DL/T 1807-2018
基本信息
标准号： DL/T 1807-2018
中文名称：油浸式电力变压器、电抗器局部放电超声波检测与定位导则
标准类别：电力行业标准(DL)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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相关标签： 浸式 电力 变压器 电抗器 局部 放电 超声波 检测 定位
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
DL/T 1807-2018.Guide for the ultrasonic detection and location of partial discharge in oil-immersed power transformers and reactors.
1范围
DL/T 1807规定了油浸式电力变压器、电抗器(以下简称变压器)局部放电超声波检测定位的检测仪器要求、局部放电超声波检测、局部放电超声波信号特征及分析、局部放电声源定位。
DL/T 1807适用于变压器的局部放电超声波检测与定位。
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标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。
GB/T 2900.77电工术语 电工电子测量和仪器仪表第 1部分:<测量的通用术语
GB/T 7354高电压试验技术局部放 电测量
GB 26860电力安全 工作规程发电厂 和变电站电气部分
GB 26861电力安全工作规程 高压 试验室部分
DLT417电力设备局部放电现场测量导则
3术语和定义
GB/T 2900.77、GB/T 7354、DL/T 417界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1超声波传感器 ultrasonic sensor
将接收到的超声波转变成电量信号，并进行信号传递的装置。
3.2声耦合剂acoustic couplant
局部放电超声波检测时，填充在超声波传感器和变压器油箱之间，可透射声波的一种中介媒质。
3.3到达时刻 arrival instant
超声波传感器收到的局部放电超声波信号的起始时刻。
3.4绝对时延 absolute time delay
超声波信号到达时刻与局部放电电信号之间的时差。
1范围
DL/T 1807规定了油浸式电力变压器、电抗器(以下简称变压器)局部放电超声波检测定位的检测仪器要求、局部放电超声波检测、局部放电超声波信号特征及分析、局部放电声源定位。
DL/T 1807适用于变压器的局部放电超声波检测与定位。
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标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。
GB/T 2900.77电工术语 电工电子测量和仪器仪表第 1部分:<测量的通用术语
GB/T 7354高电压试验技术局部放 电测量
GB 26860电力安全 工作规程发电厂 和变电站电气部分
GB 26861电力安全工作规程 高压 试验室部分
DLT417电力设备局部放电现场测量导则
3术语和定义
GB/T 2900.77、GB/T 7354、DL/T 417界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1超声波传感器 ultrasonic sensor
将接收到的超声波转变成电量信号，并进行信号传递的装置。
3.2声耦合剂acoustic couplant
局部放电超声波检测时，填充在超声波传感器和变压器油箱之间，可透射声波的一种中介媒质。
3.3到达时刻 arrival instant
超声波传感器收到的局部放电超声波信号的起始时刻。
3.4绝对时延 absolute time delay
超声波信号到达时刻与局部放电电信号之间的时差。
标准图片预览
标准内容
ICS 29.180
备案号：63076-2018
中华人民共和国电力行业标准
DL/T1807—2018
油浸式电力变压器、电抗器
局部放电超声波检测与定位导则Guide for the ultrasonic detection and location of partial discharge inoil-immersed power transformers and reactors2018-04-03发布
国家能源局
2018-07-01实施
范围·
规范性引用文件
3术语和定义
检测仪器要求·
局部放电超声波检测…
局部放电超声波信号特征及分析6
7局部放电市源定位
附录A（资料性附录）
超声波信号及其传输特征
附录B（资料性附录）
定位算法
报告参考模板
附录C（资料性附录）
附录D（资料性附录）
参考文献
典型案例
DL/T 1807—2018
DL/T1807—2018
