中试控股技术研究院鲁工为您讲解：GIS超声波局放诊断仪（ ZSJF-9900局部放电综合试验仪 ） 

随着国民经济的发展，停电越来越难，随着状态检修的严格性，带电测试越来越重要，已成为电网安全运行的重要保障手段。运行中的电力设备局部放电的监测是状态检修的重要组成部分。电力设备局部放电发生时，产生声光电热磁等物理现象。其中声为超声波，超声波是20kHz以上的声波，人耳听不到，它以声源为中心，以球面波的形式向周围传播。超声波为机械波，不受电磁环境的影响。用接收超声波信号来判断局放存在及定位的方法，比红外摄像仪、紫外摄像仪更易优先发现局放故障，因为局放发生时往往先有振动产生超声后才有热光磁等物理信号。

高频电流互感器HFCT，超声传感器CS，TEV传感器 TEV，非接触式超声传感器 CS，特高频传感器UHF，具有TEV、UHF、AA、AE、HFCT测量功能，局放仪通过灵活达配超声波传感器、地电波传感器、特高频传感器、超声波聚波器，可实现对高压开关柜、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。通过配置不同的传感器可以灵活实现多种电气设备局放部电测试。

ZSJF-9900局部放电综合巡检仪简介

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。
局部放电是一种脉冲放电，它会在电力设备内部和周围空间产生一系列的光、声、电气和机械的振动等物理现象和化学变化。这些伴随局部放电而产生的各种物理和化学变化可以为监测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。当高压电气设备内部出现绝缘缺陷时，会伴随有局部放电信号的产生。通过对局放信号的检测和分析，能判断高压电气设备内部是否存在绝缘隐患，防止潜在事故的进一步扩大。
ZSJF-9900局部放电综合巡检仪是一种多功能的手持仪器，其基于地电波、超声波、特高频及高频电流检测方法，测试设备的局部放电情况，可读出局部放电幅度及图谱波形，可以提供二维、三维图谱的存储以及读出功能等，可以较好地评估电气设备局部放电情况。ZSJF-9900局部放电综合巡检仪适用于GIS、开关柜、变压器及电力电缆等电气设备的局放检测。设备采用便携式，操作简单，所有的检测对高压设备的运行不产生任何影响。该产品可以对测量信号多周期观察，对放电进行频率识别，并通过多种模式进行分析，能够清楚地判断故障。
ZSJF-9900局部放电综合巡检仪采用了全新的外观设计，使用了目前较为流行的Android系统，更易于操作使用，另外集成了500万摄像头拍照功能方便进行巡检记录；RFID利于扩展物联网的应用；内部集成了放电类型库，便于对放电情况的对比核实。

ZSJF-9900局部放电综合巡检仪功能

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参数

TEV测量：测量范围0-60 dBmV，分辨率1dB，精度±1dB，每周期最大脉冲1400，测量频带3~100MHz。

AE测量：测量范围-6dBμV 至 68dBμV，分辨率1dB，精度±1dB，频率范围20~200 kHz。
AA测量：测量范围-6dBμV~68dBμV，分辨率1dB，精度±1dB，传感器中心频率40 kHz。
UHF测量：检测频段300-2000MHz，测量范围0-60 dBmV，灵敏度＜1dBm，传感器频段300-2000MHz。
HFCT测量：传感器传输阻抗5mV/mA，检测频率1～30MHz，灵敏度≤50pC。

ZSJF-9900局部放电综合试验仪硬件：
外壳ABS；显示：4.0 寸RGB液晶屏 分辨率800*480；采样精度：12bit；同步方式：内同步、外同步；连接器：USB 接口(兼充电器输入)；3.5mm： 立体声耳机插孔；外部传感器输入接口：无线 wifi；耳机：最小 8 欧姆；SD卡：标配 16G ~ 64G；内置电池：3.7V/5000mAh 锂电池；工作时间：约 6 小时；充电器：AC 90-264V 或 DC 5V；使用温度：-20 ~ 50℃；湿度：20-85% 相对湿度；体积、重量：210*100*35(mm) 0.4KG(主机)。
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；显示屏 12” TFT真彩色触摸液晶显示屏；分辨率 1024×768；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；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。

