中国电工技术学会团体标准解读《局部放电光纤传感检测技术 第1部分：总规范》

中国电工技术学会团体标准T/CES 191-2023《局部放电光纤传感检测技术 第1部分：总规范》由中国电工技术学会提出，华东电力试验研究院有限公司等单位起草编制完成。该标准规定了局部放电光纤传感检测技术的体系结构和不同物理量的检测说明以及安全情况等方面技术要求。

1. 标准起草单位及主要起草人

（1）起草单位

华东电力试验研究院有限公司、西北工业大学、国网宁夏电力有限公司电力科学研究院、西安茂荣电力设备有限公司、国网山西省电力公司、全球能源互联网研究院有限公司、西安交通大学、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、中国电力科学研究院有限公司、国网江西省电力有限公司电力科学研究院、南方电网科学研究院有限责任公司、广西电网有限责任公司电力科学研究院、国网福建省电力有限公司电力科学研究院、国网江苏省电力有限公司电力科学研究院、国网上海市电力公司。 

（2）主要起草人

司文荣、傅晨钊、陈洁、吴旭涛、鞠登峰、贾磊、虞益挺、晏年平、李军浩、药炜、许军、陈川、李伟、沈东明、周秀、李秀广、任明、杨景刚、黎大健、许渊、梁基重、倪辉、姚维强、关宏、高凯、施春波、倪鹤立、魏晓川、吴欣烨、胡海敏、袁鹏。

2. 标准制定背景

根据光纤传感器的特性，结合电工设备内部PD过程中伴随的化学物理现象和生成物，目前被采用并得以研究和应用的有：基于功能型光纤传感器和基于非功能型光纤传感器的PD超声波检测；基于非功能型光纤传感器的PD光测法。PD超声波检测利用光纤本身或外部敏感元件将声信号转换为光信号的变化（光强、相位、频率或波长），再通过光敏元件转换为电信号。

PD光测法是通过检测PD产生的光辐射作为测量依据，借助于普通光纤或荧光光纤，可以进行PD光谱分析、PD光脉冲检测（单个和序列）、PD定位、电气绝缘老化机理以及PD电磁波传播特性等各种研究，从而以不同角度深入对PD机理的理解。但目前，国内外还没有针对光纤传感检测技术用于电工设备内部的PD信号测量的标准颁发。

现行的国外标准IEC TS 62478：2016《High voltage test techniques – measurement of partial discharges by electromagnetic and acoustic methods》涉及到电气设备绝缘中局部放电的电磁（高频/甚高频/特高频）及声学测量方法等内容，未涉及光纤传感检测技术。

针对局部放电（Partial discharge，PD）光纤传感检测技术我国目前没有规范性标准体系。标准是关于术语定义、检测技术的通用性、基础性标准，是制定PD光纤传感检测系统（含测量仪器）技术架构和功能组成的参考性标准。此系列标准将填补国内空白，补充PD检测技术的标准化体系。

3. 标准主要内容

（1）范围

本标准规定了本文件描述了局部放电效应的检测，规范了局部放电光纤传感检测技术的体系结构和不同物理量的检测说明以及安全情况等要求。本文件适用于采用光纤传感检测技术的诊断型和巡检型局部放电测试仪器或系统的设计和制造。

（2）规范性引用文件

本标准主要引用的文件主要包括：

• GB/T 7354-2018 高电压试验技术 局部放电测量
• GB/T 17623 绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法
• GB/T 18901.1-2002 光纤传感器 第1部分：总规范
• GB/T 33905.1 智能传感器 第1部分：总则
• GB/T 42287-2022 高电压试验技术 电磁和声学法测量局部放电
• DL/T 846.4 高电压测试设备通用技术条件 第4部分：脉冲电流法局部放电测量仪
• DL/T 846.10 高电压测试设备通用技术条件 第10部分：暂态地电压局部放电检测
• DL/T 1416 超声波法局部放电测试仪通用技术条件
• DL/T 1534 油浸式电力变压器局部放电特高频检测方法
• DL/T 1607 六氟化硫分解产物的测定 红外光谱法
• DL/T 1630 气体绝缘金属封闭开关设备局部放电特高频检测技术规范

（3）术语及定义

主要包括局部放电、光电转换装置、光传感元件或光供能传感元件、光源、光纤引线、光接口、信号接口、光纤传感检测技术、局部放电用光纤传感器探头的定义。

（4）局部放电效应的检测

局放效应检测的一般原则、诊断型局部放电试验、巡检型局部放电试验三个方面阐述。

（5）体系结构

局部放电光纤传感检测系统由局部放电用光纤传感器、信号调理电路、微处理器、通信单元、显示单元、存储单元等部分构成。按照光纤引线的作用分为功能型、非功能型和拾光型。

（6）不同物理量的检测说明

根据脉冲电流、暂态地电压、电磁波、光脉冲、超声波等不同的物理量分别具体说明。

（7）安全情况

光学元件和系统会产生有害辐射可能发生的下列情况。

（8）其他说明

局部放电光纤传感检测技术种类繁多，其他部分应规定传感装置性能检测与评定、具体的检测方法包括光学法、声学法和电气法，以及适用于不同高压电气设备的应用导则。

4. 标准制定效益

随着电压等级升高，电工设备绝缘水平已经成为影响设备制造难度和安全稳定运行的首要因素；以变压器为例，2013～2021年国网公司220kV及以上电压等级变压器运行分析表明：本体绕组及绝缘发生故障/缺陷最多，占比约40%；变压器绝缘系统故障原因主要有产品设计、制造工艺、外协件质量、运输、运行等几方面，导致其存在绝缘缺陷；而绝缘缺陷产生PD是加剧运行变压器油纸绝缘老化并演变至绝缘击穿故障的首要原因。

PD检测能够用于电工设备出厂试验、现场交接试验、设备修复后的耐压以及现场运行时的在线监测和带电检测等诊断性试验，在电工设备质量监控和风险管控方面发挥了关键重要作用。先进的光纤传感检测技术用于电工设备内部的PD信号测量，可以逐步代替现有的传统检测手段，从而提高电工设备可靠性、优化测试方法、提升测量精度并降低监测系统成本。

本系列标准针对能源互联网建设中电力物联网的基础感知层建设，围绕局部放电光纤传感检测技术在高压电气设备中的应用开展编制工作，为建立PD检（监）统一技术标准体系，推进设备标准化及模块化设计制造提供了技术基础支撑。