中试控股技术研究院鲁工为您讲解：超声波在线式局放仪（ ZSPD-9909多功能局部放电巡检仪 ） 

柔性传感器  ✔  (开关柜用)
接触式超声波传感器  ✔  (变压器用)
高频互感器  ✔  (电缆用)
聚波器  ✔  (高架线路用)
特高频传感器  ✔  (GIS用)

可根据不同被测试品选配更多的传感器

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。
ZSPD-9909多功能局部放电巡检仪发明目的：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。
ZSPD-9909多功能局部放电巡检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。
ZSPD-9909多功能局部放电巡检仪源于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。
ZSPD-9909多功能局部放电巡检仪可用于测量（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。

ZSPD-9909多功能局部放电巡检仪可以做：变压器、电缆、开关柜、GIS带电巡检
配有: 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
尊敬的用户：
ZSPD-9909多功能局部放电巡检仪用于探测中/高压（MV/HV）设备中的局部放电源。如果没有探测到放电，其并不意味着中高压设备中无放电活动。放电往往具有潜伏期，绝缘性能也可能会由于局部放电以外的其他原因而失效。如果检测到与中高压电力系统相连的设备中有相当大的放电，应立即通知对设备负责的相关单位。

ZSPD-9909多功能局部放电巡检仪选配具体分为如下四种：
局部放电巡检仪：配备暂态地电波、超声波、特高频、高频电流四种测量方式。
A局部放电巡检仪：配备超声波、高频电流三种测量方式。
B局部放电巡检仪：配备暂态地电波、超声波两种测量方式。
C局部放电巡检仪：配备超声波、特高频三种测量方式。

1.ZSPD-9909多功能局部放电巡检仪概述    
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 ZSPD-9909多功能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，中试控股可以较好地评估电气设备局部放电情况。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，中试控股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.ZSPD-9909多功能局部放电巡检仪引用标准
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.ZSPD-9909多功能局部放电巡检仪测量原理
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。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。
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，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，中试控股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，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。
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，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。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。

4.ZSPD-9909多功能局部放电巡检仪技术参数 
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，中试控股无线连接主机
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
接口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
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.附件清单
主机1台
特高频信号调理器PD-TL01/UHF：1个
高频电流信号调理器PD-TL01/HFCT：1个
无线同步发射器 TB-10：1个
TEV传感器 TEV-II：1个
超声传感器CS-II：1个
非接触式超声传感器 CS-IV：1个
高频电流互感器HFCT-II：1个
特高频传感器UHF-IV：1个
电源适配器中试控股（12V/5A）：1个
BNC-SMA线(长1.5m)：2条
BNC-N型线(长15cm)：1条
BNC-BNC线(长15cm)：1条
USB-TypeC连接线：1条
直流电源一分三转接线（DC5.5/2.1）：1条
耳机：1个
高温耦合剂：1盒
说明书：1份
出厂报告：1份
合格证：1份

注：一般测试油浸电流互感器或电压互感器时，选择2号输入单元，测试环氧电流互感器或电压互感器时，选择3号输入单元，测试小型变压器时，选择4号输入单元。
◆零标输入
零标输入单元（即外同步模块）作为局部放电检测系统的相位基准，对识别局部放电和干扰有重要作用，外部零标输入时，系统的相位可以和外零标输入严格同步，且无频率间隔要求，故可以和无局放串联谐振电源相配合。
外零标的输入范围为：交流10∽380V，30Hz∽300Hz。
在实际试验中，可以将试验电源电压经分压器降至10∽380V再接入零标单元。如果在屏幕上输入分压器的变比，可以直接测量出试验电源电压。


