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中試控股技術研究院魯工為您講解：110kV及以上主變局放試驗方案（ ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀 ） 

隨著國民經濟的發展，停電越來越難，隨著狀態檢修的嚴格性，帶電測試越來越重要，已成為電網安全運行的重要保障手段。運行中的電力設備局部放電的監測是狀態檢修的重要組成部分。電力設備局部放電發生時，產生聲光電熱磁等物理現象。其中聲為超聲波，超聲波是20kHz以上的聲波，人耳聽不到，它以聲源為中心，以球面波的形式向周圍傳播。超聲波為機械波，不受電磁環境的影響。用接收超聲波信號來判斷局放存在及定位的方法，比紅外攝像儀、紫外攝像儀更易優先發現局放故障，因為局放發生時往往先有振動產生超聲后才有熱光磁等物理信號。

高頻電流互感器HFCT，超聲傳感器CS，TEV傳感器 TEV，非接觸式超聲傳感器 CS，特高頻傳感器UHF，具有TEV、UHF、AA、AE、HFCT測量功能，局放儀通過靈活達配超聲波傳感器、地電波傳感器、特高頻傳感器、超聲波聚波器，可實現對高壓開關柜、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。通過配置不同的傳感器可以靈活實現多種電氣設備局放部電測試。

ZSJF-9900局部放電綜合巡檢儀簡介

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。
局部放電是一種脈沖放電，它會在電力設備內部和周圍空間產生一系列的光、聲、電氣和機械的振動等物理現象和化學變化。這些伴隨局部放電而產生的各種物理和化學變化可以為監測電力設備內部絕緣狀態提供檢測信號。當高壓電氣設備內部出現絕緣缺陷時，會伴隨有局部放電信號的產生。通過對局放信號的檢測和分析，能判斷高壓電氣設備內部是否存在絕緣隱患，防止潛在事故的進一步擴大。
ZSJF-9900局部放電綜合巡檢儀是一種多功能的手持儀器，其基于地電波、超聲波、特高頻及高頻電流檢測方法，測試設備的局部放電情況，可讀出局部放電幅度及圖譜波形，可以提供二維、三維圖譜的存儲以及讀出功能等，可以較好地評估電氣設備局部放電情況。ZSJF-9900局部放電綜合巡檢儀適用于GIS、開關柜、變壓器及電力電纜等電氣設備的局放檢測。設備采用便攜式，操作簡單，所有的檢測對高壓設備的運行不產生任何影響。該產品可以對測量信號多周期觀察，對放電進行頻率識別，并通過多種模式進行分析，能夠清楚地判斷故障。
ZSJF-9900局部放電綜合巡檢儀采用了全新的外觀設計，使用了目前較為流行的Android系統，更易于操作使用，另外集成了500萬攝像頭拍照功能方便進行巡檢記錄；RFID利于擴展物聯網的應用；內部集成了放電類型庫，便于對放電情況的對比核實。

ZSJF-9900局部放電綜合巡檢儀功能

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參數

TEV測量：測量范圍0-60 dBmV，分辨率1dB，精度±1dB，每周期最大脈沖1400，測量頻帶3~100MHz。

AE測量：測量范圍-6dBμV 至 68dBμV，分辨率1dB，精度±1dB，頻率范圍20~200 kHz。
AA測量：測量范圍-6dBμV~68dBμV，分辨率1dB，精度±1dB，傳感器中心頻率40 kHz。
UHF測量：檢測頻段300-2000MHz，測量范圍0-60 dBmV，靈敏度＜1dBm，傳感器頻段300-2000MHz。
HFCT測量：傳感器傳輸阻抗5mV/mA，檢測頻率1～30MHz，靈敏度≤50pC。

ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀硬件：
外殼ABS；顯示：4.0 寸RGB液晶屏 分辨率800*480；采樣精度：12bit；同步方式：內同步、外同步；連接器：USB 接口(兼充電器輸入)；3.5mm： 立體聲耳機插孔；外部傳感器輸入接口：無線 wifi；耳機：最小 8 歐姆；SD卡：標配 16G ~ 64G；內置電池：3.7V/5000mAh 鋰電池；工作時間：約 6 小時；充電器：AC 90-264V 或 DC 5V；使用溫度：-20 ~ 50℃；濕度：20-85% 相對濕度；體積、重量：210*100*35(mm) 0.4KG(主機)。
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；顯示屏 12” TFT真彩色觸摸液晶顯示屏；分辨率 1024×768；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；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。

