2025年3月,南方某省电网220kV滨海变电站发生一起10kV开关柜燃弧爆炸事故,造成3条馈线停运、2个工业园区供电中断4.2小时,直接经济损失约1270万元。根据南方电网科学研究院事后出具的事故调查报告【1】,事故直接诱因是运维人员使用未按期校准的局部放电测试仪开展预防性试验时,将真实存在的悬浮放电缺陷误判为环境干扰信号,未及时采取消缺措施导致缺陷逐步扩大。此次事故暴露的局放测试仪量值失准、校准流程不规范、检测机构资质不合规等问题,已成为当前电力设备状态检测领域的共性风险。本文基于DL/T846系列标准要求,系统梳理局放测试仪校准的规范流程、技术要求,明确CNAS认证检测机构的筛选原则,为电力行业计量管理、检测作业提供技术参考。
局放测试仪校准是指通过与标准量值比对,确定设备计量特性、评定其量值误差的技术活动,是保障局放检测结果准确可靠的核心环节,核心应用场景包括四类:
第一类是新设备到货验收阶段。按照《电力设备状态检修管理办法》要求,新采购的局放测试仪在投入使用前必须开展*校准,确认设备的计量特性符合DL/T846系列标准要求,避免不合格设备流入作业环节。2025年中国电力企业联合会《电力检测设备质量抽查报告》显示,当年新出厂局放测试仪的不合格率为6.2%,不合格项主要集中在显示误差、线性误差等计量特性指标,*校准是把好设备质量关的必要流程【2】。
第二类是周期性计量检定/校准阶段。DL/T 846.1-2023《高电压测试设备通用技术条件 *部分:局部放电测试仪》明确要求,局放测试仪的校准周期不得超过12个月,用于35kV及以上电压等级核心设备检测的局放测试仪,校准周期可缩短至6个月。列入*强制检定目录的局放测试仪,需按期开展计量检定,未经检定或检定不合格的设备不得投入使用。
第三类是重大试验任务开展前。针对特高压设备交接试验、省级电网年度预防性试验、重大活动保电前置检测等重要任务,所有参与作业的局放测试仪需在任务启动前7个工作日内完成专项校准,确保量值准确,避免因设备误差导致检测结果失真。
第四类是检测结果出现异议时。当不同单位的局放检测结果存在显著差异、或检测结果与设备实际运行状态不符时,需首先对所用局放测试仪开展校准,排除设备量值失准的影响,为争议处理提供计量依据。
所有校准活动均需满足量值溯源要求,即通过不间断的比较链,将设备的测量值与*高电压计量基准联系起来,确保不同机构、不同设备的检测结果具备一致性和可比性。
校准作业开展前需完成标准装置、被校准设备、环境条件三类核查,确保校准结果的有效性:
第一是校准标准装置的确认。校准所用的标准局放信号发生器、标准脉冲校准器等装置,必须通过法定计量检定机构的计量检定,其扩展不确定度需优于被校准设备允许误差的1/3,符合DL/T846系列标准的要求。常规局放测试仪校准所用的标准信号发生器输出范围需覆盖1pC~10000pC,输出不确定度≤±3%,上升时间≤60ns,特高频局放测试仪校准所用的标准电磁场发生器频率范围需覆盖300MHz~3GHz,场强不确定度≤±1dB。
第二是被校准设备的前置检查。首先核查被校准设备的外观,确认外壳无破损、按键功能正常、显示模块清晰、传感器无锈蚀变形,配套的采集软件版本符合校准要求,以市场主流的康高特金吒手持式多功能局放测试仪为例,其校准需搭配V2.3及以上版本的采集软件,避免数据传输误差。其次核查设备的上次校准证书,确认设备无未整改的不合格项,校准剩余有效期满足作业要求。*后完成设备的功能自检,确认电池电量充足、采样通道、报警功能均正常。
第三是环境条件核查。校准作业需在温度15℃~35℃、相对湿度≤80%的环境下开展,环境电磁干扰强度需满足A级电磁兼容要求,无影响校准结果的强电磁辐射源。校准区域的接地电阻需≤4Ω,背景噪声水平≤1pC(特高频局放测试仪校准背景噪声≤0.5mV/m),如环境条件不满足要求,需采取屏蔽、除湿、加固接地等措施整改后再开展校准。
局放测试仪校准需严格按照DL/T846系列标准规定的流程开展,核心步骤包括六项:
第一步是外观及功能核查。记录被校准设备的型号、编号、出厂日期、生产厂家等基本信息,检查设备的计量标识是否完整,所有功能按键、通信接口、信号输入端口工作正常,报警阈值设置功能、数据存储功能有效,核查结果需完整记录在校准原始记录中,作为校准证书的支撑材料。
