数1的位置出现波峰，如图4（a）所示；如果超声波信号发生的间隔在20ms（如电晕缺陷），那么在整数2的位置出现波峰，如图4（b）所示。

(a)局放特征图谱（b）电晕局放特征图谱
图4 特征指数检测模式典型谱图
4、以特征指数为基础的检测流程
该检测方式下提供有“特征指数检测模式”及“时域波形检测模式”等两种不同的检测模式。

在开展以“特征指数”为基础的局部放电超声波检测时，典型检测流程如下：（1）涂抹耦合剂；为了保证传感器与壳体良好接触，避免在传感器和壳体表面之间产生气泡，首先要在传感器表面涂抹耦合剂。

（2）设置参数；将仪器设置为连续检测模式，设置仪器信号频率范围及放大倍数（也可加载内部预置的配置文件如：50Hz GIS,如果现场噪音过大可尝试提高门槛值）。

（3）特征指数检测；将传感器经耦合剂贴附在设备外壳上，进入“特征指数检测模式”，观察脉冲是否聚集在整数特征值位置。

（4）时域波形检测；当完成“特征指数检测”过程之后，可进入“时域波形检测模式”查看信号的时域波形是否具有明显的高脉冲信号，并判断脉冲信号是否存在重复性。

最终综合各检测模式下的谱图特征，判断被测设备内部是否存在放电现象，以及潜在的缺陷类型。

（5）数据记录；通过仪器的谱图保存功能，保存检测谱图，包括特征指数谱图及时域波形谱图。

以“特征指数检测”为基础的局部放电超声波检测法的操作流程如图7所示。

图5以特征指数检测为基础的检测流程
5、局部放电超声波检测的注意事项
（一）安全措施
局部放电检测过程中应加强安全防护，重点做好如下工作：
1）强电场下工作时，应给仪器外壳假装接地线，防止检测人员应用传感器接触设备外壳时产生感应电。

2）登高作业时，应正确使用安全带，防止低挂高用。

安全带应在有效期内。

3）在设备耐压过程中，严禁人员靠近被试设备开展局部放电超声波检测，防止设备击穿造成人身伤害。

4）在对电缆终端等设备进行检测时，应使用绝缘支撑杆，严禁检测人员手持传感器直接接触被测设备。

（二）抗干扰措施
1）检测之前，应加强背景检测，背景测量位置应尽量选择被测设备附近金属构架。

2）检测过程中，应避免敲打被测设备，防止外界振动信号对检测结果造成影响。

（三）提高检测效率及质量措施
1）应使用合格的耦合剂，可采用工业凡士林等，耦合剂应保持洁净，不含固体杂质。

2）检测过程中，耦合剂用量用适中，应保证涂抹耦合剂的传感器可不需要外力即可固定在设备外壳上。

3）在条件具备时，可使用耳机监听被测设备内部放电现象。

4）由于超声波衰减较快，因此在开展局部放电超声波检测时，两个检测点之间的距离不应大于1m。

以对GIS检测为例，检测过程中应包含所有气室，如图8所示。

图6 GIS超声波局放检测典型测点
5）进行局部放电超声波检测时，应重点检测设备安装部位两端，以便检测安装过程中产生的潜在缺陷。

6、电力设备缺陷分类
局部放电超声波检测技术主要应用于组合电器、电缆终端（中间接头）、变压器等设备。

根据设备缺陷的不同，局部放电超声波检测技术在进行缺陷分析与诊断时，将设备缺陷分为局放缺陷、电晕缺陷、自由金属微粒缺陷：（1）局放缺陷
该类缺陷主要由设备内部部件松动引起的悬浮电极（既不接地又不接高压的金属材料）、绝缘内部气隙、绝缘表面污秽等引起的设备内部非贯穿性放电现象，该类缺陷与工频电场具有明显的相关性，是引起设备绝缘击穿的主要威胁，应重点进行检测。

（2）电晕缺陷
该类缺陷主要由设备内部导体毛刺、外壳毛刺等引起，主要表现为导体对周围介质（如SF6）的一种单极放电现象，该类缺陷对设备的危害较小，但在过电压作用下仍旧会存在设备击穿隐患，应根信号据幅值大小予以关注。

（3）自由金属微粒缺陷
该类缺陷主要存在于GIS中，主要由设备安装过程或开关动作过程产生的金属碎屑而引起。

随着设备内部电场的周期性变化，该类金属微粒表现为随机性移动或跳动现象，当微粒在高压导体和低压外壳之间跳动幅度加大时，则存在设备击穿危险，应予以重视。

背景噪声
在开展局部放电超声波检测时，应先测量背景信号。

无明显规律，峰值未聚集在整数特征值
局放缺陷
当被测设备存在绝缘缺陷时，在高压电场作用下会产生局部放电信号。

局部放电信号的产生与施加在其两端的电压幅值具有明显关联性，在放电谱图中则表现出典型的50Hz相关性及100Hz相关性，即存在明显的相位聚集效应，且100Hz 相关性大于50Hz相关性。

有明显规律，峰值聚集在整数特征值处，且特征值1大于特征值2
电晕缺陷
当被测设备存在金属尖刺时，在高压电场作用下会产生电晕放电信号。

电晕放电信号的产生与施加在其两端的电压幅值具有明显关联性，在放电谱图中则表现出典型的50Hz相关性及100Hz相关性，即存在明显的相位聚集效应。

有明显规律，峰值聚集在整数特征值处，且特征值2大于特征值1
自由金属微粒缺陷
当被测设备内部存在自由金属微粒缺陷时。

在高压电场作用下，金属微粒因携带电荷会受到电动力的作用，当电动力大于重力时，金属微粒即会在设备内部移动或跳动。

但是，与局放缺陷、电晕缺陷不同，自由金属微粒产生的超声波信号主要由运动过程中与设备外壳的碰撞引起，而与放电关联较小。

无明显规律，峰值未聚集在整数特征值。