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电力技术
10KV电流互感器局部放电综合试验仪
时间：2022-09-02
中试控股业内知名局放仪专家鲁工为您诠释：10KV电流互感器局部放电综合试验仪（ZSJF-9900局部放电综合试验仪）
ZSJF-9900局部放电综合试验仪用于高压开关柜、环网柜、变压器、GIS、架空线路、电缆终端、电缆分支箱等设备的绝缘状态检测与评估。
局部放电巡检仪主要用于高压电气设备的局部放电检测，中试控股采用脉冲电流原理。由于绝大部分高压电气设备，其高低压侧或接地部分都存在分布电容，高场强区发生放电时，会耦合到接地部分并通过接地线进入大地。卡在接地线上，检测其局放产生的脉冲电流信号，从而获得被检测设备的局部放电信息。主要用于电缆、变压器、电抗器、GIS、开关柜等中高压设备的局部放电信号检测。
特高频(UHF)法检测原理
电力设备绝缘体中绝缘强度和击穿场强都很高，当局部放电在很小的范围内发生时，击穿过程很快，将产生很陡的脉冲电流，其上升时间小于1ns，并激发频率高达数GHz 的电磁波。局部放电检测特高频（UHF）法基本原理是通过UHF 传感器对电力设备中局部放电时产生的超高频电磁波（300MHz ≤ f ≤ 3GHz ）信号进行检测，从而获得局部放电的相关信息，实现局部放电监测。根据现场设备情况的不同，可以采用内置式超高频传感器和外置式超高频传感器。如图4-1所示为特高频检测法基本原理示意图。由于现场的电晕干扰主要集中300MHz 频段以下，因此UHF 法能有效地避开现场的电晕等干扰，具有较高的灵敏度和抗干扰能力，可实现局部放电带电检测、定位以及缺陷类型识别等优点。
4.2 超声波(US)法检测原理
局部放电发生前，放电点周围的电场力绝缘介质的机械应力和粒子力处于相对平衡状态。局部放电发生时电荷的快速释放或迁移使电场发生改变，打破了平衡状态，引起周围粒子发生震荡性机械运动，从而产生声音或振动信号，如图4-2所示。超声波法通过在设备腔体外壁上安装超声波传感器来测量局部放电信号。该方法特点是传感器与地理设备的电气回路无任何联系，不受电器方面的干扰，但在现场使用时容易受周围环境噪声或设备机械振动的影响。由于超声信号在电力设备常用绝缘材料中的衰减较大，超声波检测法的检测范围有限，但具有定位准确度高的优点。局部放电产生的声波的频谱很宽，可以从几十Hz 到几MHz，其中频率低于20kHz的信号能够被人耳听到而高于这一频率的超声波信号必须用超声波传感器才能接收到。通过测量超声波信号的声压大小，推测放电的强弱。此外超声波法还具有可探测不同类型的故障，如悬浮、尖端、沿面等，可在线检测不影响设备正常运行，具有很高的灵敏度，良好的抗电磁干扰能力以及具有定位准确度高等
ZSJF-9900局部放电综合试验仪应用领域
发、配电企业
铁路系统
石油化工供电系统
航空航天检测领域
自动化检测领域
ZSJF-9900局部放电综合试验仪中试控股引用标准
局部放电测量GB/T 7354
电力设备局部放电现场测量导则 DL/T 417
高电压试验技术 第一部分：一般试验要求 GB/T 16927.1
高电压试验技术 第二部分：测量系统 GB/T 16927.2
高电压试验技术 第3部分: 现场试验的定义及要求 GB/T 16927.3
ZSJF-9900局部放电综合试验仪功能
（1）对运行变压器、GIS等高压一次设备不接触扫描，发现并定位外部放电；
（2）对变压站开放（露天）设备带电扫描，发现并定位各种放电（电晕、电弧、闪络、爬电、断线、拉弧等）；
