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電力技術
便攜式局放診斷分析儀
時間：2022-09-11
中試控股技術研究院魯工為您講解：便攜式局放診斷分析儀（ ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀 ）
柔性傳感器 ? (開關柜用)
接觸式超聲波傳感器 ? (變壓器用)
高頻互感器 ? (電纜用)
聚波器 ? (高架線路用)
特高頻傳感器 ? (GIS用)
可根據不同被測試品選配更多的傳感器
ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀已經成功運用于:電力電纜、發電機組、開關柜、變壓器、傳輸線、發電廠整體檢測，靈活配超聲波傳感器、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。
ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀發明目的：本發明要解決的技術問題是提供一種局部放電檢測方法及系統，具有應用范圍廣泛、測量精準、信噪比高、實用性強、操作簡單的特點，突破了傳統局部放電信號檢測的局限性，可廣泛應用于局部放電信號檢測。
ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀隨時觀測電力設備的“健康”狀況，為管理者安排生產及檢修、合理調度和分配有限資源提供有效依據，能提高電力系統運營能力和規避風險能力、提高整體經營管理水平。
ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀源于IEC 但遠高于IEC 標準，可以大大提高用戶及國內電力設備檢測管理水平，也可以為改進國家電力檢測規范提供依據。
ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀可用于測量（如制造廠出廠檢測，設備現場安裝調試后并網前檢測）、在線測量（被試設備無需退出運行或停電），或在線監測（在主控室或調度中心直接監測）。在線測量可以減少用戶停電時間，提高生產運營能力。
ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀可以做：變壓器、電纜、開關柜、GIS帶電巡檢
配有: 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
尊敬的用戶：
ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀用于探測中/高壓（MV/HV）設備中的局部放電源。如果沒有探測到放電，其并不意味著中高壓設備中無放電活動。放電往往具有潛伏期，絕緣性能也可能會由于局部放電以外的其他原因而失效。如果檢測到與中高壓電力系統相連的設備中有相當大的放電，應立即通知對設備負責的相關單位。
ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀選配具體分為如下四種：
局部放電巡檢儀：配備暫態地電波、超聲波、特高頻、高頻電流四種測量方式。
A局部放電巡檢儀：配備超聲波、高頻電流三種測量方式。
B局部放電巡檢儀：配備暫態地電波、超聲波兩種測量方式。
C局部放電巡檢儀：配備超聲波、特高頻三種測量方式。
1.ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀概述
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。
我公司研制的 ZSPD-9909多功能局部放電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，中試控股可以較好地評估電氣設備局部放電情況。局部放電巡檢儀適用于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。
局部放電巡檢儀采用了全新的外觀設計，中試控股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。
2.ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀引用標準
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 第三部分： 現場試驗的定義及要求 GB/T 16927.3
3.ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀測量原理
暫態地電壓（TEV）
