2004年5月高 电 压 技 术第30卷第5期#31#
GB/T73545局部放电测量6修订前后的比较归纳
陈 仓1, 王建生2, 邱爱慈3
(11西安交通大学, 西安710049; 21西安高压电器研究所, 西安710077; 31西北核技术研究, 西安710077)
THE COMPARISON OF THE STANDARD GB/T 7354/PARTIAL DISCHARGE MEAS UREMENT 0AFTER AND BEFORE REVISION
Chen Chang 1, Wang Jiansheng 2, Qiu Aici 3
(1. Xi . an Jiaotong University, Xi . an 710049, China; 2. Xi . an High Voltage Apparatus Research
Institute, Xi . an 710077, China; 3. Nuclear Technology Institute, Xi . an 710024, China)
Abstract After revision the standard of GB/T 7354/Partial Dis -charge measurement 0will be published soon. many changes can be seen in the new edition. This paper will show the differences be -tween the two editions.
Key words partial-discharge standard revision calibration 摘 要 介绍了修订后国标5局部放电测量6, 与原标准相比改动很大, 其中名词术语增加了测量系统特性等三个条款, 详细规范了测量回路特性, 增加了测量系统标准的内容; 最后附录部分也由3个增加到7个。
关键词 局部放电 标准 修订 校准中图分类号 TM 855 文献标识码 A
e 1规定的局放值, f 1背景噪声水平, 112 增加的3个条款
新标准较87版标准增加/局部放电测量系统0、/测量系统的特性0、/数字局部放电仪03个条款。
由于局放信号通常是高频电流脉冲, 局放试验结果受测量系统本身特性和外部干扰影响很大, 具体测量中对测量系统的要求很高。/测量系统特性0是新标准强调的重点, 其它两个条款的定义与通常的理解基本相同, 此处不再叙述。以下是新标准/测量系统特性0中新增加的术语(具体定义略) :
a 1传输阻抗Z (f) transfer impedance; b 1中心频率f m midband frequency; c 1叠加误差superposition error; d 1积分误差integration error 。2 实验回路和测量系统
87版标准中使用的/测量仪器0在新标准中替换成/测量系统0。无疑后者更准确。211 试验回路
新标准在87版标准的基础上增加了一个新的局放测量回路:极性辨别回路(见图1) 。
0 引 言
局部放电测量是高电压试验技术的重要研究内容。局部放电测量的精准度很难把握, 且可重复性也较差, 故测量方法的规范十分重要。1987年我国首次制定5局部放电6[1]国家标准至今已16年, 该标准已不能适应局放测量技术的发展。修订后的5局部放电测量6[2]标准改动很大, 本文将新旧标准的异同做比较归纳并做如下约定:文中/87版标准0指GB 7354-875局部放电6, /新标准0指修订后即将发布的国家标准GB/T7354-20035局部放电测量6。1 名词术语的定义
新标准在87版标准的基础上增加了3个条款, 对/与局部放电脉冲有关的参量0做了6项补充。111 对/与局部放电有关的参量0的补充
新标准中增加了脉冲重复频率的概念, 它等同于87版标准中脉冲重复率。新标准在87版标准的基础上增加了以下6条术语的定义:
360t i
。T
b 1平方率D 为选定的参考时间间隔T ref 内单个a 1局放脉冲发生瞬时t i 和相角U i =视在电荷Q i 的平方和除以该时间间隔即
22
D =(Q 21+Q 2+, +Q i ) /T ref ,
图1 极性辨别回路
Fig 11 Identification circuit of polarity
212 测量系统
近十年来, 随着对局部放电的认识不断深入和数字电子技术的飞跃发展, 局放测量系统、仪器的功
