中试控股技术研究院鲁工为您讲解：高频电流局放带电测试仪（ ZSJF-9900局部放电综合试验仪 ） 

ZSJF-9900局部放电综合试验仪已经成功运用于:电力电缆、发电机组、开关柜、变压器、传输线、发电厂整体检测，灵活配超声波传感器、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新型局部放电检测仪分发明目的：本发明要解决的技术问题是提供一种局部放电检测方法及系统，具有应用范围广泛、测量精准、信噪比高、实用性强、操作简单的特点，突破了传统局部放电信号检测的局限性，可广泛应用于局部放电信号检测。
ZSJF-9900新型局部放电检测仪随时观测电力设备的“健康”状况，为管理者安排生产及检修、合理调度和分配有限资源提供有效依据，能提高电力系统运营能力和规避风险能力、提高整体经营管理水平。
ZSJF-9900新型局部放电检测仪源于IEC 但远高于IEC 标准，可以大大提高用户及国内电力设备检测管理水平，也可以为改进国家电力检测规范提供依据。
ZSJF-9900新型局部放电检测仪可用于离线测量（如制造厂出厂检测，设备现场安装调试后并网前检测）、在线测量（被试设备无需退出运行或停电），或在线监测（在主控室或调度中心直接监测）。在线测量可以减少用户停电时间，提高生产运营能力。

高频电流互感器（HFCT）测量原理
高频电流互感器主要用于高压电气设备的局部放电检测，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。HFCT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。
4.1 电缆高频电流检测
由于制造或安装的缺陷，会在电缆端头（接头）的绝缘部分发生放电，直至发生绝缘击穿损坏，甚至会发生着火或爆炸。所以，如何在事故发生之前发现故障隐患是解决问题的关键，这就使带电检测具有必要性。
在高压电缆中，导线和金属护套（铠装）屏蔽之间由绝缘材料隔开形成分布电容，该电容约为几百pF，对高频信号形成通路。因此，高频的局部放电信号由分布电容对接地引线构成回路传输。当内部放电发生的瞬间，会产生一个高频的脉冲电流，高频脉冲电流通过线芯与金属护套（铠装）之间的分布电容，由高电位的线芯流到低电位的金属护套（铠装）上，并且通过电缆中间接头或终端处的接地线进入大地。因此，在中间接头或终端处的接地线接上一个高频电流互感器（HFCT），便可将高频脉冲局部放电电流耦合到HFCT中，通过HFCT与巡检仪之间的测试电缆传入巡检仪进行信号采集分析。
5. 超声波（US）测量原理 
电力设备内部产生局部放电信号时，会产生冲击的振动及声音。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。
5.1 电缆超声波检测
电缆局部放电检测是一种带电检测。对于高压电缆，很多情况下由于电缆本身或电缆附件质量差，外力损坏和机械损伤，腐蚀与进潮，电缆接头施工质量问题，附件老化等一系列原因，使得电缆接头容易发生局部放电。因此对高压电缆进行局部放电检测是非常必要的。电缆局部放电带电巡检系统是一种用于检测高压电缆（电缆端头）放电性故障的装置。该装置的探测器采用具有声电三维空间定位传感器，与高压电气设备状态检测系列产品配套使用，能够实现在与被测电缆不接触的状态下确定放电点的三维空间位置及放电的强弱，从而判断被测点的绝缘状况，提前预防事故的发生。可应用于电缆端头、电缆分接箱的局部放电在线检测及定位。 


 
图 5 1 US电缆巡检装置检测
5.2 变压器超声波检测
变压器长时间使用，可能存在内部部件松动，绝缘表面污秽，绝缘内部存在气隙等情况，会引起设备内部出现非贯穿性放电现象。在放电时会伴随着冲击的振动及声波的产生，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。


6. 技术参数             
主机参数
可检测通道数 2个通道，1个HFCT通道，1个US通道
采样精度 12bit
触发方式 内同步，外同步
HFCT参数
检测带宽 100K-50MHz  
传输阻抗 >5mV/mA(10MHz ) 
输出阻抗 50Ω
检测灵敏度 5pC
测量范围 -20~80dB
测量误差 ±1dB
分辨率 1dB
输出接口 标准BNC
US参数
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BNC
硬件
显示屏 4.3” TFT真彩色液晶显示屏
分辨率 480×272
操作 薄膜按键
存储 SD卡标配16G卡，最大支持32G
接口 3.5mm立体声耳机插孔
DC-005低压直流充电器输入口
充电LED指示灯
RS232调试口
USBD同步口
USB2.0
网口
SD卡插槽
CH1：SMA外部HFCT互感器输入口
US：SMA外部HFCT互感器输入口
电源
内部电源 电池供电（16.8V锂电池）
正常工作时间 约7小时，充满时间约5小时
尺寸
长×宽×高 235mm×133mm×48mm
重量 0.85kg
环境
使用环境温度 -20℃至50℃
存储环境温度 -40℃～70℃
湿度 10%-90%（非冷凝）
海拔高度 ≤3000m
7.2 自检及系统信息
仪器启动后，系统会进行自检，自检完成后，显示屏会显示下列信息：
 自检测试结果-显示加电自检测试结果，显示正常或失败。如果仪器自检失败，则列出故障点，请根据故障类型相应处理，若无法处理，则应将仪器返厂修理。 
 设备型号—显示设备型号名称。
 设备编号—显示设备编号信息。 
 软件版本号—显示仪器上安装的当前软件的版本。 
另外也可以从系统设置中按 来浏览系统信息显示屏。 
7.3 设置
进入系统主画面后，使用 按键进入设置画面，使用 和 按键选择想要修改的项目，选中项目后使用 和 按键对项目进行修改。
其中特殊项：系统设置中的设备名称、任务编号、日期时间对其进行修改时首先使用 和 按键选择该项，然后使用 和 按键来选择要修改的具体位置，当要修改的位置闪烁后使用 和 按键对该位置进行修改，修改完毕后使用 和 按键调整到没有闪烁区域后，使用 和 按键选择想要修改的其他项目。
  文件名称—显示数据存储文件的名称，显示当前存储状态。
  设备名称—被检测设备的编号。
  任务编号—试验任务编号。
  测量通道—当前工作通道。
  触发方式—选择触发模式，内同步、外同步可选。
  按键声音—按键声音开、关控制。
  日期时间—系统日期时间设置。
  图片存储位置—设置图片存储路径，可存储在SD卡内，也可通过USB口存储到终端设备。
  US设置
 