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的要求编写。本标雅由中国电力企业联合会提出。本标准出电力行业电力变压器标准化技术委员会（DL/IC02）归山。本标准主要起草单位：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司、内蒙古电力科学研究院、国网河南省电力公司力科学研究院、中国电力科学研究院、国网上海市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、国网陕西省电力公司电力科学研究院、国网湖北省电力公司电力科学研究院、广州西门子变压器有限公司、吴江变压器有限公司、江苏华鹏变压器有限公司、合肥ABB变压器有限公司。
本标雅尘要起卓人：刘谐、车传强、王伟、张淑珍、魏本刚、陆云才、徐靖东、邱进、沈煜、万星辰、杨家辉、涂杰、陆建林、宁可。本标准为首次发布。
本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条一号，100761）。
DL/T1807—2018
油浸式电力变压器、电抗器局部放电超声波检测与定位导则1范围
本标准规定了油没式电力变压器、电抗器（以下简称变斥器）局部放电超声波检测定位的检测仪器要求、局部放电超声波检测、局部放电超声波信号特征及分析、局部放电声源定位。本标准适用于变压器的局部放电超声波检测与定位。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。凡是注口期的引用文件，仅注口期的版本适用丁本标准。凡是不注期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用丁本标准。GB/T2900.77电上术语电工电子测量和仪器仪表第1部分：测量的通用术语GB门7354高电压试验技术局部放电测量GB26860电力安全工作规程发电厂和变电站电气部分GB26861电力安全工作规程高压试验室部分DL/T417电力设备局部放电现场测量导则3术语和定义
GB/T2900.77、GB/T7354、DL/T417界定的以及下列术语和定义适川于术文件。3.1
超声波传感器ultrasonicsensor将接收到的超声波转变成电量信号，并进行信号传递的置。3.2
声耦合剂acousticcouplant
局部放电超声波检测时，填充在超声波传惑器利变压器油箱之间，可透射声波的一种中介媒质。3.3
到达时刻 arrival instant
超声波传感器收到的局部放电超声波信号的起始时刻。3.4
绝对时延absolutetimedelay
超声波信号到达时刻与局部放电电信号之间的时差。3.5
相对时延relativetimedelay
超声波信号到达时刻与某个参考时刻的时差，一般设定某个通道的超声波信号到达时刻为参考时刻。
电-声定位electric-acoustic location利川各通道超声波信号与局部放电电信号的绝对时延进行定位的方法：一般需要至少1个通道电信号、3个通道超声波信号进行定位。电信号可以由局部放电脉冲电流检测法、高频脉冲电流检测法，特高频检测法取得。
DL / T 1807— 2018
acoustic-acoustic location
声-声定位
利用各通道超声波传感器之间超声波信号相对时延进行定位的方法，一般需要至少4个通道超声波信号进行定位。
directpropagationpath
直接传播路径
超波信号穿过油/纸绝缘到油箱内壁开透过钢板直接到达传感器的路径，3.9
indirect propagation path
间接传播路径
超市波信号穿过油/纸绝缘到达汕箱内壁，并沿钢板传输一段距离之店到达传感器的路径。4检测仪器要求
4.1超声波传感器
超声波传感器应满足下列要求：a）谱娠频率：20kHz～300kHz。b）温度范围：—20℃～75℃。
c）灵敏度：大于一40dB（参照10V/Pa，由而对而的超声测试确定）4.2便携式局部放电超声波检测仪使携式局部放电超声波检测仪用于筒部放电超声波避检，应满足下列要求：a）每通道采样速率不低于1×10°次/s。1b）应具有波形显示、数搬存储和数据导出回放分析功能。c）应采用可充电电池供电，连续使用时间不小于4h，4.3局部放电超声波检测定位系统局部放电超声波检测定位系统用于局部放电超市波巡检及定位，应满足下列要求：a）检测通道不少于4个（更多检测道道的系统具有更高的检测效率和可靠性）。b）宜具有自动电-声定位和声-声定位计算功能。c）每通道采样速率不低于1×10°次/s。d）具有波形显示、数据存储和数据导出回放分析功能，可连续存储数据附问不少于12h，具有能反映局部放电超声波信导相位特征的统计图谱功能。e）具有硬件或数字滤波功能。
5、局部放电超声波检测
5.1基本要求
5.11用部放电超市波检及定位在变压器运行或试验电源施加电时进行，检测时的安全工作规程应GB26860和GB26861的规定。5.1.2检测过程中应注意变压器外壳有带电的风险，传感器和信号线缆与带电部位应保持安全距离。5.1.3不直在雨雪、风沙等天气进行超声波检测。5.1.4宜在变压器油中溶解气体分析、常规局部放电试验、高频部放电检测等手段发现变压器内可能存在局部放电后，进行局都放电超声波检测。2
5.1.5检测报告内察应包括：
a）检测目的与内容：
b）捡测日期及时间：
C参考标准：
d）采用的仪器型号及规格；
DL /T 1807 —2018