能、准确度及可信度均大大提高, 87版标准中有关
c 1无线电干扰电压,
#32#May 12004HI GH VOLTAGE E NGI NEERI NG Vol. 30No. 5
描述及规定已不能适应局放测量技术的发展。新标准对87版标准这部分内容做了较大修订(见表1,
表中所列各条款的具体内容已略) 。
表1 新标准与87版标准/测量系统0内容的异同Table 1 The difference between new and original standard
项 目
新标准中调整的条款新标准中增加的条款
测量视在电荷Q 的仪器
对数局部电测仪的求
字放量要
测量脉冲重复率n 的仪器、测量放电功率P 的回路、测量平均放电电流I 的仪器测量平方率的D 的仪器测量无线电干扰电压的仪器超宽频带局部放电测量仪
非电检测法新标准将本部分内容调整到附录F(资料性附录) 。
87版标准
确定测量回路的参数试验回路的刻度因数测量阻抗耦合电容器
新标准
调整到/名词术语的定义0中调整到/名词术语的定义0中改成耦合装置删除
测量视在电荷仪器的脉冲序列响应宽带局部放电测量仪
带有源积分的宽带局部放电测量仪窄带局部放电测量仪视在电荷Q 的测量要求调整到/导出参量的测量系统0中
详细规范详细规范详细规范详细规范修改调整并修改
增加增加增加适当补充备 注
测量回路特性
新标准中调整的条款
3 校 准
87版标准中规定了整体试验布置中仪器的校准, 新标准与之对应的内容是完整试验回路中测量系统的校准, 同时增加了/校准器0与/校准器和测量系统特性的检定0两节内容。完整试验回路中测量系统的校准是用来确定视在电荷测量的刻度因数k 。校准的准确性是局放测量的关键, 合理使用校准器并对校准器的性能及使用方法进行规范十分重要。新标准增加的内容对指导准确测量是必不可少的, 与87版标准的主要区别如下。311 完整试验回路中的测量系统的校准
新标准指出:/校准宜在预期值的适当范围内某一个电荷值下进行, 以保证对规定局放值测量的准确度, 此适当范围宜选在规定局放值的50%到200%之间0。这一点是对87版标准的必要补充。
87版标准规定了校准用低压电容C 0的电容量范围:/C 0必须不大于011(C x +C k C m /(C K +C m ) ) , 并Y 10pF 0。其中C m 为测量阻抗两端的电容; C k 为标准电容; C x 为试品电容。新标准对这一要求做了适当修改, 即:校准电容C 0一般应Z 011C a , 其中C a 为试品电容; 若C 0是高压型的且一直接在试验回路中, 那么就不再要求校准电容C 0
本节是新标准增加的内容。87版标准只从方, 生幅值U 0的阶跃电压脉冲发生器和电容器C 0串联构成, 它提供重复的电荷:Q 0=U 0C 0。实际上, 不可能产生一个理想的阶跃脉冲。在注入同等电荷量
的条件下, 对确定的测量系统和试验回路, 校准电流脉冲持续时间变长会引起积分误差。新标准规定电压发生器电压脉冲上升时间t r 应
本节是新标准增加的内容, 共分成试验周期、校准器特性检定和测量系统的检定三部分。通过性能试验和性能校核可评价并保证测量系统的特性, 还可评价并保证校准器的特性。31311 试验周期
新标准指出, 定期进行性能试验或大修后必须进行, 最少5年一次。性能校核至少每年一次。31312 校准器特性的检定
新标准对这部分进行了详细规定。主要提出了校准器所应进行的试验及检定并规定了具体内容:校准器的型式试验、例行试验、性能试验、性能校核和性能记录。
31313 测量系统的检定
与校准器的检定类似, 新标准对整个测量系统提出了若干试验及校核程序, 并列出了测量系统性能记录所应包含的内容, 以确保检测系统的性能和测量的精准度。
2004年5月高 电 压 技 术第30卷第5期#33#
4 试 验
411 测量不确定度和灵敏度
新标准提出:/满足本标准规定且按本标准校准的测量系统进行视在电荷测量时, 可以认为测量不确定度为? 10%或1pC, 取两者之间较大的一个0。412 干扰
87版标准指导性给出了许多降低干扰的方法, 新标准将该内容调整到附录G 中并详细描述了干扰。新标准补充了以下内容:交流电压试验时, 用抑制方法遮去的信号部分不宜超过电压周期的2%; 直流电压试验时不宜超过累积时间的2%; 若每个周期内出现几个与电源同步的干扰源时, 开窗抑制间隔可增加到试验周期的10%。5 附 录