（3）对运行中的高压开关柜扫描，发现并定位局部放电、螺丝松动等故障；
（4）发现并定位铁塔上的绝缘子放电，露天电缆头的爬电，地下电缆的局部放电；
（5）在电力系统的交接及预防性试验中，主变及GIS的局放试验中，用该装置配合局放仪使用，如有局部放电，可区分是内部放电还是外部放电，如是外部放电，可定位具体的放电点；
（6）大型油渍式变压器及GIS等生产厂家的出厂试验中，该装置在局放试验中配合局放仪使用，如有放电，在局放仪的屏幕上不能看出是内部放电还是外部放电，用手持式巡检定位仪进行扫描。可很快发现并定位外部放电，如无外部放电则判断为内部放电。对干式变压器的出厂局放试验，用该装置配合局放试验仪使用，能很快区分是内部放电还是外部放电。另外对带电运行的干式变压器进行扫描，无论是内部放电还是外部放电，都能准而快地发现并定位；
（7）大型机械设备轴承，因润滑不良产生的机械故障，用该装置可检测并定位；
（8）高压密封气体液体的泄漏检测。
ZSJF-9900局部放电综合试验仪特点
（1）手持式、非接触、可视化、可听并存储显示波形、带电不接触检测。
（2）信号接收范围：最远可达50m。
（3）信号放大倍数大、灵敏度高。
（4）强度适中的绿色激光描准，阳光下人眼易跟踪。
（5）天线为雷达式军用环焦天线，聚焦能力强。
（6）显示器可时时显示波形，并可存储有价值的波形。
（7）定位准确，安全可靠，简单实用。
（8）功能强大，使用范围广，适用于电力系统，铁路及石化冶金等行业的电力
监测、机械故障监测、高压密封气体液体等泄露监测。
（9）除对铁路系统的变电站的放电进行巡检定位外，特别适合铁路电力系统的接触网的各种绝缘及连接故障，查找及定位。详见后面说明。
（10）安全先进，状态检修的好帮手。
ZSJF-9900局部放电综合试验仪技术参数
通道数 独立4通道
采样速率 1M、5M、10M可选
采样精度 12bit
量程切换 -40dB，-20dB，0dB，20dB，40dB，60dB共6档
测量频带 3dB 带宽 10kHz～1MHz
数字滤波 10kHz～1MHz 任意选择
程控滤波器分段 低端频率：10kHz，20kHz，40kHz，80kHz
高端频率：100kHz，200kHz，300kHz，400kHz
本量程非线性误差 10%
测量范围 0.1pC~100,000pC
灵敏度 0.1pC
可测试品的电容量范围 6pF～250μF
试验电源频率范围 50～500Hz
显示
显示屏 12” TFT真彩色触摸液晶显示屏
分辨率 1024×768
接口
USB 3路，可外接鼠标键盘，以及外接移动存储设备
电源模式 AC 220V；频率50Hz；功率300W
电信号接口 4路BNC接口，用于信号输入
光信号接口 4路，用于信号输入
网口 1路
接地钮 外部接地
通用说明
CPU 主频1.60GHz
内存 2.0GB
硬盘 128GB固态硬盘
系统 Windows Xp
工作环境 环境温度：-10～45℃ 相对湿度：≤95%
尺寸 长×宽×高：474mm × 288mm × 370mm
重量 15.8kg
技术特性
通道数 2个电信号接口，一个外同步接口
采样精度 12bit
量程切换 60dB、50dB、40dB、30dB、20dB、10dB、0dB、-10dB共8档
频带范围 80k-200kHz、40k-300kHz
本量程非线性误差 5%
量程范围 0.1pC~100000pC
灵敏度 0.1pC
可测试品的电容量范围 6pF～250μF
试验电源频率范围 50～400Hz
显示
显示屏 7” TFT真彩色触摸液晶显示屏
分辨率 800×480
存储
物理存储 256MB DDR2，为运行内存
