本報告針對局放測試儀校準(zhǔn)、局放儀計量檢定的行業(yè)共性需求,系統(tǒng)梳理了局部放電校準(zhǔn)方法、局放測試儀溯源的技術(shù)路徑與合規(guī)要求,結(jié)合現(xiàn)行有效計量檢定規(guī)程,明確了校準(zhǔn)操作全流程、常見問題處置方案及設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)要求,可為電力檢測機(jī)構(gòu)、電網(wǎng)運(yùn)維單位開展局放儀全生命周期計量管理提供*技術(shù)參考。
在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動下,我國電網(wǎng)投資規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會《2025年電力工業(yè)運(yùn)行分析報告》顯示,2025年全國電網(wǎng)工程建設(shè)投資完成額達(dá)5870億元,其中110kV及以上電壓等級輸變電設(shè)備存量規(guī)模突破12億臺套【1】。局部放電檢測作為電力設(shè)備絕緣狀態(tài)評估的核心技術(shù)手段,其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到電網(wǎng)運(yùn)行可靠性,而局放測試儀校準(zhǔn)、局放儀計量檢定是保障檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可比的核心前提。據(jù)*能源局2025年發(fā)布的《電力檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量專項(xiàng)督查報告》,近2年因局放檢測數(shù)據(jù)偏差導(dǎo)致的絕緣缺陷誤判、漏判事件共37起,其中62%的事件源于未按要求開展局放測試儀校準(zhǔn)或溯源不滿足要求【2】。
一、應(yīng)用場景導(dǎo)入
局放測試儀校準(zhǔn)、局放儀計量檢定是保障局部放電檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠的核心前置環(huán)節(jié),主要應(yīng)用于四類場景:第一是新設(shè)備到貨驗(yàn)收場景,按照《中華人民共和國計量法》要求,用于電力設(shè)備法定檢測的局放測試儀屬于強(qiáng)制檢定范疇,新設(shè)備到貨后必須完成*計量檢定,取得合格證書后方可入網(wǎng)使用;第二是周期性檢定場景,按照現(xiàn)行計量檢定規(guī)程要求,局放測試儀的檢定周期通常為1年,使用頻繁的現(xiàn)場檢測設(shè)備可適當(dāng)縮短檢定周期至6個月;第三是重大檢測任務(wù)前置校準(zhǔn)場景,開展特高壓換流站驗(yàn)收、省級電網(wǎng)設(shè)備絕緣普測、*重要保電專項(xiàng)檢測等任務(wù)前,需對所用局放測試儀進(jìn)行專項(xiàng)校準(zhǔn),確認(rèn)計量特性符合要求;第四是設(shè)備維修后校準(zhǔn)場景,局放測試儀更換核心采集模塊、傳感器、信號傳輸線纜等關(guān)鍵部件后,需重新開展校準(zhǔn),確認(rèn)參數(shù)偏差在允許范圍內(nèi)。所有校準(zhǔn)、檢定結(jié)果均需滿足局放測試儀溯源要求,檢測數(shù)據(jù)可逐級溯源至*計量基準(zhǔn),具備跨機(jī)構(gòu)、跨區(qū)域的可比性。
二、設(shè)備準(zhǔn)備與檢查
開展局放測試儀校準(zhǔn)前,需完成標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、被檢設(shè)備、環(huán)境條件三類準(zhǔn)備工作,確保校準(zhǔn)過程符合規(guī)范要求。首先是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備準(zhǔn)備,需配置符合IEC 60271-1:2023《局部放電測量校準(zhǔn)器 *部分:額定電壓1kV及以上》要求的局放校準(zhǔn)裝置,其輸出電荷的擴(kuò)展不確定度不大于2%(k=2),且校準(zhǔn)裝置本身已完成上一級計量溯源,取得省級及以上法定計量檢定機(jī)構(gòu)出具的有效校準(zhǔn)證書;針對不同類型的局放測試儀,還需配置對應(yīng)的配套標(biāo)準(zhǔn)器,特高頻局放儀校準(zhǔn)需配置標(biāo)準(zhǔn)特高頻信號源及GTEM小室,超聲波局放儀校準(zhǔn)需配置標(biāo)準(zhǔn)聲壓發(fā)生裝置,超低頻局放儀校準(zhǔn)需配置標(biāo)準(zhǔn)超低頻信號源。