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電力技術

開關柜局放測試儀

時間：2022-09-11

中試控股技術研究院魯工為您講解：開關柜局放測試儀（ 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

波形圖—當前測量數據波形，根據【設置】中周波數設置顯示對應的周波數目，根據放電特性來判斷是否放電，同時通過【放大/縮小】鍵可對波形進行放大或縮小調節。
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。
統計圖—顯示脈沖計數和50Hz主頻率下每周期內脈沖數。
控制區
運行/停止—設置系統采集狀態運行或者停止。
清除—清除當前頁面中繪制的波形圖和最大值。
放大/縮小—將圖表中繪制的波形圖進行放大縮小。
顯示方式—切換實時圖標區的展示方式。
拍照—打開相機進行現場拍照記錄。
測量方式—中試控股設置系統在連續采集和單次采集之間切換。
增益—設置系統傳感器的增益等級，-10dB、14dB、35dB。
記錄背景—將當前試驗數據保存為背景數據。
保存—保存當前試驗過程的數據和圖片。
TEV設置
預警值—設定黃色“交通燈”門限值。
報警值—設定紅色“交通燈”門限值。
初始量程—設定圖譜展示的初始量程，該量程是跟隨采集數據動態改變的。
噪聲閾值—數據處理過程中過濾的噪聲大小。
周波數—設置波形模式下單次處理的周波數量。
統計時長—設置統計模式下單次采集的時間。
背景閾值—根據現場實際情況設置濾除閾值。
同步方式—設定系統運行時的同步方式分為外同步、內同步、光同步。
顯示單位—中試控股設定數據展示的顯示單位分為dBmV、dBm、mV。
5.5 US測量
US試驗有4種顯示圖：波形圖，PRPD圖，幅值模式和脈沖模式，點擊底部控制區【顯示方式】鍵切換不同顯示圖（默認波形圖顯示），且四種顯示圖同步處理放電數據。
標題區
顯示正在測量的通道、測量模式、同步方式、增益等級。點擊圖標后可進行US試驗相關參數設置。
數據區
顯示當前測量過程中的有效值、背景值、50Hz、100Hz和當前值。
圖表區
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。根據【設置】中周波數設置顯示對應的周波數目，根據放電特性來判斷是否放電，同時通過【放大/縮小】鍵可對波形進行放大或縮小調節。
PRPD圖—由于局部放電信號的產生與工頻電場具有相關性，中試控股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局部放電是否因設備內部放電引起的。
連續模式—連續模式用于考察儀器并定位超聲信號的來源，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。
脈沖模式—GIS 等設備中顆粒在電場的作用下會升起而跳動。顆粒運動時會產生聲音。脈沖圖譜檢測用于測量顆粒的飛行時間。系統測量脈沖信號之間的間隔，并根據幅值及時間間隔，用圖譜中的一個點表示出來，最終進行脈沖分布統計。
控制區
運行/停止—設置系統采集狀態運行或者停止。
清除—清除當前頁面中繪制的波形圖和最大值。
放大/縮小—將圖表中繪制的波形圖進行放大縮小。
顯示方式—切換實時圖標區的展示方式。
拍照—打開相機進行現場拍照記錄。
測量方式—設置系統在連續采集和單次采集之間切換。
增益—設置系統傳感器的增益等級，-10dB、14dB、35dB。
記錄背景—將當前試驗數據保存為背景數據。
保存—保存當前試驗過程的數據和圖片。
US設置
預警值—設定黃色“交通燈”門限值。
報警值—設定紅色“交通燈”門限值。
初始量程—設定圖譜展示的初始量程，該量程是跟隨采集數據動態改變的。
噪聲閾值—中試控股數據處理過程中過濾的噪聲大小。
周波數—設置波形模式下單次處理的周波數量。
背景閾值—根據現場實際情況設置濾除閾值。
同步方式—設定系統運行時的同步方式分為外同步、內同步、光同步。
顯示單位—設定數據展示的顯示單位分為dBmV、dBuV、mV、uV。
聲音監聽—設定是否播放超聲音頻。
超聲類型—設定傳感器頻率，40KHz和80KHz。
飛行閾值—設置顯示的波形信號幅值的閾值。
開門時間—信號達到觸發幅值后的采樣時間。100~1000us 時間可調。
關門時間—觸發采樣用的關閉時間。2~100ms 時間可調。
飛行周期—5/10個周波。
5.6UHF測量
UHF試驗有3種顯示圖：波形圖，PRPD圖，PRPS圖。在運行狀態下，點擊底部控制區【顯示方式】鍵切換不同顯示圖（默認波形圖顯示），且三種顯示圖同步處理放電數據。
標題區
顯示正在測量的通道、測量模式、同步方式、增益等級。點擊圖標后可進行UHF試驗相關參數設置。
數據區
顯示當前測量過程中的最大值、背景值和當前值。
歷史極值區
顯示當前測量過程中最近的20個周波的最大值
圖表區
波形圖—顯示當前測量數據波形，根據【設置】中周波數設置顯示對應的周波數目，根據放電特性來判斷是否放電，同時通過【放大/縮小】鍵可對波形進行放大或縮小調節。
PRPD圖—二維圖譜，放電相位分布圖譜，顯示放電水平、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，中試控股脈沖序列圖譜，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。