SD卡存储 标配16G卡，可升级为32G，用于存储试验记录及试验数据
接口
RS232 用于与PC机同步传输接口
USB 可外接鼠标键盘，以及外接移动存储设备
电源模式 AC 220V
电信号接口 2路BNC接口，用于信号输入
SMA接口 外同步接口
SD卡插槽 可插入最大支持32G的SD卡
网口 可扩展
接地钮 外部接地用
通用说明
CPU 主频533MHz
系统 WINCE6.0
使用环境温度 -20℃至45℃
存储环境温度 -20℃至60℃
尺寸 长×宽×高：350mm × 245mm × 175mm
重量 5.8kg
通道数 2个电信号接口，一个外同步接口
采样精度 12bit
量程切换 60dB、50dB、40dB、30dB、20dB、10dB、0dB、-10dB共8档
频带范围 80k-200kHz、40k-300kHz
本量程非线性误差 5%
量程范围 0.1pC~100000pC
灵敏度 0.1pC
可测试品的电容量范围 6pF～250μF
试验电源频率范围 50～400Hz
显示
显示屏 7” TFT真彩色触摸液晶显示屏
分辨率 800×480
存储
物理存储 256MB DDR2，为运行内存
SD卡存储 标配16G卡，可升级为32G，用于存储试验记录及试验数据
接口
RS232 用于与PC机同步传输接口
USB 可外接鼠标键盘，以及外接移动存储设备
电源模式 AC 220V
电信号接口 2路BNC接口，用于信号输入
SMA接口 外同步接口
SD卡插槽 可插入最大支持32G的SD卡
网口 可扩展
接地钮 外部接地用
通用说明
CPU 主频533MHz
系统 WINCE6.0
使用环境温度 -20℃至45℃
存储环境温度 -20℃至60℃
尺寸 长×宽×高：350mm × 245mm × 175mm
重量 5.8kg
PRPS图
三维图谱，脉冲序列图谱，显示时间、相位及放电水平的关系，纵轴代表放电水平，横轴代表相位，Z轴代表时间，脉冲不同颜色代表放电水平的大小不同，右侧颜色标识代表纵轴不同的百分比所使用的不同颜色。通过该模式可以区分干扰和放电，以及随时间变化不同相位信号的变化。
? 背景（mV）—显示被测仪器所在环境的信号。
? 有效值—显示被测信号在一个周期内的有效值。
? 峰值—显示被测信号滤波后的周期峰值，分别用mV和dB 值表示。
? 50Hz—显示被测信号50Hz频率成分。
? 100Hz—显示被测信号100Hz频率成分。
6.8 数据存储
系统将数据存储在SD卡/USB中，为了保证软件正常存储及读取，应保证SD卡/USB有效。存储前应先在系统设置中设置文件名称、设备名称、任务编号，以作为日后查看标识。
保存数据—在停止状态下，按【保存数据】 键，可对数据和当前显示的图谱进行存储，数据存储在SD卡或USB设备中。
6.9 数据查看
按【查看记录】 键，可以进入保存数据界面，记录包含每条数据的所有图谱以及记录类型，同步方式，设备名称，任务编号，时间，单位局放值，背景以及背景阈值所有详细信息。通过操作按钮可以对历史记录进行一系列操作。
6.13 仪器充电
第一次使用前，应为该装置充电。完全充电所需时间大约4小时；但是，如果该装置已经部分充电，则应减少充电时间。一旦电池充满，指示灯变为绿色。充电状态由靠近充电器插孔旁边的LED指示。
? 如果LED熄灭，该装置未充电，如果接入电源适配器后充电指示灯不亮，表示充电线路有故障，请检查电源适配器是否通电。
? 如果LED红色，则表示电池正在充电。
? 如果LED绿色，则表示电池已充满。
7.2 UHF检测流程
