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電力技術

電纜附件局放儀

時間：2022-09-11

中試控股技術研究院魯工為您講解：電纜附件局放儀（ 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

操作指示表
當前狀態操作按鍵說明
運行停止 F1 停止測量
運行清除歷史 F2 清除報警歷史、歷史最大讀數以及報警指示
運行設置 F4 設置試驗以及通道項目
運行幅值縮放 ↑↓ ↑幅值放大，↓幅值縮小
運行切換顯示 ←→ 切換不同的模式
運行查看記錄取消查看保存的測量數據的記錄
運行校準相位確認檢測過程中對相位進行校準
停止運行 F1 開始測量
停止保存數據 F2 保存監測數據信息
停止設置 F4 設置試驗以及通道項目
停止幅值縮放 ↑↓ ↑幅值放大，↓幅值縮小
停止查看記錄取消查看保存的測量數據的記錄
停止保存背景確認將當前測量數值保存為背景值
PRPD圖
二維圖譜，放電相位分布圖譜，顯示放電水平、中試控股相位以及峰值頻次的關系，其中縱軸代表放電水平，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。
PRPS圖
三維圖譜，脈沖序列圖譜，顯示時間、相位及放電水平的關系，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。
圖 6 12 TEV顯示模式切換
TEV—監測模式
【TEV設置】→【測量方式】→監測模式，按鍵進入監測模式。
圖 6 13 TEV監測模式圖
脈沖數/2S—顯示2 秒期內的脈沖計數。
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 TEV幅值（mV）×每周期內的脈沖數計算）。
監測圖—顯示30個周期內放電監測的幅值與頻次變化曲線，可以通過【保存數據】，保存開始運行到當前時間段內所有的幅值與頻次，所保存的最大周期數為7200。
表 6 2操作指示表
當前狀態操作按鍵說明
運行停止 F1 停止測量
運行設置 F4 設置試驗以及通道項目
停止運行 F1 開始測量
停止保存數據 F2 保存監測數據信息
停止設置 F4 設置試驗以及通道項目
6.5 US測量
US有2種測量模式：巡檢模式、監測模式，其中巡檢模式包括波形圖、連續圖、PRPD三種模式。進入系統主界面，點擊【設置】鍵進入設置界面，【系統設置】→【測量方式】→【US】，點擊和鍵選擇【US設置】，點擊【確認】鍵進入US設置界面，【測量模式】→【巡檢模式】。點擊【確認】鍵進入相應的測量方式。

US—巡檢模式
在【US設置】→【測量模式】→巡檢模式，點擊鍵進入巡檢模式。
在巡檢模式下有3種顯示圖：波形模式，連續模式，相位模式。在運行狀態下，點擊或鍵切換不同模式。

簡介
近幾年,隨著國民經濟的發展，停電越來越難,隨著狀態檢修的推廣,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。
我公司集中科研力量，在廣采眾長，降低用戶購買成本的原則指導下，研發出了ZSJF-9000C高壓開關柜局放測試儀(手持式遠程超聲波局放測試儀)，填補了國內空白，適合在我國電力、鐵路、石化行業推廣，是狀態檢修的好幫手。
功能及特點
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。
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。

技術指標
結構鋁制手持式
電路系統具有抗干擾濾波的模擬電路及數字電路
頻率范圍異常超聲波信號都有的40Hz（窄頻傳感器）
顯示液晶顯示并有背光
存儲可覆蓋存儲255次顯示波形
天線雷達式環焦天線
電池鋰電池
操作溫度 -10℃～50℃
探頭接觸式探頭，非接觸式探頭
耳機豪華噪音衰減耳機，可配合使用安全帽
指示 dB值，頻率，電池狀態
靈敏度最低可檢測-40dB的放電量（峰峰值1mv時為0dB）
尺寸鋁制便攜箱55×47×20cm
重量主機：1.5Kg 全套：8Kg

使用方法
1、使用者佩帶好耳機，手持巡檢儀，打開電源手指扣住板機，激光對準檢測對象，聽是否有嘟嘟聲或看顯示器有無波形即可。
2、制定掃描周期：一般一個月一次，對發出聲音小的設備十天一次，對發出聲音比較大的設備一周一次，對發出聲音最大的設備三天一次。使用單位根據自己的實際情況可制定適合自己的帶電監測周期方案。
3、帶電監測不同于停電檢測，停電測試往往是根據規程規定的標準一次測試就可確定數據是否合格，設備有無故障；帶電監測必須看帶電監測的數據的變化趨勢，一般正常情況下，一次高壓設備在帶電運行時，用儀器監測其超聲波背景噪音應該是寂靜的。對于相鄰的同一類設備在同一時間段進行掃描，橫向對比其發出的聲音的大小，按聲音的大小把這些劃分為重點監測對象、一般監測對象、忽略對象(基本沒有聲音的設備)。對于重點監測對象制定不同時間的縱比監測周期計劃，比如十天監測一次、一周監測一次、嚴重的三天監測一次，看其超聲波信號的發展變化趨勢。經幾個周期監測聲音越來越大，對其進行具體趨勢分析，排除負載過大等正常原因后，聲音還是越來越大，就可確定該設備有嚴重的放電等問題，不停電查找原因就要發生絕緣擊穿等重大事故，將嚴重影響整個電力系統的運行。

左右兩鍵為移動光標鍵。
①顯示屏從左上角開始第一個方框為顯示模式，開機后不用操作，讓其處于NONE模式即可。
②第二、三個方框為縱、橫坐標尺度，當光標在其上時，按+、-鍵可改變大小（其中縱坐標要改變尺度大小，需長按+、-鍵）。
③第四個方框FS為存儲，當光標在其上時，按+、-鍵可選擇要存儲的位置文件，存儲則按M鍵。存儲方式是覆蓋（無需刪除），顯示器在正常工作的情況下，按下M鍵，存儲成功則存儲的位置跳向下一個文件。
④第五個方框FL為讀取，當光標在其上時，按+、-鍵可選擇要讀取的文件，M鍵為確認鍵。顯示的紫色波形為讀取波形。也可連接計算機通過專用軟件讀取波形。
⑤第六、八個框不用操作。
⑥第七個框Nm為dB值顯示的采樣平均數，按+、-鍵可改變平均的個數。
⑦左下角為顯示時間框，通過移動光標以及按+、-鍵可設置時間。開機后都要重新設置時間，便于讀取數據時查看日期。
⑧右上角為電池狀態。右下角方框為顯示器運行狀態。最上方的按鍵為暫停鍵。

注意事項
1、超聲波是機械波，不受電磁波干擾，但受風力的影響，同時現場有澆花的水管滋水也會干擾測量結果。檢測時應選擇無風的天氣，把花草噴灌系統關掉。有時變壓器風扇因潤滑不好也產生超聲波，但它和設備電氣故障產生的局放超聲波信號很好區分。
2、發現有異常現象后，不要輕易下結論。要深入細致分析原因排除其他影響因素，多次橫比縱比（見前面使用方法論述）。
3、局放和機械振動都可產生超聲波，兩者要區分清。
4、掃描時激光束絕對不可正對人眼掃描。
5、每次帶電檢測前都要檢查電池是否充滿電。