c）被检变压器的概况（型号、额定电压、额定容量、编号、冷却方式、室内/室外等）：f）被检变压器负荷：
g）被检变压器最近的油中溶解气体分析试验数据：h）环境温度、被检变压器油温：i）被检变压器分接开关位置，检测期间分接开关是否动作、动作时间：j）检测到的典型疑似局部放电信号及干扰信号波形图、统计图谱：k）对检测数据的分析和评价；
1）如进行定位，应绘山局部放电超声波定位结果，同时标明其参考坐标系；m）检测单位和检测人员
5.2传感器布置
5.2.1传感器应直接布置于变压器箱壁上，不可在油箱加强筋、控制箱等部位布置传感器，应避免将传感器置于变压器油面以上的部位。5.2.2布置传感器前应在保持传感前漏沾的情况下将声耦个剂均勾涂抹于传感面上，宜使用能在变F器工作温度下保持较高黏度的耦合剂（如凝胶化廿油和硅润滑脂）。5.2.3传感器可优先布置了可能存在缺陷的箱壁相关区域或上次超声波检测定位区域。5.2.4传感器可通过磁铁吸附或绑扎方式固定，传感器固定应牢固、稳定：传感器信号线缆应含理安排定线，以免检测期间传感器自身振动和信号线缆见动造成干扰。5.2.5传感器布置完成后，进行检测前应验证检测仪器工作是否正常，通常采用敲山箱壁以产生振动信号的方法，通过各传感器的信号比对检验仪器及传撼器是否正常。5.2.6进行超声波信号搜索时，传感器间距宜小丁0.8m。搜索超声波信号范应包括整个变压器箱壁可测区域。
5.3超声波检测
5.3.1局部放电超声波检测可在变压器运行中或脉冲电流法局部放电试验中进行，脉冲电流法局部放电试验按GB/T7354和1DL/T417规定进行。5.3.2在变压器运行中进行局部放电超声波检测时，可从铁芯，火件接地线上通过穿心高频电流传感器检测局部放电电信导，或采用特高频传感器检测局部放电电信号。在同部放电电信号难以检测或分辨的情况下，可采用超声波信号作为系统数据采集的触发信号。5.3.3对变压器采用脉冲电流法进行局部放电试验时，扁部放电电信号或超声波信号均可作为系统数据采集的触发信号，局部放电电信号宜由连接套管末屏的局部放电检测阻抗取得。5.3.4将传感器布置于变压器油箱上的初始位置后，检验传感器及系统工作状念，传感器布置见5.2。5.3.5在局部放电超声波检测时，如已捡测到明显的局部放电电信号但术能检测到超声波信号时，应在适当延长检测时间，确认无超声波信号后再调整超声波传感器布置位置。5.3.6对运行中变压器的超声波检测，宜在变压器负载条件下进行。5.3.7超声波检测需考虑干扰信号的影响，如油箱搬动、油泵及风扇噪声、现场电磁干扰等：需考患超声波信号在变压器内的衰减和遮挡，如油箱内侧磁屏蔽或电屏蔽、绕纽等的影响。5.3.8对运行中变压器进行超声波信号搜索时，每个测量点的连续监测时间不宜少于10min。若信少发3
DL./T1807—2018
生频率较低且无规律，宜进一延长监测时间。5.3.9搜索信号时仅有个传感器能重复检测到超声波信号，应调整另外的传感器布置在该传感器附近进行验证。
6局部放电超声波信号特征及分析6.1超声波信号特征
通过超声波传感器检测到的变压器内部放电产的超声信号波兆，般装现为呈指数载减的振荡波形；由于局部放电的周期特性，局部放电超声波信号具有一定的重复性，参见附录A。6.2超声波信号分析
6.2.1局部放电超声波信号幅值和视在放电量是局部放电的两种表征形式，两者之问不存在明确对应关系。
6.2.2通常较强局部放电产生的超声波信号幅值较大月持续时间较长。6.2.3沿放电的超声波定位结果呈现多点分散分布的特征。6.2.4超声波信号传播路径不同或超声波信号传播介质差异，导致各传感器收到的超声波信号幅值和时延荐在养异。
6.2.5局部放电超声波信号与电信号一样，符合施加的交流励磁电压的周期特性和相位特性，可结合电源周期特性和租位特性进行分析。6.2.6检测到超声波信号时，应与变压器运行时的搬动，变压器内部结构件松动导致的异常声响，油箱外部结构件振动，分接开关动作，风扇和油泵运行时噪声，异常天气状况如雨雪、风沙等导致的油箱声响等进行区分。
6.2.7铁芯振动噪声的高次谐波频率通常可达30kHz~50kHz，铁芯振动噪声信号波形的包络线一般为续纺锤形：
6.2.8川基于超声波检测和定位的历史数据及统计数据进行进一步分析，如分析对比超声波信号的幅值变化趋势、超声波信号频次变化和超声波定位位置变化趋势等，许结其他诊断方法的数裙进行综合分析。
6.2.9，超声波检测时未检测到信号的可能原内有：局部放电存在较长时间的间歇性，检测时未发生明品局部放电现象；同部放电点准变压器绕纠深处，超声波信号严重衰减。7局部放电声源定位
了.1当检测到的超声波信号是有明显的扇部放电特征时，可对疑似同部放电声源进行定假。7.2定位计算前，在收到超声波信号的区域应增加传感器进行检测，各传感器间距不宜小了0.3m，可反复调整传感器位置，以便各传感器收到沿直接传播路径传播的超声波信号。7.3进行局部放电定位的方法分为电-声定位法和声-声定位法。当可以同时测量到局部放电的电信号和声信号时，可采用电-声定位法和声-声定位法进行定位。在局部放电电信号受到强烈的干扰或难以获取时，可采用-声定位法。
7.4采用电-声定优法时，需要至少3个超声波传感器均检测到局部放电产生的超声波信号，且局部放电电信号可分，可利用各传感器检测到的超声波信号与电信号的绝对时延采用球面霆位算法进行定位，采用声-声定位法时，需至少4个超声波传感器检测到局部放产生的超声波信号，可利用各传感器检测到的超声波信号之问的相对时延来用效曲面定位算法进行定位。球面莅算法和效曲面定位算法参见附录B。