1) 设备连接：按照设备接线图7-2连接测试仪的各个部件，固定传感器，检测仪器以及传感器是否正确接地。
2) 开机检测：开机后，系统自检，确认各个检测通道工作正常。
3) 设置参数：按【设置】 键设置文件名，设备名称，任务编号，测量方式选择UHF；再按【UHF设置】 键，通过 或 选择测量模式项，点击 或 选为巡检模式，再点击 返回测量界面。
4) 背景检测：将UHF传感器贴在接地的金属体上（非测量源）。当信号稳定时按【停止】 键停止运行，再按【保存背景】 键，记录下背景值，按【运行】 键开始测量，可以根据背景值设置背景阈值以虑除噪声干扰等。
5) 信号检测：观察检测到的信号，如果发现信号无异常，保存少量数据，退出并改变检测位置继续下一点检测；如果发现信号存在异常，则延长检测时间并记录多组数据，进入异常诊断流程。
6) 异常诊断：当通过波形模式检测到信号时，应对局部放电进行诊断与分析，观察信号的周期性通过改变测量模式记录和分析信号。
7) 数据记录：通过仪器的记录功能将数据保存：在各个模式下按【停止】 键停止检测，按【保存数据】 键存储数据，以供后期分析。
8) 生成报告：取下SD卡，将其插入读卡器，或在USB端口插入U盘，在停止状态下按【查看记录】 键→【文件导出】 键，将数据直接导出到U盘，将读卡器或U盘插入到电脑主机，按照第9章生成巡检报告。
放电类型 规律
电晕放电 放电信号的极性效应非常明显，通常在工频相位的负半轴或正半轴出现，放电信号强度较弱且相位分布较宽，放电次数多。但较高电压等级下另一个半轴也可能出现放电信号，幅值更高且相位分布较窄，放电次数少。
悬浮放电 放电信号通常在工频相位的正、负半轴均会出现，且具有一定的对称性，放电信号很大且相邻放电信号时间间隔基本一致，放电次数少，放电重复率较低。PRPS图谱具有“内八字”或“外八字”分布特征。
颗粒放电 放电信号极性效应不明显，任意相位上具有分布，放电次数少，放电信号幅值无明显规律，放电信号时间间隔不稳定。提高电压等级放电信号幅值增大但放电间隔降低。
空穴放电 放电信号通常在工频相位的正、负半周均会出现，且具有一定对称性，放电信号幅值较分散，且放电次数较少。
7.3 US检测流程
1) 设备连接：按照设备接线图7-3连接测试仪的各个部件，在传感器表面涂抹耦合剂，检测仪器以及传感器是否正确接地。
2) 开机检测：开机后，系统自检，确认各个检测通道工作正常。
3) 设置参数：按【设置】 键设置文件名，设备名称，任务编号，测量方式选择US；按【US设置】 ，通过 或 选择测量模式项，点击 或 选为巡检检测模式，按【确认】 ，确认返回，点击 或 选为连续检测模式，仪器会根据信号自动转换增益（常规检测时无需设置，可使用内置参数）。
4) 背景检测：将传感器对着空旷的地方，当信号保持稳定时按【停止】 键停止检测，再按【保存背景】 键，记录下背景值，按【运行】 键开始测量。
5) 信号检测：将传感器经耦合剂贴附在设备外壳上，设置仪器为连续检测模式，观察信号有效值，周期峰值，频率成分的大小，当检测到异常信号时进入异常诊断与分析。
6) 异常诊断与分析：当检测到周期性信号时进行分析，观察在连续检测模式下50Hz频率成分，100Hz频率成分的大小，与背景信号比较有明显变化。应开展局部放电诊断与分析，包括通过应用相位检测模式，时域波形检测模式判断放电类型；或是挪动传感器位置，寻找信号最大值，查明可能的放电位置。
7) 数据记录：通过仪器的记录功能将数据保存：在当前模式下按【停止】 键停止运行，按【保存数据】 键保存数据，供以后生成报告以及数据分析。