當配電設備發生局部放電現象時，帶電離子會快速地由帶電體向接地的非帶電體快速遷移，如配電設備的柜體，并在非帶電體上產生電流行波，且以光速向各個方向快速傳播。受集膚效應的影響，電流行波往往僅集中在柜體的內表面，而不會直接穿透金屬柜體。但是當電流行波遇到不連續的金屬斷開或絕緣連接處時，電流行波會由金屬柜體內表面轉移到外表面，并以電磁波形式向自由空間傳播，且在金屬外表面產生暫態地電壓。而該電壓可用專用的TEV傳感器布置在開關柜外面進行測量。TEV傳感器類似傳統的RF耦合電容器，其殼體可做絕緣和保護雙重功能，傳感器內部可感應出高頻脈沖電流信號。
超聲波（US）
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。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。
特高頻(UHF)
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，中試控股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特高頻電磁波（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，可以采用內置式特高頻傳感器和外置式特高頻傳感器。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。
高頻電流互感器（HFCT）
高頻電流互感器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。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。利用HFCT 套接電氣設備接地線的檢測屬于非侵入式的檢測方法, 被檢測設備不需要停運，簡單可靠。
4.ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀技術參數
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，中試控股無線連接主機
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
接口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
長×寬×高235mm×133mm×48mm
重量0.85kg
環境
使用環境溫度-20℃～50℃
存儲環境溫度-40℃～70℃
濕度10%-90%（非冷凝）
海拔高度≤3000m
5.附件清單
主機1臺
特高頻信號調理器PD-TL01/UHF：1個
高頻電流信號調理器PD-TL01/HFCT：1個
無線同步發射器 TB-10：1個
TEV傳感器 TEV-II：1個
超聲傳感器CS-II：1個
非接觸式超聲傳感器 CS-IV：1個
高頻電流互感器HFCT-II：1個
特高頻傳感器UHF-IV：1個
電源適配器中試控股（12V/5A）：1個
BNC-SMA線(長1.5m)：2條
BNC-N型線(長15cm)：1條
BNC-BNC線(長15cm)：1條
USB-TypeC連接線：1條
直流電源一分三轉接線（DC5.5/2.1）：1條
耳機：1個
高溫耦合劑：1盒
說明書：1份
出廠報告：1份
合格證：1份
7.1 儀器開啟/關閉
按下 按鈕，等待1秒，接通儀器電源。1秒后，開機畫面顯示在屏幕中。
圖 8 2 開機畫面
若要關閉儀器，長按 按鈕3秒鐘。
7.2 自檢及系統信息
儀器啟動后，系統會進行自檢，自檢完成后，顯示屏會顯示下列信息：
自檢測試結果-顯示加電自檢測試結果，顯示正常或失敗。如果儀器自檢失敗，則列出故障點，請根據故障類型相應處理，若無法處理，則應將儀器返廠修理。
設備型號—顯示設備型號名稱。
設備編號—顯示設備編號信息。
軟件版本號—顯示儀器上安裝的當前軟件的版本。
另外也可以從系統設置中按 來瀏覽系統信息顯示屏。
7.3 設置
進入系統主畫面后，使用 按鍵進入設置畫面，使用 和 按鍵選擇想要修改的項目，選中項目后使用 和 按鍵對項目進行修改。
其中特殊項：系統設置中的設備名稱、任務編號、中試控股日期時間對其進行修改時首先使用 和 按鍵選擇該項，然后使用 和 按鍵來選擇要修改的具體位置，當要修改的位置閃爍后使用 和 按鍵對該位置進行修改，修改完畢后使用 和 按鍵調整到沒有閃爍區域后，使用 和 按鍵選擇想要修改的其他項目。
系統設置畫面
文件名稱—顯示數據存儲文件的名稱，顯示當前存儲狀態。
設備名稱—被檢測設備的編號。
任務編號—試驗任務編號。
測量通道—當前工作通道。
同步方式—選擇同步方式，內同步、光同步、外同步。
內同步：可檢測電力設備是否存在放電及其放電量大小。
光同步：在室內或其他無陽光直射地點檢測時，需打開白熾燈，可將同步方式改為光同步。
外同步：為了得到穩定而且準確的相位。
按鍵聲音—按鍵聲音開、關控制。
日期時間—系統日期時間設置。
圖片存儲位置—設置圖片存儲路徑，可存儲在SD卡內，也可通過USB口存儲到終端設備。