7.5以检测到超声波信号的油箱区域附近显著的结构点如外箱沿、加强筋等作为参考原点，建立三维4
直角坐标系，并在该坐标系下洲量各个传感器的坐标。DL/T1807—2018
7.6将超声波在变压器内部包括油，纸、纸板等介质中的传播速度用简化的等效波速代替，综合温度和不同介质对波速的影响，对于采用矿物油的变压器通常取波速为1400m/s进行定位计算，7.7变低器可能存在多于个放电点的情况，不同放电点产生的超声波信号可通过各传感器信号时延特征进行分辨，应将不同放电点产生的不同的超声波信号时延分别进行定位计算。8附录C给山了报告参考模板，附录D给出了典型案例供参考7.8
iiiKaeeiKAca=
DL /T1807—2018
A.1声信号产生的原理
附录A
（资料性附录）
超声波信号及其传输特征
在局部放电的过程中除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外，同时也产生了各种非电量的信息，如产生声波、发光、发热以及出现新的生成物等。当设备发生局部放也时，在放电的区域中分子间会产生剧烈的撞击，这种撞山在宏观上就产生了一-种压力，由于局部放电的脉冲特性，由此产生脉冲型的小力波。在液体材料中，放电往往发生在液体含有的气泡中，气泡在放电时会爆裂，把大气泡分裂为更小的气泡诚扰动波体、气泡在液体移动，所有这些都会造成压力的变化而发出声波。在固体介质中，局部放电形成电树枝的过程，也会伴随着微弱的爆破，爆破产生的压力变化也会发出声波。A.2声信号的典型特征
局部放电产生的声波分两类，一是气池泡或气隙内放电，其特征是均勾密集，如金属板电极间的油中气泡放电：是介质在高场强下游离山穿，特征是间断的大脉冲，如针对板放电，其声发射频谱更宽。在油纸绝缘中，不同类型和位置的放电产生的声波频谱是不同的，一般频谱峰值在70kHz~～150kHz范围（属于超声波频段），而变压各种振动噪声的频谱般小丁65kHz。通过超声波传感器检测到的变压器内部放电产牛的超声信号波形，一般表现出最开始幅值较人然后呈指数衰减的嵌荡波形。同一个局部放电源产的超声波信号，传播到变压器油箱不同的部位具有固定的时间，因此安装在变压器油箱壁不同位置的超声波传感器所收到的同一放电源信号具有固定的时延关系，但是由丁超声波信号的衰减、超声波传输路径的差别以及各种干扰信号的影响，可能对准确识别超声波信号的起始时间带来困难。由于局部放电的周期特性，同部放电超市波信号具有重复性。布置在变压器油箱壁上一定区域的多个超声波传感器检测到复性的、时延关系一致的超声波信号，是判定设备可能存准在局部放电的一个重要依据。局部放电超声信号典型波形如图A.1所示，10.0
图A.1局部放电超声波信号的典型波形5404
A.3超声波信号传播特性
DL /T 1807 —2018
油浸式电力变压器内局部放电产生的超声波信号向四周传播，超声波信号穿过不同介质后到达变压器油箱墟。将超声波传感器放置于油箱的不同位置，出于距局部放电源距离不同，超声波信号的到达时刻也将不冏。
声波在油浸式电力设备内的传播模式如图A.2所示，图中B为位丁油箱内部的局部放电源位置，C为超声波传感器在油箱壁上的位置，H为局部放电源到油箱壁的垂直距离，R为局部放电源到超声波传感器的直线距离，X为A与C之间的直线距离，D,与D分别是油箱壁上A与C中间的位置。图A.2中从放电点B到传感器C，超声波信号存在直接传播路径BC和间接传播路径BD,C、BD,C等。传感器放置在油箱壁上不同的位置就会得到不同的信号波形。沿直接传播路径的超声波信号幅值衰减较小，信号传播速度较低：沿间接传播路径的超声波信号幅值衰减大，信号传播速度较快。超声波信号到达变压器油箱后，虽然其频率特性保持一致，而其传播模式及传播速度则发牛了变化。超声波传播到油箱壁后会沿油箱壁传播至传感器，中于超声波在金属中传播速度大于油中传播速度，以该传播路径传播的超声波可能会比沿洒中直接传播路径更早抵达传感器。所以采用超声波在油中传播速度并根据超声波沿油箱结构路径抵达传感器的时间计算声源距离，其结果是不正确的。D
图A.2声波在油浸式电力设备内的传播模式从图A2中可以看到，从放电点B到传感器C，声倍号有儿条传播路径：a）汕中直接传播路径（BC)。在变压器巾，声波以voi的速度沿BC传播，声波在油中的传播速度（vait）人约为1400m/s。当发生角大丁arcsin（voi/vsteel）时，就会发生全反射。这时，在位置C上的传感器不能通过直接路径BC收到直接的声信号。b）变压器中的复合路径。变压器中的声传播到传撼器存在许多复合路径如DC。在汕巾路符BD,或BDz，声波是以Vail波速传播的，而在油箱中声波是以Vstee1沿D,C或DzC传播。在所有这些复食路径中，有一个声波传播时间最短的路径。在这种情况下，声波的临界角心即折射角对90°时的入射角，用式（A.1）表示：ar-arcsin
这样，声波最短的传播时间为
aincosa
X-H-tana
图A.3是测量到的某变压器内部局部放电所发生的声信号的典型波形。(A.1)
DL/T1807—2018
bhopt/ P
Arhsr Ar
图A.3变压器内部局部放电声信号波形h