分压式输入单元可以完成如下功能：
测量局放：C1作耦合电容使用，其右端接输入单元；C2、C3不用。
测量试验电压：C1右端和单刀双掷开关上端连接，作普通分压器使用。
同时测量局放和试验电压：C1右端接阻抗输入①，单刀双掷开关上端接阻抗输入③，测电压时，可根据需要选择C2或C3，③再通过零标输入单元（对应的外同步模块）接到主机。
4.3.2 超声传感器
局部放电产生的声波的频谱很宽，可以从几十赫兹到几兆赫兹，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，可以推测出放电的强弱。
◆超声传感器的测量方法：被测试品发生放电时，产生超声波信号，并通过介质（空气、油等）传到试品箱壁，只要在试品箱壁外侧放置超声传感器，就可以接收到放电产生的超声波信号。
（1）标准试验电路，又称并联法。适应于必须接地的试品。
其缺点是高压引线对地杂散电容并联在 CX上，会降低测试灵敏度。
（2）串联法，其要求试品低压端对地浮置。
其优点是变压器入口电容、高压线对地杂散电容与耦合电容CK并联，有利于提高试验灵敏度；缺点是试样损坏时会损坏输入单元。
（3）平衡法试验电路：要求两个试品相接近，至少电容量为同一数量级。
其优点是外干扰强烈的情况下，可取得较好抑制干扰的效果，并可消除变压器杂散电容的影响，而且可做大电容试验；缺点是需要两个相似的试品，且当产生放电时，需设法判别是哪个试品放电。
注：由于现场试验条件的限制（找到两个相似的试品且要保证一个试品无放电不太容易），所以在现场平衡法比较难实现，另外，由于采用串联法时，如果试品击穿，将会对设备造成比较大的损害，所以出于对设备保护的想法，在现场试验时一般采用并联法。
◆采用并联法的整个系统的接线原理图
该系统采用脉冲电流法检测高压试品的局部放电量，由控制台控制调压器和变压器在试品的高压端产生测试局放所需的预加电压和测试电压，通过无局放耦合电容器和输入单元将局部放电信号取出并送至局部放电检测仪显示并判断和测量。系统中的高压滤波器可以防止在测试过程中试品击穿而损坏其他设备，阻塞放电电流进入试验变压器，并且可以抑制从高压电源进入的谐波干扰，隔离滤波器是将电源的干扰和整个测试系统分开，降低整个测试系统的背景干扰。
几种典型的局部放电测量回路连接方法
a电压互感器:
电压互感器的试验方法可归结为两大类，即在被试品高压侧加压或低压侧加压(即二次绕组自励磁产生)，一般推荐采用高压侧加压，但在现场若受到客观条件的限制，无适当的电源设备，则采用低压侧加压。
注：电压互感器高压线圈首末两端绝缘水平相等的，应向两个高压端子轮流施加电压，共进行两次试验。当一个高压端子加压时，另一个高压端子应接到低压端子上。
低压侧加压:
1） 输入单元和互感器串接，以杂散电容Cs取代耦合电容器Ck，其试验接线如图5.6所示。外壳可并接在X处，也可直接接地。
2） 当干扰影响测量时，可采用邻近相的互感器或性能相近的互感器连接成平衡回路的接线，如图5.7所示，被试互感器励磁，非被试互感器不励磁，以降低干扰。此时采用脉冲鉴别系统测试效果更佳。
3） 输入单元和耦合电容器Ck串接，其试验接线如图5.8所示。外壳可直接接地。
为防止励磁电流过大，电压互感器试验的预加电压，可采用150Hz或其它合适的频率作为试验电源。
b 电流互感器:
电流互感器局部放电试验，试验电压由外施电源产生，一般有三种检测方法：
1）输入单元和互感器串接，以杂散电容Cs取代耦合电容器Ck，其试验接线如图5.9所示。试验变压器一般按需要选用单级变压器串接(例如单级电压为60kV的3台变压器串接)，其内部放电量应小于规定的允许水平。互感器若有铁芯C端子引出，则并接在B处。电容式互感器的末屏端子也并接在B处。外壳最好接B，也可直接接地。
2）当干扰影响测量时，可采用邻近相的互感器或性能相近的互感器连接成平衡回路的接线，如图5.10所示，被试互感器施加高压，非被试互感器不施加高压，以降低干扰。此时采用脉冲鉴别系统测试效果更佳。
3）输入单元和耦合电容器Ck串接，其试验接线如图5.11所示。外壳可直接接地。
c 变压器套管接线
变压器或电抗器套管局部放电试验时，其下部必须浸入一合适的油筒内，注入筒内的油应符合油质试验的有关标准，并静止48h后才能进行试验。


通道电信号连接方式
a) 首先将仪器的接地端子用电缆线可靠接地；
b) 将交流220V电源线插接在仪器标有（AC220V）的电源插口上；
c) 将输入单元（输入阻抗）的初级末端和接地端子短接并接地（非平衡输入），初级首端接耦合电容的低压端；
d) 用50欧姆同轴电缆将仪器信号输入的一个通道和输入单元至放大器端子连接；如果有较强的地噪声干扰，为防止其影响测量精度，中间可串入输入适配器；
e) 各通道电信号连接方式相同。
  用试品的高压套管末屏作为耦合电容，进行局放测试：（参见附录图3局放试验接线图）
f) 将输入单元的初级首端与被测试品的高压套管末屏连接；
g) 这种连接方式下，需要校准仪器时，将校准脉冲发生器输出的红线夹子，夹至高压套管的顶端，同时将其黑线接地。（参见附录图1校准接线图）
  用专用高压耦合电容进行局放测试：（参见附录图4局放试验接线图）
h) 用专用高压耦合电容进行局放测试：
i) 对于已配装输入单元的耦合电容，用50欧姆同轴电缆将耦合电容下端标有至局放仪的BNC口接至局放仪的信号输入端；将耦合电容的高压端子用带均压管的电缆接至被测试品的高压端子。
j) 对于未配装输入单元的耦合电容，应将耦合电容的低压端用短线与输入单元的初级首端连接，输入单元的初级末端与接地端连接后接地。输入单元至放大器端用50欧姆同轴电缆接至局放仪信号输入端；将耦合电容的高压端子用带均压管的电缆接至被测试品的高压端子。
k) 以上两种接线方式在校准时，校准脉冲发生器的接线是相同的，应将校准脉冲发生器输出的红线夹子，夹至试品的高压端子上，同时将黑线夹子接地。（参见附录图2校准接线图）
（注意：在加高压前，请将“校准脉冲发生器”取下,否则可能造成重大事故！！）
5.1.2 通道声信号的连接方式 
用专用的50欧姆同轴短电缆将仪器信号输入的一个通道和光电转换放大器的输出端连接；
光电转换放大器的指示灯亮（仪器上电后），表示工作正常；如果不亮，则需关闭仪器下部电源开关信号调理器电源开关，关闭5秒钟后再打开即可。
用光纤将超声探测器连至光电转换放大器的输入端，并将超声探测器的前端涂一层超声耦合剂（一般可用黄油或凡士林代替），吸附在被试品的箱壁上。因为超声探测器的前端有较强的磁性，直接正向接触箱壁容易因吸力形成撞击而损坏探头，故请按如下方法操作：用手握住探测器的上盖部位，倾斜探测器，使探测器的轴线与油箱面的夹角小于45°，然后使探测器靠近油箱壁，并将探测器的下边沿与箱壁接触，然后小心地将其扶正平放即可； 
将超声探测器的开关拨到开的位置，看到指示灯亮即可；
各通道声电信号连接方式相同。