87版标准共有3个补充性附录:附录A 5试验回路6、附录B 5长电缆和带绕组试品上的局部放电测量6、附录C 5用无线电干扰仪测量局部放电6。新标准共有7个附录(其中附录A 是规范性附录; 其它均为资料性附录) 。
511 附录A 5校准器的性能试验6
新标准增加的内容。由于校准器的特性可随使用时间而变化, 新标准建议对这些特性(上升时间t r , 所用电荷q 值的准确度) 进行定期校核, 以及修理后进行校核。新标准给出校核这种校准器的建议程序及校准回路。51111 标准方法
应用相同测量系统校准器产生的电荷与标准校准器产生的电荷, 并进行比较。标准校准器应溯源到国家标准。51112 替代方法
被试校准器的输出端跨接一个电阻R m , 电压U m (t) 由已校正的具有带宽Y 50MHz 的数字示波器测量(见图2) 。R m 值推荐为50~2008。试验回路(包括R m ) 应使规定积分时间内记录波形的振荡衰减到小于平均阶跃幅值的2%
。
C 0=141pF 、R m 分别为33、2008的校准器记录的两种典型U m (t ) 见图3
。
图3 典型校准器的校核脉冲U m (t ) (q =100pC) Fig 13 The calibration pulse of typical calibrator
U m (t ) (q =100pC )
512 附录B 5试验回路6
新标准增加了对极性辨别回路(见图1) 的描述。每个基本回路的低压侧均对地绝缘, 两者电容不必相等, 但宜为同一数量级。其原理是比较两耦合装置检出的脉冲信号流向。门电路系统可识别来自试品的局放和回路其它部分的干扰。513 附录C 5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6和附录D 5用无线电干扰仪检测局部放电6
新标准与87版标准在内容上基本相同。514 附录E 5局部放电参量的数字采集导则6
新标准增加的内容, 本附录主要叙述:¹模拟视在电荷信号处理方法; º记录局部放电脉冲发生时的试验电压、相角U i 和时间t i 的推荐。515 附录F 5局部放电的非电测量法6
新标准与87版标准第414节内容基本相同。516 附录G 5骚扰6
新标准与87版标准第8章内容基本相同。6 结 论
修订后的国家标准5局部放电6内容上更加完善, 适合目前局放测量技术的发展。同时, 新标准条款适用于起草特定电力设备局放测量的技术条件。
参
考
文
献
1 GB 7354-19871局部放电[S], 19872 GB/T7354-20031局部放电测量[S], 2003
(收稿日期 2003-10-20)
陈 仓 1974年生, 硕士, 现从事高电压试验技术研究工作。电话:
[1**********]
王建生 1962年生, 博士, 高工, 现从事高电压试验技术研究及标准
图2 测量回路Fig 12 Test circuit
化工作。
2004年5月高 电 压 技 术第30卷第5期#31#
GB/T73545局部放电测量6修订前后的比较归纳
陈 仓1, 王建生2, 邱爱慈3
(11西安交通大学, 西安710049; 21西安高压电器研究所, 西安710077; 31西北核技术研究, 西安710077)
THE COMPARISON OF THE STANDARD GB/T 7354/PARTIAL DISCHARGE MEAS UREMENT 0AFTER AND BEFORE REVISION
Chen Chang 1, Wang Jiansheng 2, Qiu Aici 3
(1. Xi . an Jiaotong University, Xi . an 710049, China; 2. Xi . an High Voltage Apparatus Research
Institute, Xi . an 710077, China; 3. Nuclear Technology Institute, Xi . an 710024, China)
Abstract After revision the standard of GB/T 7354/Partial Dis -charge measurement 0will be published soon. many changes can be seen in the new edition. This paper will show the differences be -tween the two editions.