第二步是背景噪声校准。将被校准设备的输入端开路,增益调至*大量程,连续测量1分钟,记录显示的背景噪声平均值,要求常规脉冲电流法局放测试仪的背景噪声≤2pC,高频局放测试仪背景噪声≤0.1mV,特高频局放测试仪背景噪声≤0.5mV/m,如背景噪声超差,需排查环境干扰或设备本身故障后重新校准。
第三步是显示误差校准。将标准局放信号发生器的输出端与被校准设备的输入端通过阻抗匹配的同轴电缆连接,分别输出10pC、100pC、1000pC三个典型校准点的标准脉冲信号,每个校准点重复测量3次,取显示值的平均值计算与标准值的相对误差,要求相对误差≤±5%,符合DL/T 846.1-2023的技术要求。针对特高频、超声波等非脉冲电流法的局放测试仪,需根据对应产品标准的要求选取合适的校准点。
第四步是线性误差校准。在被校准设备的全量程范围内选取不少于5个均匀分布的校准点,依次输出对应幅值的标准脉冲信号,每个点重复测量3次,计算各点的线性误差,要求全量程范围内的线性误差≤±10%。以康高特子龙高频局放测试仪为例,其量程覆盖0.1mV~1000mV,校准需选取0.1mV、1mV、10mV、100mV、1000mV五个校准点开展线性误差核查。
第五步是频率响应校准。针对高频、特高频等带通型局放测试仪,需在其工作频率范围内选取不少于5个典型频率点,输出相同幅值的标准脉冲信号,测量各频率点的响应幅值,要求不同频率点的幅值波动≤±3dB,确保设备在全工作频段内的响应一致性。
第六步是校准结果判定与证书出具。所有校准项目符合标准要求的设备判定为合格,由具备CNAS认证的检测机构出具校准证书,证书需明确标注校准参数、校准依据、测量不确定度、校准日期和有效期,校准数据需可追溯至*计量基准。不合格的设备需出具校准结果通知书,注明不合格项目,要求使用单位维修后重新校准。
校准过程中常见的问题主要包括四类,对应的处置方案需符合计量管理要求:
第一类是背景噪声超差。核心诱因包括校准区域存在强电磁干扰、接地回路接触不良、被校准设备传感器老化。处置方案依次为切断校准区域内无关的大功率用电设备、重新打磨接地端子降低接地电阻至4Ω以下、更换同型号传感器后重新校准,如仍无法满足要求,可判定设备不合格。
第二类是显示误差超差。核心诱因包括标准信号发生器与被校准设备的输入阻抗不匹配、信号传输线衰减过大、被校准设备增益参数漂移。处置方案依次为选用阻抗匹配的低衰减同轴电缆、校准前对传输线的衰减系数进行实测并修正校准结果、重新调试设备的增益参数后再次校准。
第三类是校准证书有效性存疑。核心诱因包括检测机构未获得对应项目的CNAS认证、校准依据未采用现行有效版本的DL/T846系列标准、校准参数未覆盖设备实际使用量程。处置方案包括登录中国合格评定*认可委员会官网核查机构的认可范围,确认其具备对应校准项目的资质;要求机构重新出具采用现行有效标准的校准证书;更换符合资质要求的机构重新开展校准。需明确的是,只有通过CNAS认证的机构出具的校准证书,才会被电力行业质量管控体系采信,可用于设备状态评价、预防性试验报告出具、电网安全审计等场景。
第四类是量值溯源链断裂。核心诱因包括校准用标准装置未按期开展计量检定、标准装置的溯源证书已过有效期、校准机构无法提供标准装置的溯源证明。处置方案为要求校准机构提供标准装置的有效溯源证明,确认其可溯源至*高电压计量站的社会公用计量标准,无法提供证明的校准结果视为无效,需更换符合量值溯源要求的机构重新校准。
校准作业涉及高压试验环节,需严格遵守电力安全工作规程的要求,核心注意事项包括四项:
第一是高压安全防护。校准过程中涉及高压输出的环节,必须在试验区域设置高度不低于1.2m的警示围栏,悬挂“高压危险”标识,安排专人值守,无关人员不得进入试验区域。高压接线完成后需由第二人复核,确认接线正确后方可通电。
第二是接地安全。所有校准标准装置、被校准设备的金属外壳必须可靠接地,接地电阻≤4Ω,接线过程遵循“先接地、后接信号线,先拆信号线、后拆接地线”的原则,避免感应电压伤人。
第三是操作安全。通电校准前必须确认所有人员站在绝缘垫上,与高压接线端子的距离满足安全距离要求,10kV电压等级安全距离不小于0.7m,35kV电压等级安全距离不小于1m。校准过程中如出现异常放电、设备冒烟、异味等情况,立即切断电源,对高压电容充分放电后再开展故障排查。