图A.3a）所示的信号波形，表示传感器所处的位置是在油中直接传播的路径区域内，用这种波形的最人脉冲前沿作为时延进行定位计算的精度较高。图A.3b）所示信号波形，装示传感器的位置可能离放电点的位置较远（不在直接传播区域内）。因此，波形中第一个和第：个最大脉冲可能对应于传播路径为BD,C和BD2C的传播时间。如果依据图A.3b）所示波形进行时延选择，其时延需要迹行折算。一般进行精确定位时，要反复调整传感器的位置，尽可能使各个传感器收到类似图A.3a）所示的照声信与波形。
A.4超声波传播速度
超声波在不同的温度下，通过不同媒质的速度部不树同。表A.1列山了超声波在几种媒质中20℃时的传播速度。bZxz.net
表A.120℃时不同介质中超声波波速材料
矿物油
油没纸
油浸纸板
气体媒质4声波传播速度在130m/s1300m/s范围内，这与气体分子的平均运动速度很接近。在矿物汕中声波传播速度是随温度的升高而下降，变压器的油温每上几或减少1℃，超声波的速度人约以5m/s的速度差而变化，通常取波速为1400m/s进行定位计算。A,5采用超声波法针对不同局部放电类型及部位的检测效果表A.2为采超声波法化对不同局部放电类型及部位的检测效果，下表仅列举部分部位和类型。表A.2不同局部放电类型及部位的检测效果局部放电类型及部位
引线，围屏，绕组端部绝缘、出线昏放电油流静电
绝缘油界面电弧/爬电
总浮电位放电
检测效果
表A.2（续）
同部放电类型及部位
分接开关局部放电
油中套管表面电弧/爬电、套管均压球放电套管内局部放电
绕组内部局部放电
绕组、铁芯间局部放电
DL/T1807—2018
检测|效果
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备案号：63076-2018
中华人民共和国电力行业标准
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油浸式电力变压器、电抗器
局部放电超声波检测与定位导则Guide for the ultrasonic detection and location of partial discharge inoil-immersed power transformers and reactors2018-04-03发布
国家能源局
2018-07-01实施
范围·
规范性引用文件
3术语和定义
检测仪器要求·
局部放电超声波检测…
局部放电超声波信号特征及分析6
7局部放电市源定位
附录A（资料性附录）
超声波信号及其传输特征
附录B（资料性附录）
定位算法
报告参考模板
附录C（资料性附录）
附录D（资料性附录）
参考文献
典型案例
DL/T 1807—2018
DL/T1807—2018
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的要求编写。本标雅由中国电力企业联合会提出。本标准出电力行业电力变压器标准化技术委员会（DL/IC02）归山。本标准主要起草单位：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司、内蒙古电力科学研究院、国网河南省电力公司力科学研究院、中国电力科学研究院、国网上海市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、国网陕西省电力公司电力科学研究院、国网湖北省电力公司电力科学研究院、广州西门子变压器有限公司、吴江变压器有限公司、江苏华鹏变压器有限公司、合肥ABB变压器有限公司。
本标雅尘要起卓人：刘谐、车传强、王伟、张淑珍、魏本刚、陆云才、徐靖东、邱进、沈煜、万星辰、杨家辉、涂杰、陆建林、宁可。本标准为首次发布。
本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条一号，100761）。
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油浸式电力变压器、电抗器局部放电超声波检测与定位导则1范围
本标准规定了油没式电力变压器、电抗器（以下简称变斥器）局部放电超声波检测定位的检测仪器要求、局部放电超声波检测、局部放电超声波信号特征及分析、局部放电声源定位。本标准适用于变压器的局部放电超声波检测与定位。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。凡是注口期的引用文件，仅注口期的版本适用丁本标准。凡是不注期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用丁本标准。GB/T2900.77电上术语电工电子测量和仪器仪表第1部分：测量的通用术语GB门7354高电压试验技术局部放电测量GB26860电力安全工作规程发电厂和变电站电气部分GB26861电力安全工作规程高压试验室部分DL/T417电力设备局部放电现场测量导则3术语和定义
GB/T2900.77、GB/T7354、DL/T417界定的以及下列术语和定义适川于术文件。3.1
超声波传感器ultrasonicsensor将接收到的超声波转变成电量信号，并进行信号传递的置。3.2
声耦合剂acousticcouplant
局部放电超声波检测时，填充在超声波传惑器利变压器油箱之间，可透射声波的一种中介媒质。3.3
