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中試控股技術研究院魯工為您講解：電氣GIS局放超聲檢測儀（ ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀 ） 

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，停電越來越難，隨著狀態(tài)檢修的嚴格性，帶電測試越來越重要，已成為電網(wǎng)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(jiān)測是狀態(tài)檢修的重要組成部分。電力設備局部放電發(fā)生時，產(chǎn)生聲光電熱磁等物理現(xiàn)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(huán)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(yōu)先發(fā)現(xiàn)局放故障，因為局放發(fā)生時往往先有振動產(chǎn)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(xiàn)對高壓開關柜、環(huán)網(wǎng)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(tài)檢測與評估。通過配置不同的傳感器可以靈活實現(xiàn)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(huán)網(wǎng)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(tài)檢測與評估。
局部放電是一種脈沖放電，它會在電力設備內(nèi)部和周圍空間產(chǎn)生一系列的光、聲、電氣和機械的振動等物理現(xiàn)象和化學變化。這些伴隨局部放電而產(chǎn)生的各種物理和化學變化可以為監(jiān)測電力設備內(nèi)部絕緣狀態(tài)提供檢測信號。當高壓電氣設備內(nèi)部出現(xiàn)絕緣缺陷時，會伴隨有局部放電信號的產(chǎn)生。通過對局放信號的檢測和分析，能判斷高壓電氣設備內(nèi)部是否存在絕緣隱患，防止?jié)撛谑鹿实倪M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(chǎn)生任何影響。該產(chǎn)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(tǒng)，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(lián)網(wǎng)的應用；內(nèi)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(fā)現(xiàn)并定位外部放電；
2、對變壓站開放（露天）設備帶電掃描，發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)并定位局部放電、螺絲松動等故障；
4、發(fā)現(xiàn)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(tǒng)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(qū)分是內(nèi)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(chǎn)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(nèi)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(fā)現(xiàn)并定位外部放電，如無外部放電則判斷為內(nèi)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(qū)分是內(nèi)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(nèi)部放電還是外部放電，都能準而快地發(fā)現(xiàn)并定位；
7、大型機械設備軸承，因潤滑不良產(chǎn)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(shù)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(huán)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(tǒng)，鐵路及石化冶金等行業(yè)的電力監(jiān)測、機械故障監(jiān)測、高壓密封氣體液體等泄露監(jiān)測；
9、除對鐵路系統(tǒng)的變電站的放電進行巡檢定位外，特別適合鐵路電力系統(tǒng)的接觸網(wǎng)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(tài)檢修的好幫手。

ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀參數(shù)

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(nèi)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(nèi)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(shù) 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(shù)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(wǎng)口 1路；接地鈕 外部接地；CPU 主頻1.60GHz；內(nèi)存 2.0GB；硬盤 128GB固態(tài)硬盤；系統(tǒng) Windows Xp；工作環(huán)境 環(huán)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(shù)
可檢測通道數(shù) 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(nèi)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(shù) 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(diào)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(diào)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(nèi)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，

特高頻傳感器HCUHF-IB的使用
  超聲傳感器 
傳感器—使用時在超聲傳感器上涂抹耦合劑，將傳感器放到傳感器支架內(nèi)，并用繃帶固定在GIS上的被測位置。
 