主机参数
可检测通道数 4通道：1个TEV，1个US， 1个UHF（无线），1个HFCT（无线）
采样精度 12bit同步方式 内同步，外同步，光同步。TEV 检测带宽 3M-100MHz ，测量范围 0～60dB，测量误差 ±2dB，分辨率 1dB，每周期最大脉冲数 720个，最小脉冲频率 10Hz，输出接口：标准SMA连接主机，非接触US，中心频率 40kHz，分辨率 0.1uV，精度 ±0.1uV，测量范围 0.5uV～1mV，输出接口 标准SMA连接主机，接触US ，频率范围 20kHz～300kHz ，输出阻抗 50Ω，检测灵敏度 0.1mV，测量范围 0.1mV～1V，输出接口 标准SMA连接主机，UHF检测带宽 300MHz～1.5GHz，输出方式 BNC接口-信号调理单元，无线连接主机，接收方式 天线接收，传输方式 同轴电缆，检测灵敏度 <-60dBm，HFCT，检测带宽 1M-30MHz，传输阻抗 >5mV/mA(10MHz ) ，输出阻抗 50Ω
测量范围 -20~80dB，测量误差 ±1dB，分辨率 1dB，输出接口 BNC接口-信号调理单元，无线连接主机，硬件，显示屏 5.0寸TFT真彩色液晶显示屏，分辨率 800×480，操作 触摸/按键，存储 TF卡，接口 中试控股3.5mm立体声耳机插孔，电源 DC-12V/2A直流电源，扩展功能 USB-TypeC/500万摄像头/RFID/WIFI/蓝牙，电源 ，内部电源 电池供电（4800mAH 7.4V），
正常工作时间 约7小时，充满时间约3小时，

US检测位置示意图
8.3 HFCT局部放电检测流程
7) 设置参数：点击 设置文件名，设备名称，任务编号，测量方式选择HFCT；再点击 ，点击 选为巡检模式（出厂默认模式），再点击 返回测量界面。
8) 背景检测：连接HFCT传感器，当信号保持稳定时按下 停止运行，再点击 ，记录下背景值，点击 运行。
9) 接入传感器：将HFCT传感器卡在设备的接地线上，根据HFCT上的箭头标识从高频电流互感器的正面（有标牌面）穿入，背面穿出接地。
10) 信号检测：观察所测波形是否具有周期性，并与背景信号比较，看是否有明显变化。
11) 异常诊断：当通过波形模式检测到异常信号时，应对局部放电进行诊断与分析，通过改变测量模式记录和分析信号。
12) 数据记录：通过仪器的记录功能将数据保存：在各个模式下点击 停止，点击 保存记录。
13) 生成报告：取下SD卡，或在USB端口插入U盘在停止状态下点击 ，再点击 文件导出可将数据导出到U盘，按照第9章生成巡检报告。
8.4 声电联合检测
为了更加有效地检测出高压开关柜和工频试验变压器的局部放电及其放电类型，应将超声波（US）测量法与暂态地电压（TEV）测量法联合使用。中试控股经过长期实验室物理模拟开关柜放电现象，发现了其各自的特点（见下表）。
图表 9 2  声电检测技术的区别
放电模型 暂态地电压检测技术 超声波检测技术
沿面放电模型 不敏感 敏感、有效
绝缘子表面放电模型 不敏感 敏感、有效
尖端放电模型 敏感、有效 更敏感、有效
电晕放电模型 敏感、有效 敏感、有效
绝缘子内部缺陷模型 敏感、有效 不敏感
下图为实验室模拟开关柜局部放电模型：
9 3 部分局部放电物理模型
9.巡检报告
巡检数据可通过SD卡或者U盘等导出到PC机中，从而完成用户报告的创建。报告生成对PC机的要求：
系统：为XP系统或WIN7系统。
软件：应安装Microsoft Word2003， Word2007或者Word2010。
9.1 安装简介
用户解压缩PDRG安装包后会出现两个文件，文件名如下图所示：
图 10 1 安装文件
双击或者右键点击后选择运行setup.exe进行自动报告生成软件PDRG的安装，安装界面如下：
 安装界面
根据提示，一步步进行，直到软件安装完成。软件安装完成之后会在桌面以及用户程序菜单下自动生成快捷方式，用户双击或者右键点击运行即可启动该软件。
10-3 启动图标
9.2 功能简介
运行PDRG软件后，界面如下：
10-4 软件界面
该软件的主要功能是自动将 中试控股局放巡检仪保存的数据和图谱以及相关的基本信息写入到Word文件中，减少用户手动进行数据的记录以及图片的查找上传等一系列步骤，自动生成Word文件，辅助用户完成检测报告。此外该软件将自动保存使用者的最近信息，减少用户填写一些基本信息的操作。
9.3 操作简介
具体使用步骤如下：
1.选择数据：点击打开文件夹，选择保存数据的文件夹，注意此时打开的文件夹应该包含一个文件，两个文件夹。例如，现在选择的文件夹为：..\\TestData\\1，则此时该文件下应存在1-TEV、1-US两个文件夹以及1.DB3文件。此时软件界面如下图所示：
 10-5 选择文件
  2. 选择检测方法：在检测方法框选择检测检测方式（US巡检，TEV巡检，HFCT巡检）。每次更新选择下面的数据也会跟着改变。
  3.确定报告需要的数据：在下方的检测数据里选择需要的数据。
  4.生成报告：点击生成报告，选择报告保存的位置，并填写完成基本信息点击确定即可。如若关闭该界面，则不会生成报告。该软件将会保留用户的最近信息，用户下次无需重新填写基本信息，只需选择或者进行部分更改即可。
软件界面如下：
5.报告完成：创建报告时，上方会显示进度条提示创建进度。若耗时过久，用户可暂时将该软件最小化，让其在后台运行即可。当报告成功创建时，软件会自动提醒你是否立即查看或者稍后查看，此时用户可继续生成报告。
图10-8 报告完成界面
  6.完善报告：报告完成后，用户应该检查该报告是否有误，并根据报告数据完善该检测报告。例如，填写分析结论，以及增加一些现场图片等其它操作，完善该报告。至此，一份巡检报告已完成。