主機參數
可檢測通道數 4通道：1個TEV，1個US， 1個UHF（無線），1個HFCT（無線）
采樣精度 12bit同步方式 內同步，外同步，光同步。TEV 檢測帶寬 3M-100MHz ，測量范圍 0～60dB，測量誤差 ±2dB，分辨率 1dB，每周期最大脈沖數 720個，最小脈沖頻率 10Hz，輸出接口：標準SMA連接主機，非接觸US，中心頻率 40kHz，分辨率 0.1uV，精度 ±0.1uV，測量范圍 0.5uV～1mV，輸出接口 標準SMA連接主機，接觸US ，頻率范圍 20kHz～300kHz ，輸出阻抗 50Ω，檢測靈敏度 0.1mV，測量范圍 0.1mV～1V，輸出接口 標準SMA連接主機，UHF檢測帶寬 300MHz～1.5GHz，輸出方式 BNC接口-信號調理單元，無線連接主機，接收方式 天線接收，傳輸方式 同軸電纜，檢測靈敏度 <-60dBm，HFCT，檢測帶寬 1M-30MHz，傳輸阻抗 >5mV/mA(10MHz ) ，輸出阻抗 50Ω
測量范圍 -20~80dB，測量誤差 ±1dB，分辨率 1dB，輸出接口 BNC接口-信號調理單元，無線連接主機，硬件，顯示屏 5.0寸TFT真彩色液晶顯示屏，分辨率 800×480，操作 觸摸/按鍵，存儲 TF卡，接口 中試控股3.5mm立體聲耳機插孔，電源 DC-12V/2A直流電源，擴展功能 USB-TypeC/500萬攝像頭/RFID/WIFI/藍牙，電源 ，內部電源 電池供電（4800mAH 7.4V），
正常工作時間 約7小時，充滿時間約3小時，

在對局部放電的檢測中我們會使用到各種類型的局部放電檢測儀，它們各自采用的原理和方法不盡相同，下面編者為大家去簡單介紹下主流的局部放電的方法，常用的檢測方法主要有以下五種：
1.超聲波檢測法
超聲波檢測法是將超聲傳感器固定在變壓器的油枕壁上（我們稱之為體外檢測），通過傳感器來感受到變壓器內部局部放電產生的超聲波信號，由此來檢測到局部放電的大小和位置。超聲波是通過檢測電力設備局部放電產生的超聲波信號來測量局部放電的大小和位置。在實際檢測中，超聲傳感器主要是通過貼在電氣設備外殼上以體外檢測的方式進行的。通常來說，我們采用的超聲波傳感器是壓電傳感器，選用的頻率范圍是70-150KHz，目的是為了避開變壓器的機械振動噪聲和鐵芯的磁噪聲。
這種檢測方法有什么樣的優點呢？
能夠在線檢測，便于空間定位
可望實現利用超聲波法進行模式識別和定量分析
對超聲波法的研究可以得到一些新的放電信息
雖然目前超聲波法檢測局部放電有一定的成果，但是我們發現在利用超聲波進行局部放電量的大小確定和模式識別方面的研究和應用卻不是很多。與此同時，超聲波的傳感器抗磁電干擾能力較差，靈敏度也不高，這也增加了檢測的難度和精度。
2.常規脈沖電流法
研究表明，局部放電過程中會伴隨著電荷的遷移，遷移電荷可在外圍測量回路中產生脈沖電流，因此通過檢測該脈沖電流便可實現對局部放電的測量。常規脈沖電流法通過檢測阻抗或電流傳感器，檢測電力設備及部件內部由于局部放電引起的脈沖電流信號，獲得視在放電量。
常規脈沖電流法是研究很早、應用廣泛的一種檢測方法，IEC-60270為IEC正式公布的局部放電測量標準。該方法測量放電時回路電荷變化所引起的脈沖電流來實現對高壓電力設備局部放電的檢測。脈沖電流法采用的傳感器為耦合電容(如變壓器套管末屏)或電流傳感器，其測量頻帶一般為脈沖電流信號的低頻段部分，通常為數kHz至數百kHz(至多為數MHz)。目前，常規脈沖電流法廣泛用于變壓器型式試驗、預防和交接試驗、變壓器局部放電實驗研究等，其優點是測量靈敏度高，可以獲得一些局部放電的基本數據包括放電量、放電次數以及放電相位等。
而常規脈沖電流法的缺點也顯而易見：
測量頻率低，頻帶窄，包含的信息量少
運行現場干擾比較復雜，導致常規脈沖電流法很難有效應用于在線監測
對于變壓器這類具有繞組結構的設備，由于局部放電在繞組內的傳播導致脈沖電流法在標定時產生很大的誤差
由于檢測阻抗和放大器對測量的靈敏度、準確度、分辨率以及動態范圍等都有影響，當被檢測對象的電容量較大時，受耦合電容的影響，局部放電檢測儀的測量靈敏度隨著試品電容增加而下降


3.寬頻帶脈沖電流檢測法
脈沖電流法是通過檢測阻抗、檢測變壓器套管接地線、鐵芯接地線、外殼接地線以及繞組中由于局部放電引起的脈沖電流來獲得放電量。而寬頻帶脈沖電流檢測法是常規脈沖電流法在頻率范圍上的展寬，這就使其具有測量頻帶寬包含的局部放電信息量大等優點，既保留了常規脈沖電流法可以測量放電量的優點，同時可以更加真實地反映局部放電的原始脈沖電流特征，為采用脈沖電流波形分析的方法進行信號與噪聲分離提供了可能，配合局部放電信號其他統計譜圖可以實現不同放電模式的模式識別。