到达时刻 arrival instant
超声波传感器收到的局部放电超声波信号的起始时刻。3.4
绝对时延absolutetimedelay
超声波信号到达时刻与局部放电电信号之间的时差。3.5
相对时延relativetimedelay
超声波信号到达时刻与某个参考时刻的时差，一般设定某个通道的超声波信号到达时刻为参考时刻。
电-声定位electric-acoustic location利川各通道超声波信号与局部放电电信号的绝对时延进行定位的方法：一般需要至少1个通道电信号、3个通道超声波信号进行定位。电信号可以由局部放电脉冲电流检测法、高频脉冲电流检测法，特高频检测法取得。
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acoustic-acoustic location
声-声定位
利用各通道超声波传感器之间超声波信号相对时延进行定位的方法，一般需要至少4个通道超声波信号进行定位。
directpropagationpath
直接传播路径
超波信号穿过油/纸绝缘到油箱内壁开透过钢板直接到达传感器的路径，3.9
indirect propagation path
间接传播路径
超市波信号穿过油/纸绝缘到达汕箱内壁，并沿钢板传输一段距离之店到达传感器的路径。4检测仪器要求
4.1超声波传感器
超声波传感器应满足下列要求：a）谱娠频率：20kHz～300kHz。b）温度范围：—20℃～75℃。
c）灵敏度：大于一40dB（参照10V/Pa，由而对而的超声测试确定）4.2便携式局部放电超声波检测仪使携式局部放电超声波检测仪用于筒部放电超声波避检，应满足下列要求：a）每通道采样速率不低于1×10°次/s。1b）应具有波形显示、数搬存储和数据导出回放分析功能。c）应采用可充电电池供电，连续使用时间不小于4h，4.3局部放电超声波检测定位系统局部放电超声波检测定位系统用于局部放电超市波巡检及定位，应满足下列要求：a）检测通道不少于4个（更多检测道道的系统具有更高的检测效率和可靠性）。b）宜具有自动电-声定位和声-声定位计算功能。c）每通道采样速率不低于1×10°次/s。d）具有波形显示、数据存储和数据导出回放分析功能，可连续存储数据附问不少于12h，具有能反映局部放电超声波信导相位特征的统计图谱功能。e）具有硬件或数字滤波功能。
5、局部放电超声波检测
5.1基本要求
5.11用部放电超市波检及定位在变压器运行或试验电源施加电时进行，检测时的安全工作规程应GB26860和GB26861的规定。5.1.2检测过程中应注意变压器外壳有带电的风险，传感器和信号线缆与带电部位应保持安全距离。5.1.3不直在雨雪、风沙等天气进行超声波检测。5.1.4宜在变压器油中溶解气体分析、常规局部放电试验、高频部放电检测等手段发现变压器内可能存在局部放电后，进行局都放电超声波检测。2
5.1.5检测报告内察应包括：
a）检测目的与内容：
b）捡测日期及时间：
C参考标准：
d）采用的仪器型号及规格；
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c）被检变压器的概况（型号、额定电压、额定容量、编号、冷却方式、室内/室外等）：f）被检变压器负荷：
g）被检变压器最近的油中溶解气体分析试验数据：h）环境温度、被检变压器油温：i）被检变压器分接开关位置，检测期间分接开关是否动作、动作时间：j）检测到的典型疑似局部放电信号及干扰信号波形图、统计图谱：k）对检测数据的分析和评价；
1）如进行定位，应绘山局部放电超声波定位结果，同时标明其参考坐标系；m）检测单位和检测人员
5.2传感器布置
5.2.1传感器应直接布置于变压器箱壁上，不可在油箱加强筋、控制箱等部位布置传感器，应避免将传感器置于变压器油面以上的部位。5.2.2布置传感器前应在保持传感前漏沾的情况下将声耦个剂均勾涂抹于传感面上，宜使用能在变F器工作温度下保持较高黏度的耦合剂（如凝胶化廿油和硅润滑脂）。5.2.3传感器可优先布置了可能存在缺陷的箱壁相关区域或上次超声波检测定位区域。5.2.4传感器可通过磁铁吸附或绑扎方式固定，传感器固定应牢固、稳定：传感器信号线缆应含理安排定线，以免检测期间传感器自身振动和信号线缆见动造成干扰。5.2.5传感器布置完成后，进行检测前应验证检测仪器工作是否正常，通常采用敲山箱壁以产生振动信号的方法，通过各传感器的信号比对检验仪器及传撼器是否正常。5.2.6进行超声波信号搜索时，传感器间距宜小丁0.8m。搜索超声波信号范应包括整个变压器箱壁可测区域。
5.3超声波检测
5.3.1局部放电超声波检测可在变压器运行中或脉冲电流法局部放电试验中进行，脉冲电流法局部放电试验按GB/T7354和1DL/T417规定进行。5.3.2在变压器运行中进行局部放电超声波检测时，可从铁芯，火件接地线上通过穿心高频电流传感器检测局部放电电信导，或采用特高频传感器检测局部放电电信号。在同部放电电信号难以检测或分辨的情况下，可采用超声波信号作为系统数据采集的触发信号。5.3.3对变压器采用脉冲电流法进行局部放电试验时，扁部放电电信号或超声波信号均可作为系统数据采集的触发信号，局部放电电信号宜由连接套管末屏的局部放电检测阻抗取得。5.3.4将传感器布置于变压器油箱上的初始位置后，检验传感器及系统工作状念，传感器布置见5.2。5.3.5在局部放电超声波检测时，如已捡测到明显的局部放电电信号但术能检测到超声波信号时，应在适当延长检测时间，确认无超声波信号后再调整超声波传感器布置位置。5.3.6对运行中变压器的超声波检测，宜在变压器负载条件下进行。5.3.7超声波检测需考虑干扰信号的影响，如油箱搬动、油泵及风扇噪声、现场电磁干扰等：需考患超声波信号在变压器内的衰减和遮挡，如油箱内侧磁屏蔽或电屏蔽、绕纽等的影响。5.3.8对运行中变压器进行超声波信号搜索时，每个测量点的连续监测时间不宜少于10min。若信少发3
