中试控股技术研究院鲁工为您讲解：特高频局放仪（ 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。

1.产品概述    
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。
我公司研制的局部放电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。中试控股局部放电巡检仪适用于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。
局部放电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。
2.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 第三部分： 现场试验的定义及要求 GB/T 16927.3
3.测量原理
3.1暂态地电压（TEV）
当配电设备发生局部放电现象时，带电离子会快速地由带电体向接地的非带电体快速迁移，如配电设备的柜体，并在非带电体上产生电流行波，且以光速向各个方向快速传播。受集肤效应的影响，电流行波往往仅集中在柜体的内表面，而不会直接穿透金属柜体。但是当电流行波遇到不连续的金属断开或绝缘连接处时，电流行波会由金属柜体内表面转移到外表面，并以电磁波形式向自由空间传播，且在金属外表面产生暂态地电压。而该电压可用专用的TEV传感器布置在开关柜外面进行测量。中试控股TEV传感器类似传统的RF耦合电容器，其壳体可做绝缘和保护双重功能，传感器内部可感应出高频脉冲电流信号。
3.2超声波（US） 
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。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，中试控股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。
特高频(UHF)
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特高频电磁波（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，中试控股可以采用内置式特高频传感器和外置式特高频传感器。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。
3.4高频电流互感器（HFCT）
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，中试控股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。利用HFCT 套接电气设备接地线的检测属于非侵入式的检测方法, 被检测设备不需要停运，简单可靠。
技术参数表
主机参数
可检测通道数 4通道：
1个TEV，
1个US， 
1个UHF（无线，选配），
1个HFCT（无线，选配）
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（选配）
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（选配）
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
尺寸
长×宽×高 235mm×133mm×48mm
重量 0.85kg
环境
使用环境温度 -20℃～50℃
存储环境温度 -40℃～70℃
湿度 10%-90%（非冷凝）
海拔高度 ≤3000m


5.仪器基本操作
5.1仪器开启/关闭
按下 按钮，开机画面显示在屏幕中。
若要关闭仪器，长按  按钮。
5.2 概要信息
设备在进入正常运行状态后，显示系统主菜单。主菜单界面下显示有“暂态地电波”、“超声波”、“特高频”、“高频电流”、“检测记录”、“系统设置”等选项。在界面上方，显示当前时刻和电池电量状态。 
5.3 系统设置
系统设置界面对系统的基本信息进行浏览设置。
  存储目录
试验过程中数据库文件和图片文件保存的位置。
注:记录数据可在“首页-检测记录”查看。中试控股若新建一个已存在的目录，则会直接将之前目录中数据清空，请谨慎操作。所有数据存储路径在/storage/emulated/0/=zspd/里面  
  RFID设备
系统可对接RFID设备实现对应数据的智能读写操作。
  蓝牙设备
搜索并连接周围可用的蓝牙设备。
  音量调节
调节系统输出音量大小
  日期和时间
修改系统的时间和显示日期   
  恢复出厂设置
将系统中试验过程中产生的数据和图片进行清理，在没有导出数据之前，请谨慎操作。
  设备信息
软件版本，硬件版本以及系统发布日期。
5.4 TEV测量
TEV试验有4种显示图：波形图，PRPD图，PRPS图，统计图。在运行状态下，点击底部控制区【显示方式】键切换不同显示图（默认波形图显示），且四种显示图同步处理放电数据。
  标题区
正在测量的通道、测量模式、同步方式、增益等级。点击图标 后可进行TEV试验相关参数设置。
  数据区
当前测量过程中的最大值、背景值和当前值。
  历史极值区
当前测量过程中最近的20个周波的最大值。
  图表区
波形图—当前测量数据波形，根据【设置】中周波数设置显示对应的周波数目，根据放电特性来判断是否放电，同时通过【放大/缩小】键可对波形进行放大或缩小调节。
PRPD图—二维图谱，放电相位分布图谱，显示放电水平、中试控股相位以及峰值频次的关系，其中纵轴代表放电水平，横轴代表相位0-360度，不同的像素颜色代表不同的峰值频次。
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。
统计图—显示脉冲计数和50Hz主频率下每周期内脉冲数。   
  控制区
  运行/停止—设置系统采集状态运行或者停止。
  清除—清除当前页面中绘制的波形图和最大值。
  放大/缩小—将图表中绘制的波形图进行放大缩小。
  显示方式—切换实时图标区的展示方式。
  拍照—打开相机进行现场拍照记录。
  测量方式—中试控股设置系统在连续采集和单次采集之间切换。
  增益—设置系统传感器的增益等级，-10dB、14dB、35dB。
  记录背景—将当前试验数据保存为背景数据。
  保存—保存当前试验过程的数据和图片。
  TEV设置
  预警值—设定黄色“交通灯”门限值。
  报警值—设定红色“交通灯”门限值。
  初始量程—设定图谱展示的初始量程，该量程是跟随采集数据动态改变的。
  噪声阈值—数据处理过程中过滤的噪声大小。
  周波数—设置波形模式下单次处理的周波数量。
  统计时长—设置统计模式下单次采集的时间。
  背景阈值—根据现场实际情况设置滤除阈值。
  同步方式—设定系统运行时的同步方式分为外同步、内同步、光同步。
  显示单位—中试控股设定数据展示的显示单位分为dBmV、dBm、mV。
5.5 US测量
US试验有4种显示图：波形图，PRPD图，幅值模式和脉冲模式，点击底部控制区【显示方式】键切换不同显示图（默认波形图显示），且四种显示图同步处理放电数据。
  标题区
显示正在测量的通道、测量模式、同步方式、增益等级。点击图标 后可进行US试验相关参数设置。
  数据区
显示当前测量过程中的有效值、背景值、50Hz、100Hz和当前值。
  图表区
波形图—波形检测模式用于对被测信号的原始波形进行诊断分析，以便能直观的观察被测信号是否存在异常。根据【设置】中周波数设置显示对应的周波数目，根据放电特性来判断是否放电，同时通过【放大/缩小】键可对波形进行放大或缩小调节。
PRPD图—由于局部放电信号的产生与工频电场具有相关性，中试控股因此可以将工频电压作为参考量，通过观察被测信号的发生相位是否具有聚集效应来判断局部放电是否因设备内部放电引起的。
连续模式—连续模式用于考察仪器并定位超声信号的来源，是局部放电超声波检测中应用最为广泛的一种检测方法。可迅速检测被测信号特征，显示直观，响应速度快。该模式通过不同参数值的大小组合判断被测设备是否存在局部放电以及可能的放电类型。  
脉冲模式—GIS 等设备中颗粒在电场的作用下会升起而跳动。颗粒运动时会产生声音。脉冲图谱检测用于测量颗粒的飞行时间。系统测量脉冲信号之间的间隔，并根据幅值及时间间隔，用图谱中的一个点表示出来，最终进行脉冲分布统计。