4.油中溶解氣體分析法(DGA法)
溶解氣體分析法：Dissolved Gas Analysis（簡稱DGA法）。當充油電力設備內部發生放電性故障、熱故障或者油、紙老化時，會產生多種氣體。這些氣體會溶解于油中，不同類型的氣體及其濃度可以反映不同類型的故障，對油中溶解氣體的監測和分析是充油電氣設備絕緣診斷的重要內容。DGA法是通過檢測變壓器油分解產生的各種氣體的組成和濃度來確定故障(過熱、局放等)狀態。在大量實踐的基礎上，國家標準GB7252-2001規定了不同故障類型產生的氣體成分。不同性質的故障所產生的油中溶解氣體的組分是不同的，據此可以判斷故障的類型，國際電工委員會和我國國家標準推薦用C2H2/C2H4,CH4/H2,C2H4/C2H6三個比值來判斷故障的性質。該方法目前已廣泛應用于變壓器的在線故障診斷中，并且建立起故障診斷的專家系統，是當前在變壓器局部放電檢測領域非常有效的方法。


DGA法的優點是不受外界電磁干擾的影響，數據較為可靠，可以根據局部放電所分解氣體的成分和濃度判斷局部放電的模式，目前已有三比值法、大衛三角法等判斷方法，一些新的判斷方法如模糊數學、人工神經網絡、模糊模式多層聚類、模糊神經網絡等新的判斷方法也陸續提出。對漸變性絕緣缺陷的判斷技術相對較為成熟，缺點在于從局部放電的發生到可檢測到特征氣體往往需要較長的時間，很難捕捉到突發性故障的征跡，實時性比較差。


5.特高頻法(UHF法)局部放電檢測


特高頻法:Ultra High Frequency，是目前局部放電檢測的一種新方法，研究表明，每一次局部放電過程都伴隨著正負電荷的中和，沿放電通道將會有過程極短陡度很大的脈沖電流產生，電流脈沖的陡度比較大，輻射的電磁波信號的特高頻分量比較豐富。目前實驗已經證明，變壓器(油中放電脈沖的上升沿很陡，一般在1ns以內)、GIS內部局部放電等均能夠激發出很高頻率的電磁波，可達數GHz。通過天線傳感器接收局部放電過程輻射的UHF電磁波，實現局部放電的檢測。


這種檢測方法在于：檢測頻段較高，可以有效地避開常規局部放電測量中的電暈、開關操作等多種電氣干擾;檢測頻帶寬，所以其檢測靈敏度很高;而且可識別故障類型和進行定位。同時特高頻方法采取天線空間耦合射頻信號的方式使監測系統與被檢測對象之間沒有電氣連接，對操作人員及監測設備而言都具有更高的安全性。


目前，特高頻方法的研究也面臨著一些問題，由于測量機理與脈沖電流法不同，因此無法進行視在放電量的標定，而且一般外置式傳感器靈敏度明顯低于內置式，所以現場一般需要對現場變壓器的結構上進行一些改動，一般是變壓器預埋傳感器開孔或利用放油閥將特高頻傳感器伸進變壓器箱體，從而對這種檢測方法的推廣還存在一定的障礙

局放應用（ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀）
高壓輸電線路和配電系統的故障檢測工作是對絕緣維護人員的一大挑戰。主要問題是電暈現象，導體周圍的空氣分子帶電或電離產生電暈放電。更換高壓傳輸線操作過程中的能量損失以及絕緣子的變質退化直至最終衰竭是維護人員的兩大顧慮。
電場強度電離絕緣子周圍的空氣分子時，會產生化學反應，腐蝕金屬部件，削弱絕緣化合物能力。中試控股電暈放電產生的高能量將導致機械部件的嚴重損壞，造成非預期性停運和對成千上萬客戶的服務損失，嚴重的可導致火災和爆炸現象的出現。工廠中由電氣原因引起的火災和爆炸根據其現場危險化學物和有毒化學物的狀況將產生嚴重的連鎖反應。應用傳統的紅外成像技術可以發現肉眼所無法察及的熱點現象，但電暈、電弧、電痕等現象并不一定伴隨明顯的升溫，并且環境高溫也會掩蓋這些現象，中試控股同時控制柜中的設備也無法用紅外熱像儀發現。但是，這些現象卻會產生明顯的超聲波噪音，可利用SDT電氣設備局部放電巡檢儀進行檢測。超聲波檢測系統完善了絕緣檢測工作，使人類可以探聽絕緣子、線套、變壓器、端套、避雷針等故障聲響。
應用SDT超聲波診斷技術的超聲波電暈示蹤器是專為電氣和絕緣檢測人員設計的儀器。該中試控股手持式儀器使用電池作為電源，結構堅固、結果精確、操作簡便。操作人員幾乎不需任何培訓就可操作該儀器。用于檢測電暈放電、電弧、電痕等電氣現象過程中產生的高頻超聲噪音。ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀使用高靈敏度拋物面傳感器檢測局放信號，并將其轉化為可聽得見的聲音，使用消音耳機進行局放探聽。同時，泄漏信號使用有效值濾波技術進行處理。儀器將模擬輸入信號轉化為穩定的線性波形數據，然后以數字形式顯示于液晶顯示屏上，數據可以進行存儲或通過RS232接口下載到電腦。