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生频率较低且无规律，宜进一延长监测时间。5.3.9搜索信号时仅有个传感器能重复检测到超声波信号，应调整另外的传感器布置在该传感器附近进行验证。
6局部放电超声波信号特征及分析6.1超声波信号特征
通过超声波传感器检测到的变压器内部放电产的超声信号波兆，般装现为呈指数载减的振荡波形；由于局部放电的周期特性，局部放电超声波信号具有一定的重复性，参见附录A。6.2超声波信号分析
6.2.1局部放电超声波信号幅值和视在放电量是局部放电的两种表征形式，两者之问不存在明确对应关系。
6.2.2通常较强局部放电产生的超声波信号幅值较大月持续时间较长。6.2.3沿放电的超声波定位结果呈现多点分散分布的特征。6.2.4超声波信号传播路径不同或超声波信号传播介质差异，导致各传感器收到的超声波信号幅值和时延荐在养异。
6.2.5局部放电超声波信号与电信号一样，符合施加的交流励磁电压的周期特性和相位特性，可结合电源周期特性和租位特性进行分析。6.2.6检测到超声波信号时，应与变压器运行时的搬动，变压器内部结构件松动导致的异常声响，油箱外部结构件振动，分接开关动作，风扇和油泵运行时噪声，异常天气状况如雨雪、风沙等导致的油箱声响等进行区分。
6.2.7铁芯振动噪声的高次谐波频率通常可达30kHz~50kHz，铁芯振动噪声信号波形的包络线一般为续纺锤形：
6.2.8川基于超声波检测和定位的历史数据及统计数据进行进一步分析，如分析对比超声波信号的幅值变化趋势、超声波信号频次变化和超声波定位位置变化趋势等，许结其他诊断方法的数裙进行综合分析。
6.2.9，超声波检测时未检测到信号的可能原内有：局部放电存在较长时间的间歇性，检测时未发生明品局部放电现象；同部放电点准变压器绕纠深处，超声波信号严重衰减。7局部放电声源定位
了.1当检测到的超声波信号是有明显的扇部放电特征时，可对疑似同部放电声源进行定假。7.2定位计算前，在收到超声波信号的区域应增加传感器进行检测，各传感器间距不宜小了0.3m，可反复调整传感器位置，以便各传感器收到沿直接传播路径传播的超声波信号。7.3进行局部放电定位的方法分为电-声定位法和声-声定位法。当可以同时测量到局部放电的电信号和声信号时，可采用电-声定位法和声-声定位法进行定位。在局部放电电信号受到强烈的干扰或难以获取时，可采用-声定位法。
7.4采用电-声定优法时，需要至少3个超声波传感器均检测到局部放电产生的超声波信号，且局部放电电信号可分，可利用各传感器检测到的超声波信号与电信号的绝对时延采用球面霆位算法进行定位，采用声-声定位法时，需至少4个超声波传感器检测到局部放产生的超声波信号，可利用各传感器检测到的超声波信号之问的相对时延来用效曲面定位算法进行定位。球面莅算法和效曲面定位算法参见附录B。
7.5以检测到超声波信号的油箱区域附近显著的结构点如外箱沿、加强筋等作为参考原点，建立三维4
直角坐标系，并在该坐标系下洲量各个传感器的坐标。DL/T1807—2018
7.6将超声波在变压器内部包括油，纸、纸板等介质中的传播速度用简化的等效波速代替，综合温度和不同介质对波速的影响，对于采用矿物油的变压器通常取波速为1400m/s进行定位计算，7.7变低器可能存在多于个放电点的情况，不同放电点产生的超声波信号可通过各传感器信号时延特征进行分辨，应将不同放电点产生的不同的超声波信号时延分别进行定位计算。8附录C给山了报告参考模板，附录D给出了典型案例供参考7.8
iiiKaeeiKAca=
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A.1声信号产生的原理
附录A
（资料性附录）
超声波信号及其传输特征
在局部放电的过程中除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外，同时也产生了各种非电量的信息，如产生声波、发光、发热以及出现新的生成物等。当设备发生局部放也时，在放电的区域中分子间会产生剧烈的撞击，这种撞山在宏观上就产生了一-种压力，由于局部放电的脉冲特性，由此产生脉冲型的小力波。在液体材料中，放电往往发生在液体含有的气泡中，气泡在放电时会爆裂，把大气泡分裂为更小的气泡诚扰动波体、气泡在液体移动，所有这些都会造成压力的变化而发出声波。在固体介质中，局部放电形成电树枝的过程，也会伴随着微弱的爆破，爆破产生的压力变化也会发出声波。A.2声信号的典型特征