Key words partial-discharge standard revision calibration 摘 要 介绍了修订后国标5局部放电测量6, 与原标准相比改动很大, 其中名词术语增加了测量系统特性等三个条款, 详细规范了测量回路特性, 增加了测量系统标准的内容; 最后附录部分也由3个增加到7个。
关键词 局部放电 标准 修订 校准中图分类号 TM 855 文献标识码 A
e 1规定的局放值, f 1背景噪声水平, 112 增加的3个条款
新标准较87版标准增加/局部放电测量系统0、/测量系统的特性0、/数字局部放电仪03个条款。
由于局放信号通常是高频电流脉冲, 局放试验结果受测量系统本身特性和外部干扰影响很大, 具体测量中对测量系统的要求很高。/测量系统特性0是新标准强调的重点, 其它两个条款的定义与通常的理解基本相同, 此处不再叙述。以下是新标准/测量系统特性0中新增加的术语(具体定义略) :
a 1传输阻抗Z (f) transfer impedance; b 1中心频率f m midband frequency; c 1叠加误差superposition error; d 1积分误差integration error 。2 实验回路和测量系统
87版标准中使用的/测量仪器0在新标准中替换成/测量系统0。无疑后者更准确。211 试验回路
新标准在87版标准的基础上增加了一个新的局放测量回路:极性辨别回路(见图1) 。
0 引 言
局部放电测量是高电压试验技术的重要研究内容。局部放电测量的精准度很难把握, 且可重复性也较差, 故测量方法的规范十分重要。1987年我国首次制定5局部放电6[1]国家标准至今已16年, 该标准已不能适应局放测量技术的发展。修订后的5局部放电测量6[2]标准改动很大, 本文将新旧标准的异同做比较归纳并做如下约定:文中/87版标准0指GB 7354-875局部放电6, /新标准0指修订后即将发布的国家标准GB/T7354-20035局部放电测量6。1 名词术语的定义
新标准在87版标准的基础上增加了3个条款, 对/与局部放电脉冲有关的参量0做了6项补充。111 对/与局部放电有关的参量0的补充
新标准中增加了脉冲重复频率的概念, 它等同于87版标准中脉冲重复率。新标准在87版标准的基础上增加了以下6条术语的定义:
360t i
。T
b 1平方率D 为选定的参考时间间隔T ref 内单个a 1局放脉冲发生瞬时t i 和相角U i =视在电荷Q i 的平方和除以该时间间隔即
22
D =(Q 21+Q 2+, +Q i ) /T ref ,
图1 极性辨别回路
Fig 11 Identification circuit of polarity
212 测量系统
近十年来, 随着对局部放电的认识不断深入和数字电子技术的飞跃发展, 局放测量系统、仪器的功
能、准确度及可信度均大大提高, 87版标准中有关
c 1无线电干扰电压,
#32#May 12004HI GH VOLTAGE E NGI NEERI NG Vol. 30No. 5
描述及规定已不能适应局放测量技术的发展。新标准对87版标准这部分内容做了较大修订(见表1,
表中所列各条款的具体内容已略) 。
表1 新标准与87版标准/测量系统0内容的异同Table 1 The difference between new and original standard
项 目
新标准中调整的条款新标准中增加的条款
测量视在电荷Q 的仪器
对数局部电测仪的求
字放量要
测量脉冲重复率n 的仪器、测量放电功率P 的回路、测量平均放电电流I 的仪器测量平方率的D 的仪器测量无线电干扰电压的仪器超宽频带局部放电测量仪
非电检测法新标准将本部分内容调整到附录F(资料性附录) 。
87版标准
确定测量回路的参数试验回路的刻度因数测量阻抗耦合电容器
新标准
调整到/名词术语的定义0中调整到/名词术语的定义0中改成耦合装置删除
测量视在电荷仪器的脉冲序列响应宽带局部放电测量仪
带有源积分的宽带局部放电测量仪窄带局部放电测量仪视在电荷Q 的测量要求调整到/导出参量的测量系统0中
详细规范详细规范详细规范详细规范修改调整并修改
增加增加增加适当补充备 注
测量回路特性
新标准中调整的条款
3 校 准
87版标准中规定了整体试验布置中仪器的校准, 新标准与之对应的内容是完整试验回路中测量系统的校准, 同时增加了/校准器0与/校准器和测量系统特性的检定0两节内容。完整试验回路中测量系统的校准是用来确定视在电荷测量的刻度因数k 。校准的准确性是局放测量的关键, 合理使用校准器并对校准器的性能及使用方法进行规范十分重要。新标准增加的内容对指导准确测量是必不可少的, 与87版标准的主要区别如下。311 完整试验回路中的测量系统的校准
新标准指出:/校准宜在预期值的适当范围内某一个电荷值下进行, 以保证对规定局放值测量的准确度, 此适当范围宜选在规定局放值的50%到200%之间0。这一点是对87版标准的必要补充。
