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電力技術

110KV脈沖電流法局部放電檢測系統

時間：2022-09-03

中試控股業內知名局放儀專家魯工為您詮釋：110KV脈沖電流法局部放電檢測系統（ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀）

ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀用于高壓開關柜、環網柜、變壓器、GIS、架空線路、電纜終端、電纜分支箱等設備的絕緣狀態檢測與評估。
局部放電巡檢儀主要用于高壓電氣設備的局部放電檢測，中試控股采用脈沖電流原理。由于絕大部分高壓電氣設備，其高低壓側或接地部分都存在分布電容，高場強區發生放電時，會耦合到接地部分并通過接地線進入大地。卡在接地線上，檢測其局放產生的脈沖電流信號，從而獲得被檢測設備的局部放電信息。主要用于電纜、變壓器、電抗器、GIS、開關柜等中高壓設備的局部放電信號檢測。

特高頻(UHF)法檢測原理
電力設備絕緣體中絕緣強度和擊穿場強都很高，當局部放電在很小的范圍內發生時，擊穿過程很快，將產生很陡的脈沖電流，其上升時間小于1ns，并激發頻率高達數GHz 的電磁波。局部放電檢測特高頻（UHF）法基本原理是通過UHF 傳感器對電力設備中局部放電時產生的超高頻電磁波（300MHz ≤ f ≤ 3GHz ）信號進行檢測，從而獲得局部放電的相關信息，實現局部放電監測。根據現場設備情況的不同，可以采用內置式超高頻傳感器和外置式超高頻傳感器。如圖4-1所示為特高頻檢測法基本原理示意圖。由于現場的電暈干擾主要集中300MHz 頻段以下，因此UHF 法能有效地避開現場的電暈等干擾，具有較高的靈敏度和抗干擾能力，可實現局部放電帶電檢測、定位以及缺陷類型識別等優點。
4.2 超聲波(US)法檢測原理
局部放電發生前，放電點周圍的電場力絕緣介質的機械應力和粒子力處于相對平衡狀態。局部放電發生時電荷的快速釋放或遷移使電場發生改變，打破了平衡狀態，引起周圍粒子發生震蕩性機械運動，從而產生聲音或振動信號，如圖4-2所示。超聲波法通過在設備腔體外壁上安裝超聲波傳感器來測量局部放電信號。該方法特點是傳感器與地理設備的電氣回路無任何聯系，不受電器方面的干擾，但在現場使用時容易受周圍環境噪聲或設備機械振動的影響。由于超聲信號在電力設備常用絕緣材料中的衰減較大，超聲波檢測法的檢測范圍有限，但具有定位準確度高的優點。局部放電產生的聲波的頻譜很寬，可以從幾十Hz 到幾MHz，其中頻率低于20kHz的信號能夠被人耳聽到而高于這一頻率的超聲波信號必須用超聲波傳感器才能接收到。通過測量超聲波信號的聲壓大小，推測放電的強弱。此外超聲波法還具有可探測不同類型的故障，如懸浮、尖端、沿面等，可在線檢測不影響設備正常運行，具有很高的靈敏度，良好的抗電磁干擾能力以及具有定位準確度高等

ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀應用領域
發、配電企業
鐵路系統
石油化工供電系統
航空航天檢測領域
自動化檢測領域
ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀中試控股引用標準
局部放電測量GB/T 7354
電力設備局部放電現場測量導則 DL/T 417
高電壓試驗技術第一部分：一般試驗要求 GB/T 16927.1
高電壓試驗技術第二部分：測量系統 GB/T 16927.2
高電壓試驗技術第3部分: 現場試驗的定義及要求 GB/T 16927.3
ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀功能
（1）對運行變壓器、GIS等高壓一次設備不接觸掃描，發現并定位外部放電；
（2）對變壓站開放（露天）設備帶電掃描，發現并定位各種放電（電暈、電弧、閃絡、爬電、斷線、拉弧等）；
（3）對運行中的高壓開關柜掃描，發現并定位局部放電、螺絲松動等故障；
（4）發現并定位鐵塔上的絕緣子放電，露天電纜頭的爬電，地下電纜的局部放電；
（5）在電力系統的交接及預防性試驗中，主變及GIS的局放試驗中，用該裝置配合局放儀使用，如有局部放電，可區分是內部放電還是外部放電，如是外部放電，可定位具體的放電點；
（6）大型油漬式變壓器及GIS等生產廠家的出廠試驗中，該裝置在局放試驗中配合局放儀使用，如有放電，在局放儀的屏幕上不能看出是內部放電還是外部放電，用手持式巡檢定位儀進行掃描。可很快發現并定位外部放電，如無外部放電則判斷為內部放電。對干式變壓器的出廠局放試驗，用該裝置配合局放試驗儀使用，能很快區分是內部放電還是外部放電。另外對帶電運行的干式變壓器進行掃描，無論是內部放電還是外部放電，都能準而快地發現并定位；
（7）大型機械設備軸承，因潤滑不良產生的機械故障，用該裝置可檢測并定位；
（8）高壓密封氣體液體的泄漏檢測。
ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀特點
（1）手持式、非接觸、可視化、可聽并存儲顯示波形、帶電不接觸檢測。
（2）信號接收范圍：最遠可達50m。
（3）信號放大倍數大、靈敏度高。
（4）強度適中的綠色激光描準，陽光下人眼易跟蹤。
（5）天線為雷達式軍用環焦天線，聚焦能力強。
（6）顯示器可時時顯示波形，并可存儲有價值的波形。
（7）定位準確，安全可靠，簡單實用。
（8）功能強大，使用范圍廣，適用于電力系統，鐵路及石化冶金等行業的電力
監測、機械故障監測、高壓密封氣體液體等泄露監測。
（9）除對鐵路系統的變電站的放電進行巡檢定位外，特別適合鐵路電力系統的接觸網的各種絕緣及連接故障，查找及定位。詳見后面說明。
（10）安全先進，狀態檢修的好幫手。

ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀技術參數
通道數獨立4通道
采樣速率 1M、5M、10M可選
采樣精度 12bit
量程切換 -40dB，-20dB，0dB，20dB，40dB，60dB共6檔
測量頻帶 3dB 帶寬 10kHz～1MHz
數字濾波 10kHz～1MHz 任意選擇
程控濾波器分段低端頻率：10kHz，20kHz，40kHz，80kHz
高端頻率：100kHz，200kHz，300kHz，400kHz
本量程非線性誤差 10%
測量范圍 0.1pC~100,000pC
靈敏度 0.1pC
可測試品的電容量范圍 6pF～250μF
試驗電源頻率范圍 50～500Hz
顯示
顯示屏 12” TFT真彩色觸摸液晶顯示屏
分辨率 1024×768
接口
USB 3路，可外接鼠標鍵盤，以及外接移動存儲設備
電源模式 AC 220V；頻率50Hz；功率300W
電信號接口 4路BNC接口，用于信號輸入
光信號接口 4路，用于信號輸入
網口 1路
接地鈕外部接地
通用說明
CPU 主頻1.60GHz
內存 2.0GB
硬盤 128GB固態硬盤
系統 Windows Xp
工作環境環境溫度：-10～45℃ 相對濕度：≤95%
尺寸長×寬×高：474mm × 288mm × 370mm
重量 15.8kg

技術特性
通道數 2個電信號接口，一個外同步接口
采樣精度 12bit
量程切換 60dB、50dB、40dB、30dB、20dB、10dB、0dB、-10dB共8檔
頻帶范圍 80k-200kHz、40k-300kHz
本量程非線性誤差 5%
量程范圍 0.1pC~100000pC
靈敏度 0.1pC
可測試品的電容量范圍 6pF～250μF
試驗電源頻率范圍 50～400Hz
顯示
顯示屏 7” TFT真彩色觸摸液晶顯示屏
分辨率 800×480
存儲
物理存儲 256MB DDR2，為運行內存
SD卡存儲標配16G卡，可升級為32G，用于存儲試驗記錄及試驗數據
接口
RS232 用于與PC機同步傳輸接口
USB 可外接鼠標鍵盤，以及外接移動存儲設備
電源模式 AC 220V
電信號接口 2路BNC接口，用于信號輸入
SMA接口外同步接口
SD卡插槽可插入最大支持32G的SD卡
網口可擴展
接地鈕外部接地用
通用說明
CPU 主頻533MHz
系統 WINCE6.0
使用環境溫度 -20℃至45℃
存儲環境溫度 -20℃至60℃
尺寸長×寬×高：350mm × 245mm × 175mm
重量 5.8kg