局部放电产生的声波分两类，一是气池泡或气隙内放电，其特征是均勾密集，如金属板电极间的油中气泡放电：是介质在高场强下游离山穿，特征是间断的大脉冲，如针对板放电，其声发射频谱更宽。在油纸绝缘中，不同类型和位置的放电产生的声波频谱是不同的，一般频谱峰值在70kHz~～150kHz范围（属于超声波频段），而变压各种振动噪声的频谱般小丁65kHz。通过超声波传感器检测到的变压器内部放电产牛的超声信号波形，一般表现出最开始幅值较人然后呈指数衰减的嵌荡波形。同一个局部放电源产的超声波信号，传播到变压器油箱不同的部位具有固定的时间，因此安装在变压器油箱壁不同位置的超声波传感器所收到的同一放电源信号具有固定的时延关系，但是由丁超声波信号的衰减、超声波传输路径的差别以及各种干扰信号的影响，可能对准确识别超声波信号的起始时间带来困难。由于局部放电的周期特性，同部放电超市波信号具有重复性。布置在变压器油箱壁上一定区域的多个超声波传感器检测到复性的、时延关系一致的超声波信号，是判定设备可能存准在局部放电的一个重要依据。局部放电超声信号典型波形如图A.1所示，10.0
图A.1局部放电超声波信号的典型波形5404
A.3超声波信号传播特性
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油浸式电力变压器内局部放电产生的超声波信号向四周传播，超声波信号穿过不同介质后到达变压器油箱墟。将超声波传感器放置于油箱的不同位置，出于距局部放电源距离不同，超声波信号的到达时刻也将不冏。
声波在油浸式电力设备内的传播模式如图A.2所示，图中B为位丁油箱内部的局部放电源位置，C为超声波传感器在油箱壁上的位置，H为局部放电源到油箱壁的垂直距离，R为局部放电源到超声波传感器的直线距离，X为A与C之间的直线距离，D,与D分别是油箱壁上A与C中间的位置。图A.2中从放电点B到传感器C，超声波信号存在直接传播路径BC和间接传播路径BD,C、BD,C等。传感器放置在油箱壁上不同的位置就会得到不同的信号波形。沿直接传播路径的超声波信号幅值衰减较小，信号传播速度较低：沿间接传播路径的超声波信号幅值衰减大，信号传播速度较快。超声波信号到达变压器油箱后，虽然其频率特性保持一致，而其传播模式及传播速度则发牛了变化。超声波传播到油箱壁后会沿油箱壁传播至传感器，中于超声波在金属中传播速度大于油中传播速度，以该传播路径传播的超声波可能会比沿洒中直接传播路径更早抵达传感器。所以采用超声波在油中传播速度并根据超声波沿油箱结构路径抵达传感器的时间计算声源距离，其结果是不正确的。D
图A.2声波在油浸式电力设备内的传播模式从图A2中可以看到，从放电点B到传感器C，声倍号有儿条传播路径：a）汕中直接传播路径（BC)。在变压器巾，声波以voi的速度沿BC传播，声波在油中的传播速度（vait）人约为1400m/s。当发生角大丁arcsin（voi/vsteel）时，就会发生全反射。这时，在位置C上的传感器不能通过直接路径BC收到直接的声信号。b）变压器中的复合路径。变压器中的声传播到传撼器存在许多复合路径如DC。在汕巾路符BD,或BDz，声波是以Vail波速传播的，而在油箱中声波是以Vstee1沿D,C或DzC传播。在所有这些复食路径中，有一个声波传播时间最短的路径。在这种情况下，声波的临界角心即折射角对90°时的入射角，用式（A.1）表示：ar-arcsin
这样，声波最短的传播时间为
aincosa
X-H-tana
图A.3是测量到的某变压器内部局部放电所发生的声信号的典型波形。(A.1)
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bhopt/ P
Arhsr Ar
图A.3变压器内部局部放电声信号波形h
图A.3a）所示的信号波形，表示传感器所处的位置是在油中直接传播的路径区域内，用这种波形的最人脉冲前沿作为时延进行定位计算的精度较高。图A.3b）所示信号波形，装示传感器的位置可能离放电点的位置较远（不在直接传播区域内）。因此，波形中第一个和第：个最大脉冲可能对应于传播路径为BD,C和BD2C的传播时间。如果依据图A.3b）所示波形进行时延选择，其时延需要迹行折算。一般进行精确定位时，要反复调整传感器的位置，尽可能使各个传感器收到类似图A.3a）所示的照声信与波形。
A.4超声波传播速度
超声波在不同的温度下，通过不同媒质的速度部不树同。表A.1列山了超声波在几种媒质中20℃时的传播速度。bZxz.net
表A.120℃时不同介质中超声波波速材料
矿物油
油没纸
油浸纸板
气体媒质4声波传播速度在130m/s1300m/s范围内，这与气体分子的平均运动速度很接近。在矿物汕中声波传播速度是随温度的升高而下降，变压器的油温每上几或减少1℃，超声波的速度人约以5m/s的速度差而变化，通常取波速为1400m/s进行定位计算。A,5采用超声波法针对不同局部放电类型及部位的检测效果表A.2为采超声波法化对不同局部放电类型及部位的检测效果，下表仅列举部分部位和类型。表A.2不同局部放电类型及部位的检测效果局部放电类型及部位
引线，围屏，绕组端部绝缘、出线昏放电油流静电
绝缘油界面电弧/爬电
总浮电位放电
检测效果
表A.2（续）
同部放电类型及部位
分接开关局部放电
油中套管表面电弧/爬电、套管均压球放电套管内局部放电
绕组内部局部放电
绕组、铁芯间局部放电
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检测|效果
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