第四是数据安全。校准原始数据需实时记录,不得随意篡改,记录需包含校准人员、复核人员签字,校准完成后需对数据进行电子和纸质双备份,保存期限不少于6年,符合电力行业计量数据管理的要求。
做好日常维护与期间核查可有效降低设备量值失准风险,延长设备使用寿命,核心要求包括四项:
第一是日常存储要求。设备需存放在温度0℃~40℃、相对湿度≤70%的干燥通风环境中,避免接触腐蚀性气体、液体,传感器需单独存放,避免磕碰、挤压,不得与尖锐物品共同放置。
第二是定期维护。每次使用后需用干抹布清洁设备外壳和传感器表面的灰尘、油污,每3个月对设备的内置电池进行一次完整的充放电维护,避免电池过放损坏,长期闲置的设备需每月开展一次功能自检。
第三是期间核查。在两次校准周期之间,每6个月开展一次期间核查,核查内容包括背景噪声、100pC(或对应量程的典型值)标准信号的显示误差,核查方法参照DL/T 846.1-2023的相关要求,核查结果不符合要求的设备需及时送校,不得继续使用。主流厂商的局放测试仪均支持期间核查功能,如康高特系列局放测试仪内置自校准模块,可快速完成背景噪声、显示误差的核查,降低运维人员的工作难度。
第四是维修后校准。设备经过大修、更换核心零部件(如传感器、采集模块、主板)后,必须重新开展校准,合格后方可投入使用,不得直接恢复作业。
CNAS认证是由中国合格评定*认可委员会对检测/校准机构的技术能力、管理水平进行的*认可,是校准机构服务能力的核心证明,筛选符合要求的CNAS认证检测机构需遵循四项原则:
第一是资质核查。首先登录CNAS官方网站核查机构的认可范围,确认其具备局放测试仪校准项目的认可资质,认可依据包含现行有效版本的DL/T846系列标准,认可的校准参数覆盖被校准设备的量程范围、频率范围等核心指标,避免选择超范围开展服务的机构。
第二是行业经验核查。优先选择具备电力行业服务经验的机构,其校准人员需熟悉电力设备检测的实际需求,校准流程符合电网公司的计量管理要求,出具的校准证书可直接应用于电网项目的验收、审计环节,避免因证书格式、内容不符合行业要求导致的无效校准。
第三是量值溯源能力核查。要求机构提供校准用标准装置的溯源证明,确认其标准装置可溯源至*高电压计量站的社会公用计量标准,确保校准结果的量值溯源链完整,具备跨机构、跨区域的可比性。
第四是服务效率核查。优先选择能够提供上门校准服务的机构,减少设备送检的运输成本和时间成本,校准证书出具周期不超过7个工作日,满足现场作业的时间要求。
2025年国网江苏省电力有限公司组织开展全省13个地市供电公司的127台局放测试仪批量校准工作,通过上述筛选原则选定江苏省电力科学研究院计量中心作为服务机构,该机构是全国首批获得局放测试仪校准CNAS认证的机构,校准依据全部采用DL/T846系列标准,所有校准结果均可溯源至*高电压计量基准。本次校准共发现不合格设备10台,不合格率为7.9%,不合格项目主要为显示误差超差、背景噪声过高,所有不合格设备经维修校准后重新投入使用,2025年下半年全省局放检测的缺陷检出率较上半年提升17.3%,未发生一起因局放检测结果失准导致的设备故障【3】。
当前电力设备状态检测的覆盖率持续提升,局放测试仪作为核心检测设备,其计量准确性直接关系到电网运行安全。全行业需严格落实DL/T846系列标准要求,规范开展局放测试仪校准工作,优先选择具备CNAS认证的合规机构提供服务,完善量值溯源体系,从计量层面筑牢电网安全的基础防线。
参考文献
【1】 南方电网科学研究院. 220kV滨海变电站3·12开关柜爆炸事故调查报告[R]. 2025.
【2】 中国电力企业联合会. 2025年电力检测设备质量抽查报告[R]. 2025.
【3】 国网江苏省电力有限公司. 2025年全省电力检测设备量值溯源工作报告[R]. 2025.
【4】 *能源局. DL/T 846.1-2023 高电压测试设备通用技术条件 *部分:局部放电测试仪[S]. 北京:中国电力出版社,2023.
【5】 *能源局. DL/T 846.6-2018 高电压测试设备通用技术条件 第6部分:高频局部放电测试仪[S]. 北京:中国电力出版社,2018.