局放应用（ZSJF-9900局部放电综合试验仪）
高压输电线路和配电系统的故障检测工作是对绝缘维护人员的一大挑战。主要问题是电晕现象，导体周围的空气分子带电或电离产生电晕放电。更换高压传输线操作过程中的能量损失以及绝缘子的变质退化直至最终衰竭是维护人员的两大顾虑。
电场强度电离绝缘子周围的空气分子时，会产生化学反应，腐蚀金属部件，削弱绝缘化合物能力。中试控股电晕放电产生的高能量将导致机械部件的严重损坏，造成非预期性停运和对成千上万客户的服务损失，严重的可导致火灾和爆炸现象的出现。工厂中由电气原因引起的火灾和爆炸根据其现场危险化学物和有毒化学物的状况将产生严重的连锁反应。应用传统的红外成像技术可以发现肉眼所无法察及的热点现象，但电晕、电弧、电痕等现象并不一定伴随明显的升温，并且环境高温也会掩盖这些现象，中试控股同时控制柜中的设备也无法用红外热像仪发现。但是，这些现象却会产生明显的超声波噪音，可利用SDT电气设备局部放电巡检仪进行检测。超声波检测系统完善了绝缘检测工作，使人类可以探听绝缘子、线套、变压器、端套、避雷针等故障声响。
应用SDT超声波诊断技术的超声波电晕示踪器是专为电气和绝缘检测人员设计的仪器。该中试控股手持式仪器使用电池作为电源，结构坚固、结果精确、操作简便。操作人员几乎不需任何培训就可操作该仪器。用于检测电晕放电、电弧、电痕等电气现象过程中产生的高频超声噪音。ZSJF-9900局部放电综合试验仪使用高灵敏度抛物面传感器检测局放信号，并将其转化为可听得见的声音，使用消音耳机进行局放探听。同时，泄漏信号使用有效值滤波技术进行处理。仪器将模拟输入信号转化为稳定的线性波形数据，然后以数字形式显示于液晶显示屏上，数据可以进行存储或通过RS232接口下载到电脑。