電氣設備檢修技術的發展大致可以分為三個階段，即故障檢修、定期檢修和狀態檢修，狀態檢修以可靠性為主，它是根據設備的狀態而執行的預防性作業。作為電力系統運行的首要要求，供電可靠性日益凸顯其重要性，因此狀態檢修逐步取代了以往的定期預防性檢修。狀態檢修通過對設備關鍵參數的測量來識別其已有的或潛在的劣化跡象，可在設備不停運的情況下對其進行狀態評估。
高頻局部放電巡檢儀針對帶電巡檢的特點，采用高頻電流及超聲波兩種檢測法，其體積小，性能優異，易于操作。可對電纜、變壓器（電抗器）等接地線進行測量。本系統采用現代電子和計算機綜合技術，實現信號放大（模擬、電子、數字）、濾波、數據采集、數據處理、圖形顯示、試驗報告自動生成，從而完成局部放電的測量、分析。
2. 引用標準
? 局部放電測量GB/T 7354
? 電力設備局部放電現場測量導則 DL/T 417
? 高電壓試驗技術第一部分：一般試驗要求 GB/T 16927.1
? 高電壓試驗技術第二部分：測量系統 GB/T 16927.2
? 高電壓試驗技術第3部分: 現場試驗的定義及要求 GB/T 16927.3
3. 系統組成
本系統主要由以下幾部分組成
? 高頻局部放電巡檢儀一臺。
? 主機充電器一套
? HFCT-II高頻電流互感器1個。
? 超聲傳感器1個
? 電纜超聲探測器1個
? BNC-SMA 50Ω同軸電纜2條。
? 無線同步發射器及電源線一套。

4. 高頻電流互感器（HFCT）測量原理
高頻電流互感器主要用于高壓電氣設備的局部放電檢測，采用脈沖電流原理。由于絕大部分高壓電氣設備，其高低壓側或接地部分都存在分布電容，高場強區發生放電時，會耦合到接地部分并通過接地線進入大地。HFCT卡在接地線上，檢測其局放產生的脈沖電流信號，從而獲得被檢測設備的局部放電信息。主要用于電纜、變壓器、電抗器、GIS、開關柜等中高壓設備的局部放電信號檢測。
4.1 電纜高頻電流檢測
由于制造或安裝的缺陷，會在電纜端頭（接頭）的絕緣部分發生放電，直至發生絕緣擊穿損壞，甚至會發生著火或爆炸。所以，如何在事故發生之前發現故障隱患是解決問題的關鍵，這就使帶電檢測具有必要性。
在高壓電纜中，導線和金屬護套（鎧裝）屏蔽之間由絕緣材料隔開形成分布電容，該電容約為幾百pF，對高頻信號形成通路。因此，高頻的局部放電信號由分布電容對接地引線構成回路傳輸。當內部放電發生的瞬間，會產生一個高頻的脈沖電流，高頻脈沖電流通過線芯與金屬護套（鎧裝）之間的分布電容，由高電位的線芯流到低電位的金屬護套（鎧裝）上，并且通過電纜中間接頭或終端處的接地線進入大地。因此，在中間接頭或終端處的接地線接上一個高頻電流互感器（HFCT），便可將高頻脈沖局部放電電流耦合到HFCT中，通過HFCT與巡檢儀之間的測試電纜傳入巡檢儀進行信號采集分析。
5. 超聲波（US）測量原理
電力設備內部產生局部放電信號時，會產生沖擊的振動及聲音。超聲波法通過在設備腔體外壁上安裝超聲波傳感器來測量局部放電信號。該方法特點是傳感器與地理設備的電氣回路無任何聯系，不受電器方面的干擾，但在現場使用時容易受周圍環境噪聲或設備機械振動的影響。由于超聲信號在電力設備常用絕緣材料中的衰減較大，超聲波檢測法的檢測范圍有限，但具有定位準確度高的優點。
5.1 電纜超聲波檢測
電纜局部放電檢測是一種帶電檢測。對于高壓電纜，很多情況下由于電纜本身或電纜附件質量差，外力損壞和機械損傷，腐蝕與進潮，電纜接頭施工質量問題，附件老化等一系列原因，使得電纜接頭容易發生局部放電。因此對高壓電纜進行局部放電檢測是非常必要的。電纜局部放電帶電巡檢系統是一種用于檢測高壓電纜（電纜端頭）放電性故障的裝置。該裝置的探測器采用具有聲電三維空間定位傳感器，與高壓電氣設備狀態檢測系列產品配套使用，能夠實現在與被測電纜不接觸的狀態下確定放電點的三維空間位置及放電的強弱，從而判斷被測點的絕緣狀況，提前預防事故的發生。可應用于電纜端頭、電纜分接箱的局部放電在線檢測及定位。