圖6-20 超聲傳感器HCCS-IIA的使用
6.12 高通濾波器的使用
在現(xiàn)場試驗時，中試控股為了排除較大干擾對測試數(shù)據(jù)的影響，可以使用高通濾波器；
高通濾波器的接線方式：將高通濾波器直接接到主機上，然后通過BNC轉(zhuǎn)SMA線，直接與傳感器相連。
6.13 儀器充電
第一次使用前，應為該裝置充電。完全充電所需時間大約4小時；但是，如果該裝置已經(jīng)部分充電，則應減少充電時間。一旦電池充滿，指示燈變?yōu)榫G色。充電狀態(tài)由靠近充電器插孔旁邊的LED指示。
  如果LED熄滅，該裝置未充電，如果接入電源適配器后充電指示燈不亮，表示充電線路有故障，請檢查電源適配器是否通電。
  如果LED紅色，則表示電池正在充電。
  如果LED綠色，則表示電池已充滿。
  充電器插入時，不得用儀器進行測量。
注：對本儀器內(nèi)置電池進行充電時，充電時必須使用本儀器配帶的專用電源適配器充電，不得使用其它電源，否則可能造成電池或儀器損壞！ 
7. 檢測流程
7.1 檢測流程 
圖7-1 檢測流程圖
7.2 UHF檢測流程
1) 設備連接：按照設備接線圖7-2連接測試儀的各個部件，固定傳感器，檢測儀器以及傳感器是否正確接地。
2) 開機檢測：開機后，系統(tǒng)自檢，確認各個檢測通道工作正常。
3) 設置參數(shù)：按【設置】 鍵設置文件名，設備名稱，任務編號，測量方式選擇UHF；再按【UHF設置】 鍵，通過 或 選擇測量模式項，點擊 或 選為巡檢模式，再點擊 返回測量界面。
4) 背景檢測：將UHF傳感器貼在接地的金屬體上（非測量源）。當信號穩(wěn)定時按【停止】 鍵停止運行，再按【保存背景】 鍵，記錄下背景值，按【運行】 鍵開始測量，可以根據(jù)背景值設置背景閾值以慮除噪聲干擾等。
5) 信號檢測：觀察檢測到的信號，如果發(fā)現(xiàn)信號無異常，保存少量數(shù)據(jù)，退出并改變檢測位置繼續(xù)下一點檢測；如果發(fā)現(xiàn)信號存在異常，則延長檢測時間并記錄多組數(shù)據(jù)，進入異常診斷流程。
6) 異常診斷：當通過波形模式檢測到信號時，應對局部放電進行診斷與分析，觀察信號的周期性通過改變測量模式記錄和分析信號。
7) 數(shù)據(jù)記錄：通過儀器的記錄功能將數(shù)據(jù)保存：在各個模式下按【停止】 鍵停止檢測，按【保存數(shù)據(jù)】 鍵存儲數(shù)據(jù)，以供后期分析。
8) 生成報告：取下SD卡，將其插入讀卡器，或在USB端口插入U盤，在停止狀態(tài)下按【查看記錄】 鍵→【文件導出】 鍵，將數(shù)據(jù)直接導出到U盤，將讀卡器或U盤插入到電腦主機，按照第9章生成巡檢報告。 
圖7-2 設備連接圖
表7-1 典型缺陷局部放電圖譜分析與診斷
放電類型 規(guī)律
電暈放電 中試控股放電信號的極性效應非常明顯，通常在工頻相位的負半軸或正半軸出現(xiàn)，放電信號強度較弱且相位分布較寬，放電次數(shù)多。但較高電壓等級下另一個半軸也可能出現(xiàn)放電信號，幅值更高且相位分布較窄，放電次數(shù)少。
懸浮放電 放電信號通常在工頻相位的正、負半軸均會出現(xiàn)，且具有一定的對稱性，放電信號很大且相鄰放電信號時間間隔基本一致，放電次數(shù)少，放電重復率較低。PRPS圖譜具有“內(nèi)八字”或“外八字”分布特征。
顆粒放電 放電信號極性效應不明顯，任意相位上具有分布，放電次數(shù)少，放電信號幅值無明顯規(guī)律，放電信號時間間隔不穩(wěn)定。提高電壓等級放電信號幅值增大但放電間隔降低。
空穴放電 放電信號通常在工頻相位的正、負半周均會出現(xiàn)，且具有一定對稱性，放電信號幅值較分散，且放電次數(shù)較少。
7.3 US檢測流程
1) 設備連接：按照設備接線圖7-3連接測試儀的各個部件，在傳感器表面涂抹耦合劑，檢測儀器以及傳感器是否正確接地。
2) 開機檢測：開機后，系統(tǒng)自檢，確認各個檢測通道工作正常。
3) 設置參數(shù)：按【設置】 鍵設置文件名，設備名稱，任務編號，測量方式選擇US；按【US設置】 ，通過 或 選擇測量模式項，點擊 或 選為巡檢檢測模式，按【確認】 ，確認返回，點擊 或 選為連續(xù)檢測模式，儀器會根據(jù)信號自動轉(zhuǎn)換增益（常規(guī)檢測時無需設置，可使用內(nèi)置參數(shù)）。
4) 背景檢測：將傳感器對著空曠的地方，當信號保持穩(wěn)定時按【停止】 鍵停止檢測，再按【保存背景】 鍵，記錄下背景值，按【運行】 鍵開始測量。
5) 信號檢測：將傳感器經(jīng)耦合劑貼附在設備外殼上，設置儀器為連續(xù)檢測模式，觀察信號有效值，周期峰值，頻率成分的大小，當檢測到異常信號時進入異常診斷與分析。
6) 異常診斷與分析：當檢測到周期性信號時進行分析，觀察在連續(xù)檢測模式下50Hz頻率成分，100Hz頻率成分的大小，與背景信號比較有明顯變化。中試控股應開展局部放電診斷與分析，包括通過應用相位檢測模式，時域波形檢測模式判斷放電類型；或是挪動傳感器位置，尋找信號最大值，查明可能的放電位置。
7) 數(shù)據(jù)記錄：通過儀器的記錄功能將數(shù)據(jù)保存：在當前模式下按【停止】 鍵停止運行，按【保存數(shù)據(jù)】 鍵保存數(shù)據(jù)，供以后生成報告以及數(shù)據(jù)分析。
8) 生成報告：取下SD卡，將其插入讀卡器，或在USB端口插入U盤，在停止狀態(tài)下按【查看記錄】 鍵→【文件導出】 鍵，將數(shù)據(jù)直接導出到U盤，將讀卡器或U盤插入到電腦主機，按照第9章生成巡檢報告。

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(tǒng)的故障檢測工作是對絕緣維護人員的一大挑戰(zhàn)。主要問題是電暈現(xiàn)象，導體周圍的空氣分子帶電或電離產(chǎn)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(zhì)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(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)象的出現(xiàn)。工廠中由電氣原因引起的火災和爆炸根據(jù)其現(xiàn)場危險化學物和有毒化學物的狀況將產(chǎn)生嚴重的連鎖反應。應用傳統(tǒng)的紅外成像技術可以發(fā)現(xiàn)肉眼所無法察及的熱點現(xiàn)象，但電暈、電弧、電痕等現(xiàn)象并不一定伴隨明顯的升溫，并且環(huán)境高溫也會掩蓋這些現(xiàn)象，中試控股同時控制柜中的設備也無法用紅外熱像儀發(fā)現(xiàn)。但是，這些現(xiàn)象卻會產(chǎn)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(tǒng)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(jié)構堅固、結(jié)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(xiàn)象過程中產(chǎn)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?zhèn)鞲衅鳈z測局放信號，并將其轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為穩(wěn)定的線性波形數(shù)據(jù)，然后以數(shù)字形式顯示于液晶顯示屏上，數(shù)據(jù)可以進行存儲或通過RS232接口下載到電腦。