图 7 4 US设置画面
  预警值（黄色）—设定黄色“交通灯”门限值（默认值3mV）
  报警值（红色）—设定红色“交通灯”门限值（默认值5mV）
  增益—通道增益调节，系统采用自动增益控制调节，范围为：42dB、35dB、28dB、21dB、14dB、7dB、-0dB、-7dB。
  测量模式—US测量模式的切换，包含波形模式、连续模式、相位模式。
  波形模式周波数—更改波形模式下显示波形的周波数量。
  HFCT设置
 
图 7 5 HFCT设置画面
  预警值（黄色）—设定黄色“交通灯”门限值（默认值20dBmV）
  报警值（红色）—设定红色“交通灯”门限值（默认值29dBmV）
  测量模式—HFCT显示模式的切换，包含波形模式、统计模式、脉冲模式。
  增益—通道增益调节，系统采用自动增益控制调节，范围为：40dB、34dB、28dB、22dB、16dB、10dB、4dB、-2dB、-8dB、-14dB、-20dB、-26dB。
  统计模式统计时长—设置统计模式的统计时间
7.4 HFCT测量
HFCT有3种测量模式：波形模式、统计模式、脉冲模式。
  HFCT—波形模式
在系统设置中测量方式选择HFCT，HFCT设置中测量模式选择波形模式后设置周波数，再点击 按钮进入显示画面：
 
图 7 7 HFCT波形运行模式
  测量通道—显示正在测量的通道。
  测量模式/显示模式—显示当前测量模式（正常模式、脉冲模式，统计模式。）
  触发方式—显示当前触发方式及运行状态。
  时间日期—显示系统时间日期。
  电池状态—显示当前剩余电池电量。
  报警指示—显示当前的报警状态，如绿色、黄色或红色，具体由设定值决定。默认值为：小于20 dB = 绿色、20-29 dB = 黄色、大于 29dB = 红色。
测试背景—显示当前测试背景，在停止状态下，点击 保存测试背景。
  峰值读数—当前周波测量到的峰值读数，用dBmV表示。
  报警历史—以流动柱状态图的形式显示最近 20 个测量值，色彩编码类似于交通指示灯。还可以通过按下 按钮来清除历史。
  历史最大读数—进入测量模式以来，所获得的最大读数。还可以通过按下 按钮来复位。
  增益—当前通道增益系数，系统根据信号大小自动调节。
  操作指示—系统对当前画面可用操作进行提示。
  波形图—显示测量波形可显示多个周波根据放电特性来判断是否放电，通过 和 按钮可对波形幅值显示进行缩放。
7.6 数据存储
系统将数据存储在SD卡中，为了保证软件正常存储及读取，应保证SD卡有效。在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。
在停止状态下，按下 按键，可对数据及图形进行存储。
7.7 数据查看
停止状态下按下 按键，可打开历史数据窗口，在该窗口下，可对记录进行删除，对文件可进行导出和删除，同时提供蓝牙发送接口。
HFCT局部放电检测流程
1) 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 ，通过  选择测量模式，点击 选为波形模式（出厂默认模式），再点击 返回测量界面。
2) 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。
3) 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。
4) 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。
5) 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。
6) 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。
7) 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。


8.2 US局部放电检测流程
1) 涂抹耦合剂：为了保证传感器与壳体良好接触，避免在壳体与传感器之间产生气泡，首先要在传感器表面涂抹耦合剂。
2) 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US；再点击 ，测量模式选为连续检测模式，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）。
3) 背景检测：将传感器经耦合剂贴附在设备构架上，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。
4) 信号检测：将传感器经耦合剂贴在设备外壳上，观察信号有效值，周期峰值，50Hz频率成分，100Hz频率成分的大小，并与背景信号比较，看是否有明显变化。
5) 异常诊断：当连续模式检测到异常信号时，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。
6) 数据记录：通过仪器的记录功能将数据保存：在当前模式下点击 停止，点击 保存记录，按照第8.1节第7步生成检测报告。