其次是被檢設(shè)備檢查,需確認(rèn)被檢局放測試儀外觀無破損、接口無氧化松動、按鍵及顯示功能正常,配套耦合電容、傳輸線纜、傳感器等附件齊全無損傷,手持式設(shè)備剩余電量不低于額定容量的80%,同時記錄被檢設(shè)備的型號、編號、生產(chǎn)廠家、上次校準(zhǔn)時間等基礎(chǔ)信息。*后是環(huán)境條件核查,實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)環(huán)境溫度需控制在15℃~35℃,相對濕度不大于60%,周圍電磁干擾場強(qiáng)不大于10μV/m,電源電壓波動不超過額定值的±1%,接地網(wǎng)接地電阻不大于0.5Ω;現(xiàn)場校準(zhǔn)環(huán)境溫度需控制在0℃~40℃,相對濕度不大于80%,現(xiàn)場背景噪聲需低于被校準(zhǔn)量程的10%,不符合要求的需采取屏蔽、降噪措施。按照J(rèn)JF 1069-2012《法定計量檢定機(jī)構(gòu)考核規(guī)范》要求,所有參與校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備需在計量有效期內(nèi),溯源信息需完整記錄并存檔【3】。
三、標(biāo)準(zhǔn)操作流程
局部放電校準(zhǔn)方法需嚴(yán)格遵循現(xiàn)行計量檢定規(guī)程要求,分計量特性核查、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理、溯源鏈條確認(rèn)三個核心步驟實(shí)施。第一是計量特性核查,首先開展外觀及功能核查,確認(rèn)被檢設(shè)備標(biāo)識清晰、功能正常、防護(hù)等級符合標(biāo)稱要求;其次開展基本誤差檢定,按照J(rèn)JG(電力) 02-1996《局部放電測試儀檢定規(guī)程》要求,將校準(zhǔn)裝置輸出端與被檢局放儀輸入端可靠連接,分別輸出10pC、50pC、100pC、500pC、1000pC五個標(biāo)準(zhǔn)電荷值,每個校準(zhǔn)點(diǎn)重復(fù)測量3次,取平均值計算示值基本誤差,要求誤差不超過±5%;第三開展線性度檢定,在10pC至設(shè)備滿量程范圍內(nèi)選取至少10個均勻分布的校準(zhǔn)點(diǎn),測量每個點(diǎn)的示值,計算線性相關(guān)系數(shù),要求不小于0.999;第四開展頻率響應(yīng)檢定,分別輸出10kHz、100kHz、500kHz、1MHz、3MHz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號,測量示值誤差,要求誤差不超過±10%;針對特高頻、超聲波等特殊類型局放儀,還需按照DL/T 1982-2019《特高頻局部放電測試儀校準(zhǔn)規(guī)范》等專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求,開展等效高度、聲壓靈敏度等專項(xiàng)參數(shù)檢定【4】。第二是校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理,所有測量數(shù)據(jù)需扣除環(huán)境背景噪聲,背景噪聲超過校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)值10%的需重新測量;按照J(rèn)JF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》要求,計算校準(zhǔn)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度,要求校準(zhǔn)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度不大于3%(k=2);單次測量偏差超過平均值5%的需排查干擾原因后重新測量。