8) 生成报告：取下SD卡，将其插入读卡器，或在USB端口插入U盘，在停止状态下按【查看记录】 键→【文件导出】 键，将数据直接导出到U盘，将读卡器或U盘插入到电脑主机，按照第9章生成巡检报告。
创建报告的主要流程如下：
1、 选择检测方法：特高频、超声波。其中默认为特高频。
2、 选择检测信息（选填）
3、 选择标准依据（选填）
4、 添加检测描述（选填）
5、 添加检测数据：可以同时添加多个间隔的检测数据生成报告。
间隔名称：默认为全部数据，选择后为当前间隔的数据。
测试点布置图：通过添加图片选择当前间隔测试点布置图(可选)。
间隔检测数据：当前间隔的巡检数据详情。
初步分析：对当前间隔巡检数据的初步分析。
保存并增加：保存当前添加的数据信息到检测数据中，并可以继续添加检测数据。
检测数据：所添加的检测数据详情，选中复选框选择用于生成报告的检测数据。变电站名称，测试点布置图，检测数据，初步分析，适用类型。
三维图谱，脉冲序列图谱，显示时间、相位及放电水平的关系，纵轴代表放电水平，横轴代表相位，Z轴代表时间，脉冲不同颜色代表放电水平的大小不同，右侧颜色标识代表纵轴不同的百分比所使用的不同颜色。通过该模式可以区分干扰和放电，以及随时间变化不同相位信号的变化。
? 背景（mV）—显示被测仪器所在环境的信号。
? 有效值—显示被测信号在一个周期内的有效值。
? 峰值—显示被测信号滤波后的周期峰值，分别用mV和dB 值表示。
? 50Hz—显示被测信号50Hz频率成分。
? 100Hz—显示被测信号100Hz频率成分。
6.8 数据存储
系统将数据存储在SD卡/USB中，为了保证软件正常存储及读取，应保证SD卡/USB有效。存储前应先在系统设置中设置文件名称、设备名称、任务编号，以作为日后查看标识。
保存数据—在停止状态下，按【保存数据】 键，可对数据和当前显示的图谱进行存储，数据存储在SD卡或USB设备中。
6.9 数据查看
按【查看记录】 键，可以进入保存数据界面，记录包含每条数据的所有图谱以及记录类型，同步方式，设备名称，任务编号，时间，单位局放值，背景以及背景阈值所有详细信息。通过操作按钮可以对历史记录进行一系列操作。
6.13 仪器充电
第一次使用前，应为该装置充电。完全充电所需时间大约4小时；但是，如果该装置已经部分充电，则应减少充电时间。一旦电池充满，指示灯变为绿色。充电状态由靠近充电器插孔旁边的LED指示。
? 如果LED熄灭，该装置未充电，如果接入电源适配器后充电指示灯不亮，表示充电线路有故障，请检查电源适配器是否通电。
? 如果LED红色，则表示电池正在充电。
? 如果LED绿色，则表示电池已充满。
7.2 UHF检测流程
1) 设备连接：按照设备接线图7-2连接测试仪的各个部件，固定传感器，检测仪器以及传感器是否正确接地。
2) 开机检测：开机后，系统自检，确认各个检测通道工作正常。
3) 设置参数：按【设置】 键设置文件名，设备名称，任务编号，测量方式选择UHF；再按【UHF设置】 键，通过 或 选择测量模式项，点击 或 选为巡检模式，再点击 返回测量界面。
4) 背景检测：将UHF传感器贴在接地的金属体上（非测量源）。当信号稳定时按【停止】 键停止运行，再按【保存背景】 键，记录下背景值，按【运行】 键开始测量，可以根据背景值设置背景阈值以虑除噪声干扰等。
5) 信号检测：观察检测到的信号，如果发现信号无异常，保存少量数据，退出并改变检测位置继续下一点检测；如果发现信号存在异常，则延长检测时间并记录多组数据，进入异常诊断流程。
6) 异常诊断：当通过波形模式检测到信号时，应对局部放电进行诊断与分析，观察信号的周期性通过改变测量模式记录和分析信号。