87版标准规定了校准用低压电容C 0的电容量范围:/C 0必须不大于011(C x +C k C m /(C K +C m ) ) , 并Y 10pF 0。其中C m 为测量阻抗两端的电容; C k 为标准电容; C x 为试品电容。新标准对这一要求做了适当修改, 即:校准电容C 0一般应Z 011C a , 其中C a 为试品电容; 若C 0是高压型的且一直接在试验回路中, 那么就不再要求校准电容C 0
本节是新标准增加的内容。87版标准只从方, 生幅值U 0的阶跃电压脉冲发生器和电容器C 0串联构成, 它提供重复的电荷:Q 0=U 0C 0。实际上, 不可能产生一个理想的阶跃脉冲。在注入同等电荷量
的条件下, 对确定的测量系统和试验回路, 校准电流脉冲持续时间变长会引起积分误差。新标准规定电压发生器电压脉冲上升时间t r 应
本节是新标准增加的内容, 共分成试验周期、校准器特性检定和测量系统的检定三部分。通过性能试验和性能校核可评价并保证测量系统的特性, 还可评价并保证校准器的特性。31311 试验周期
新标准指出, 定期进行性能试验或大修后必须进行, 最少5年一次。性能校核至少每年一次。31312 校准器特性的检定
新标准对这部分进行了详细规定。主要提出了校准器所应进行的试验及检定并规定了具体内容:校准器的型式试验、例行试验、性能试验、性能校核和性能记录。
31313 测量系统的检定
与校准器的检定类似, 新标准对整个测量系统提出了若干试验及校核程序, 并列出了测量系统性能记录所应包含的内容, 以确保检测系统的性能和测量的精准度。
2004年5月高 电 压 技 术第30卷第5期#33#
4 试 验
411 测量不确定度和灵敏度
新标准提出:/满足本标准规定且按本标准校准的测量系统进行视在电荷测量时, 可以认为测量不确定度为? 10%或1pC, 取两者之间较大的一个0。412 干扰
87版标准指导性给出了许多降低干扰的方法, 新标准将该内容调整到附录G 中并详细描述了干扰。新标准补充了以下内容:交流电压试验时, 用抑制方法遮去的信号部分不宜超过电压周期的2%; 直流电压试验时不宜超过累积时间的2%; 若每个周期内出现几个与电源同步的干扰源时, 开窗抑制间隔可增加到试验周期的10%。5 附 录
87版标准共有3个补充性附录:附录A 5试验回路6、附录B 5长电缆和带绕组试品上的局部放电测量6、附录C 5用无线电干扰仪测量局部放电6。新标准共有7个附录(其中附录A 是规范性附录; 其它均为资料性附录) 。
511 附录A 5校准器的性能试验6
新标准增加的内容。由于校准器的特性可随使用时间而变化, 新标准建议对这些特性(上升时间t r , 所用电荷q 值的准确度) 进行定期校核, 以及修理后进行校核。新标准给出校核这种校准器的建议程序及校准回路。51111 标准方法
应用相同测量系统校准器产生的电荷与标准校准器产生的电荷, 并进行比较。标准校准器应溯源到国家标准。51112 替代方法
被试校准器的输出端跨接一个电阻R m , 电压U m (t) 由已校正的具有带宽Y 50MHz 的数字示波器测量(见图2) 。R m 值推荐为50~2008。试验回路(包括R m ) 应使规定积分时间内记录波形的振荡衰减到小于平均阶跃幅值的2%
。
C 0=141pF 、R m 分别为33、2008的校准器记录的两种典型U m (t ) 见图3
。
图3 典型校准器的校核脉冲U m (t ) (q =100pC) Fig 13 The calibration pulse of typical calibrator
U m (t ) (q =100pC )
512 附录B 5试验回路6
新标准增加了对极性辨别回路(见图1) 的描述。每个基本回路的低压侧均对地绝缘, 两者电容不必相等, 但宜为同一数量级。其原理是比较两耦合装置检出的脉冲信号流向。门电路系统可识别来自试品的局放和回路其它部分的干扰。513 附录C 5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6和附录D 5用无线电干扰仪检测局部放电6
新标准与87版标准在内容上基本相同。514 附录E 5局部放电参量的数字采集导则6
新标准增加的内容, 本附录主要叙述:¹模拟视在电荷信号处理方法; º记录局部放电脉冲发生时的试验电压、相角U i 和时间t i 的推荐。515 附录F 5局部放电的非电测量法6
新标准与87版标准第414节内容基本相同。516 附录G 5骚扰6
新标准与87版标准第8章内容基本相同。6 结 论
修订后的国家标准5局部放电6内容上更加完善, 适合目前局放测量技术的发展。同时, 新标准条款适用于起草特定电力设备局放测量的技术条件。
参
考
文
献
1 GB 7354-19871局部放电[S], 19872 GB/T7354-20031局部放电测量[S], 2003
(收稿日期 2003-10-20)
陈 仓 1974年生, 硕士, 现从事高电压试验技术研究工作。电话:
[1**********]
王建生 1962年生, 博士, 高工, 现从事高电压试验技术研究及标准
图2 测量回路Fig 12 Test circuit
化工作。