US設置
預警值（黃色）—設定黃色“交通燈”門限值（默認值3mV）
報警值（紅色）—設定紅色“交通燈”門限值（默認值5mV）
增益—通道增益調節，中試控股系統采用自動增益控制調節，范圍為：42dB、35dB、28dB、21dB、14dB、7dB、0dB、-7dB。
測量模式—US測量模式的切換，包含巡檢模式和監測模式。
周波數—更改波形模式下顯示波形的周波數量。
背景閾值—更改背景閾值。
TEV/HFCT設置
TEV/HFCT設置畫面
預警值（黃色）—設定黃色“交通燈”門限值（默認值20dBmV）
報警值（紅色）—設定紅色“交通燈”門限值（默認值30dBmV）
測量模式—TEV顯示模式的切換，包含巡檢模式和監測模式。
統計模式統計時長—設置統計模式的統計時間
系統信息
系統信息畫面
瀏覽在加電時顯示的系統信息。
7.4 TEV測量
TEV有2種測量模式：巡檢模式和監測模式。
TEV—監測模式
在系統設置中測量方式選擇TEV，按 TEV/CT設置中測量模式選擇監測模式后設置周波數，再點擊 按鈕進入顯示畫面：
TEV 監測模式
測量通道—顯示正在測量的通道。
測量模式/顯示模式—顯示當前測量模式（波形模式、脈沖模式，統計模式。）
觸發方式—中試控股顯示當前觸發方式及運行狀態。
時間日期—顯示系統時間日期。
電池狀態—顯示當前剩余電池電量。
脈沖數/2S—顯示在 2 秒期間內的脈沖計數。
脈沖數/周期—顯示 50Hz主頻率下的每周期內的脈沖數。
嚴重度—顯示短期嚴重度（根據 HFCT幅值（mV）x 每周期內的脈沖數計算）。
TEV—巡檢模式
在TEV/CT設置中測量模式選擇巡檢模式后，點擊 按鈕進入顯示畫面，TEV的巡檢模式有3種顯示模式，若要在各模式之間進行切換，則可以在運行狀態下使用左、右方向鍵在各個不同顯示屏之間進行切換。
顯示模式切換
二維圖譜（波形圖）
顯示單周期內波形幅值和相位的關系，以及脈沖次數與相位的關系。
二維圖譜（PRPD）
該模式下縱軸代表放電水平，橫軸代表相位0-360度，不同的像素顏色代表不同的峰值頻次。點擊 按鈕開始重新統計。
三維圖譜（PRPS）
該模式縱軸代表放電水平，橫軸代表相位，Z軸代表時間，脈沖不同顏色代表放電水平的大小不同，右側顏色標識代表縱軸不同的百分比所使用的不同顏色。通過該模式可以區分干擾和放電，以及隨時間變化不同相位信號的變化。
7.5 US測量
US有2種測量模式：巡檢模式和監測模式。
在系統設置中測量方式選擇US，US設置中選擇需要的測量模式后，點擊 按鈕進入顯示畫面。
US—監測模式
監測模式用于實時監控峰值變化，可觀察背景以及檢測值。
US監測模式測量畫面
US—巡檢模式
在US設置中測量模式選擇巡檢模式后，中試控股點擊 按鈕進入顯示畫面，US的巡檢模式有3種顯示模式，若要在各模式之間進行切換，則可以在運行狀態下使用左、右方向鍵在各個不同顯示屏之間進行切換。
1.連續圖
連續檢測模式是局部放電超聲波檢測中應用最為廣泛的一種檢測方法。可迅速檢測被測信號特征，顯示直觀，響應速度快。該模式通過不同參數值的大小組合判斷被測設備是否存在局部放電以及可能的放電類型。
US巡檢模式連續圖畫面
按下F1停止后，再點擊確定可保存背景。
有效值—顯示被測信號在一個周期內的有效值。
周期峰值—顯示被測信號在一個周期內的峰值。
50Hz相關性—顯示被測信號50Hz頻率成分。
100Hz相關性—顯示被測信號100Hz頻率成分。
2.PRPD圖
由于局部放電信號的產生與工頻電場具有相關性，因此可以將工頻電壓作為參考量，通過觀察被測信號的發生相位是否具有聚集效應來判斷被測信號是否因設備內部放電引起的。
8 12 US巡檢模式PRPD畫面
橫軸為角度（0～360°），縱軸為信號幅值（uV）。
點擊 按鈕可查看存儲記錄。
3.波形圖
波形檢測模式用于對被測信號的原始波形進行診斷分析，以便能直觀的觀察被測信號是否存在異常。
7.6HFCT測量
HFCT有2種測量模式：巡檢模式和監測模式。
HFCT—監測模式
在系統設置中測量方式選擇HFCT，TEV/CT設置中測量模式選擇監測模式后設置周波數，再點擊 按鈕進入顯示畫面：
8 14 HFCT監測模式
測量通道—顯示正在測量的通道。
測量模式/顯示模式—顯示當前測量模式（正常模式、脈沖模式，統計模式。）
觸發方式—顯示當前觸發方式及運行狀態。
時間日期—顯示系統時間日期。
電池狀態—顯示當前剩余電池電量。
脈沖數/2S—顯示在 2 秒期間內的脈沖計數。
脈沖數/周期—顯示 50Hz主頻率下的每周期內的脈沖數。
嚴重度—顯示短期嚴重度（根據 HFCT幅值（mV）x 每周期內的脈沖數計算）。
HFCT—巡檢模式
在HFCT設置中測量模式選擇巡檢模式后，中試控股點擊 按鈕進入顯示畫面，HFCT的統計模式有3種顯示模式，若要在各模式之間進行切換，則可以在運行狀態下使用左、右方向鍵在各個不同顯示屏之間進行切換
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