7) 数据记录：通过仪器的记录功能将数据保存：在各个模式下按【停止】 键停止检测，按【保存数据】 键存储数据，以供后期分析。
8) 生成报告：取下SD卡，将其插入读卡器，或在USB端口插入U盘，在停止状态下按【查看记录】 键→【文件导出】 键，将数据直接导出到U盘，将读卡器或U盘插入到电脑主机，按照第9章生成巡检报告。
放电类型 规律
电晕放电 放电信号的极性效应非常明显，通常在工频相位的负半轴或正半轴出现，放电信号强度较弱且相位分布较宽，放电次数多。但较高电压等级下另一个半轴也可能出现放电信号，幅值更高且相位分布较窄，放电次数少。
悬浮放电 放电信号通常在工频相位的正、负半轴均会出现，且具有一定的对称性，放电信号很大且相邻放电信号时间间隔基本一致，放电次数少，放电重复率较低。PRPS图谱具有“内八字”或“外八字”分布特征。
颗粒放电 放电信号极性效应不明显，任意相位上具有分布，放电次数少，放电信号幅值无明显规律，放电信号时间间隔不稳定。提高电压等级放电信号幅值增大但放电间隔降低。
空穴放电 放电信号通常在工频相位的正、负半周均会出现，且具有一定对称性，放电信号幅值较分散，且放电次数较少。
7.3 US检测流程
1) 设备连接：按照设备接线图7-3连接测试仪的各个部件，在传感器表面涂抹耦合剂，检测仪器以及传感器是否正确接地。
2) 开机检测：开机后，系统自检，确认各个检测通道工作正常。
3) 设置参数：按【设置】 键设置文件名，设备名称，任务编号，测量方式选择US；按【US设置】 ，通过 或 选择测量模式项，点击 或 选为巡检检测模式，按【确认】 ，确认返回，点击 或 选为连续检测模式，仪器会根据信号自动转换增益（常规检测时无需设置，可使用内置参数）。
4) 背景检测：将传感器对着空旷的地方，当信号保持稳定时按【停止】 键停止检测，再按【保存背景】 键，记录下背景值，按【运行】 键开始测量。
5) 信号检测：将传感器经耦合剂贴附在设备外壳上，设置仪器为连续检测模式，观察信号有效值，周期峰值，频率成分的大小，当检测到异常信号时进入异常诊断与分析。
6) 异常诊断与分析：当检测到周期性信号时进行分析，观察在连续检测模式下50Hz频率成分，100Hz频率成分的大小，与背景信号比较有明显变化。应开展局部放电诊断与分析，包括通过应用相位检测模式，时域波形检测模式判断放电类型；或是挪动传感器位置，寻找信号最大值，查明可能的放电位置。
7) 数据记录：通过仪器的记录功能将数据保存：在当前模式下按【停止】 键停止运行，按【保存数据】 键保存数据，供以后生成报告以及数据分析。
8) 生成报告：取下SD卡，将其插入读卡器，或在USB端口插入U盘，在停止状态下按【查看记录】 键→【文件导出】 键，将数据直接导出到U盘，将读卡器或U盘插入到电脑主机，按照第9章生成巡检报告。
创建报告的主要流程如下：
1、 选择检测方法：特高频、超声波。其中默认为特高频。
2、 选择检测信息（选填）
3、 选择标准依据（选填）
4、 添加检测描述（选填）
5、 添加检测数据：可以同时添加多个间隔的检测数据生成报告。
间隔名称：默认为全部数据，选择后为当前间隔的数据。
测试点布置图：通过添加图片选择当前间隔测试点布置图(可选)。
间隔检测数据：当前间隔的巡检数据详情。
初步分析：对当前间隔巡检数据的初步分析。
保存并增加：保存当前添加的数据信息到检测数据中，并可以继续添加检测数据。
检测数据：所添加的检测数据详情，选中复选框选择用于生成报告的检测数据。变电站名称，测试点布置图，检测数据，初步分析，适用类型。
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