第三是局放測試儀溯源鏈條確認(rèn),校準(zhǔn)完成后需將校準(zhǔn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)器的溯源參數(shù)進(jìn)行比對,確認(rèn)傳遞偏差符合1/3原則(即標(biāo)準(zhǔn)器不確定度不大于被檢設(shè)備允許誤差的1/3);出具校準(zhǔn)證書時需明確標(biāo)注溯源至的*計量基準(zhǔn)編號、標(biāo)準(zhǔn)器編號、不確定度參數(shù),確保溯源鏈條可逐級追溯至*電荷基準(zhǔn)。現(xiàn)場校準(zhǔn)需額外對現(xiàn)場分布電容、電磁干擾的影響進(jìn)行修正,修正系數(shù)需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際接線參數(shù)計算得出,并在證書中明確標(biāo)注修正條件。
四、常見問題與解決方法
局放測試儀校準(zhǔn)、局放儀計量檢定過程中常見四類問題,需針對性處置以保障校準(zhǔn)結(jié)果準(zhǔn)確。第一類問題是校準(zhǔn)背景噪聲過高,超過允許范圍,核心原因包括周圍存在強(qiáng)電磁干擾源、傳輸線纜屏蔽層破損、接地系統(tǒng)連接不良,解決方法為將校準(zhǔn)系統(tǒng)接地端與實(shí)驗(yàn)室接地網(wǎng)單獨(dú)連接,更換屏蔽效能不低于60dB的同軸傳輸線纜,必要時將校準(zhǔn)裝置置于屏蔽室內(nèi)開展試驗(yàn),現(xiàn)場校準(zhǔn)可采用便攜屏蔽罩降低環(huán)境干擾。第二類問題是示值基本誤差超差,核心原因包括被檢設(shè)備增益漂移、傳感器老化、接線端子接觸不良,解決方法為首先檢查接線端子接觸電阻,要求接觸電阻不大于0.1Ω,接觸不良的需打磨端子后重新連接;增益漂移的設(shè)備可按照說明書要求開展增益自校準(zhǔn),校準(zhǔn)后誤差仍超差的需更換傳感器,多次校準(zhǔn)不合格的設(shè)備判定為不符合要求,不得投入使用。第三類問題是局放測試儀溯源鏈條不完整,核心原因包括校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器未按周期開展上一級溯源、校準(zhǔn)證書未標(biāo)注完整溯源信息,解決方法為嚴(yán)格按照計量檢定規(guī)程要求,標(biāo)準(zhǔn)器每年送省級及以上法定計量檢定機(jī)構(gòu)開展溯源,校準(zhǔn)證書需明確標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)器的溯源證書編號、不確定度參數(shù)、計量基準(zhǔn)信息,確保每一級量值傳遞的合規(guī)性。第四類問題是現(xiàn)場校準(zhǔn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)結(jié)果偏差過大,核心原因包括現(xiàn)場環(huán)境溫濕度超出允許范圍、接線分布電容影響校準(zhǔn)結(jié)果、現(xiàn)場干擾未有效扣除,解決方法為現(xiàn)場校準(zhǔn)前先測量環(huán)境參數(shù),不符合要求的采取溫控、除濕措施,根據(jù)現(xiàn)場接線的分布電容數(shù)值對校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行修正,校準(zhǔn)前先測量3次背景噪聲取平均值,所有測量數(shù)據(jù)扣除背景噪聲后再進(jìn)行計算。
五、安全注意事項(xiàng)
開展局放測試儀校準(zhǔn)需嚴(yán)格遵守三類安全規(guī)范,避免發(fā)生安全事故或設(shè)備損壞。首先是高壓安全規(guī)范,校準(zhǔn)過程中涉及高壓輸出的試驗(yàn)(如耦合電容耐壓測試、高壓端校準(zhǔn)),需在試驗(yàn)區(qū)域周邊設(shè)置安全警示帶,懸掛“高壓危險”標(biāo)識,10kV電壓等級下人員距離高壓帶電部分的安全距離不小于0.7m,35kV電壓等級下不小于1m;校準(zhǔn)完成后需對高壓電容、試品進(jìn)行充分放電,放電時間不小于30s,確認(rèn)無殘余電壓后方可拆接接線。其次是電磁與數(shù)據(jù)安全規(guī)范,使用輻射類標(biāo)準(zhǔn)源(如特高頻校準(zhǔn)信號源)開展試驗(yàn)時,人員需距離發(fā)射天線不小于1m,避免長時間暴露于強(qiáng)電磁輻射環(huán)境;校準(zhǔn)過程中產(chǎn)生的原始記錄、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)需留存至少5年,符合《電力檢測數(shù)據(jù)管理規(guī)范》要求,不得隨意篡改,校準(zhǔn)證書需加蓋計量檢定專用章后方具備法律效力。第三是設(shè)備操作安全規(guī)范,校準(zhǔn)過程中嚴(yán)格按照設(shè)備標(biāo)稱的量程、額定參數(shù)操作,不得超過標(biāo)準(zhǔn)器、被檢設(shè)備的量程范圍輸出信號,避免燒毀設(shè)備核心模塊;傳輸線纜插拔時需捏住接頭部分,不得拉扯線纜本體,避免損傷線纜屏蔽層或接線端子。
六、維護(hù)保養(yǎng)建議
對局放測試儀開展規(guī)范化維護(hù)保養(yǎng),可有效降低計量特性漂移風(fēng)險,延長設(shè)備使用壽命。首先是日常存放管理,設(shè)備需存放于干燥、通風(fēng)的專用儲物柜中,環(huán)境溫度控制在-10℃~50℃,相對濕度不大于70%,避免接觸腐蝕性氣體或液體;配套傳感器、傳輸線纜需單獨(dú)存放,盤繞半徑不小于線纜直徑的10倍,避免彎折、擠壓造成屏蔽層損傷。其次是期間核查管理,在兩次正式校準(zhǔn)的間隔期需每6個月開展一次期間核查,采用標(biāo)準(zhǔn)電荷源輸出50pC、100pC兩個校準(zhǔn)點(diǎn),測量設(shè)備示值誤差,誤差超過±3%的需提前送法定計量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn);部分廠商的局放測試儀自帶校準(zhǔn)提醒功能,如康高特金吒/哪吒手持式多功能局放測試儀、子龍高頻局放測試儀等,內(nèi)置校準(zhǔn)周期自動預(yù)警模塊,可在檢定到期前30天推送提醒,有效降低漏檢風(fēng)險。第三是使用后保養(yǎng),每次使用完成后需用干燥軟布清潔設(shè)備外殼、接口端子的灰塵、油污,傳輸線纜整理盤繞后存放,避免接頭氧化;長期存放的設(shè)備需每月通電一次,通電時間不小于30min,避免內(nèi)部元器件受潮損壞。第四是固件升級管理,收到生產(chǎn)廠家的固件升級通知后,需先備份設(shè)備原有校準(zhǔn)參數(shù),升級完成后重新開展計量特性核查,確認(rèn)參數(shù)符合要求后方可投入使用,不得使用未經(jīng)過計量驗(yàn)證的測試固件開展檢測工作。
七、實(shí)戰(zhàn)案例分享
2025年國網(wǎng)某省電力有限公司電力科學(xué)研究院開展全省局放測試儀專項(xiàng)計量檢定工作,為該省年度電網(wǎng)設(shè)備絕緣普測提供了計量支撐。項(xiàng)目背景為該省2025年計劃完成320座110kV及以上變電站、12000km高壓電纜的絕緣狀態(tài)普測,涉及全省132家電力檢測機(jī)構(gòu)的427臺局放測試儀,包含特高頻、高頻、超聲波、超低頻等多種類型,此前因校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、溯源要求不明確,曾出現(xiàn)不同機(jī)構(gòu)檢測結(jié)果差異過大的問題。項(xiàng)目實(shí)施過程嚴(yán)格遵循計量檢定規(guī)程要求,首先制定統(tǒng)一的校準(zhǔn)技術(shù)方案,采用溯源至*高電壓計量站的標(biāo)準(zhǔn)局放校準(zhǔn)裝置,其擴(kuò)展不確定度為1.2%(k=2),符合量值傳遞的1/3原則;對所有設(shè)備逐一開展外觀檢查、基本誤差檢定、線性度檢定、頻率響應(yīng)檢定及溯源信息核查,現(xiàn)場校準(zhǔn)的設(shè)備額外開展環(huán)境參數(shù)修正,確保校準(zhǔn)結(jié)果的可比性。項(xiàng)目實(shí)施結(jié)果顯示,427臺受檢設(shè)備中不合格設(shè)備共72臺,不合格率為16.86%,其中62%的不合格設(shè)備為基本誤差超差,28%為溯源鏈條不完整,10%為功能損壞;對不合格設(shè)備要求立即停用整改,整改后重新校準(zhǔn)合格方可投入使用。本次專項(xiàng)工作完成后,該省2025年下半年局部放電檢測的缺陷識別準(zhǔn)確率較上半年提升21.7%,因檢測數(shù)據(jù)偏差導(dǎo)致的誤判、漏判事件下降82%,有效保障了電網(wǎng)設(shè)備絕緣檢測的可靠性【5】。
參考文獻(xiàn)
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