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电力技术
双通道局放仪
时间:2022-09-10

中试控股技术研究院鲁工为您讲解:双通道局放仪( 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





干扰抑制功能
在现场测量试品的局部放电时,干扰信号的串入是不可避免的,如果干扰信号的幅度大于放电信号的幅度时,将不能测出放电的量值。针对现场干扰强这一特点,局放仪增加了如下的若干种抗干扰措施。
 6.2.1干扰或非正常放电的情况
⑴ 悬浮电位物体放电波形特点
在电压峰值前的正负半周两个象限里出现幅值。脉冲数和位置均相同,成对出现。放电可移动,但它们间的相互间隔不变,电压升高时,根数增加,间隔缩小,但幅值不变。有时电压升到一定值时会消失,但降至此值又重新出现。
原因:金属间的间隙产生的放电,间隙可能是地面上两个独立的金属体间(通过杂散电
容耦合)也可能在样品内,例如屏蔽松散。
外部尖端电晕放电波形特点:
起始放电仅出现在试验电压的一个半周上,并对称地分布在峰值两侧。试验电压升高时,放电脉冲数急剧增加,但幅值不变,并向两侧伸展。                     
原因:空气中高压尖端或边缘放电。如果放电出现在负半周,表示尖端处于高压,如果放电出现在正半周则尖端处于地电位。
液体介质中的尖端电晕放电波形特点。
放电出现在两个半周上,对称地分布在峰值两侧。每一组放电均为等间隔,但一组幅值较大的放电先出现,随试验电压升高而幅值增大,不一定等幅值;一组幅值小的放电幅值相等,并且不随电压变化。
原因:绝缘液体中尖端或边缘放电。如一组大的放电出现在正半周,则尖端处于高压;如出现在负半周,则尖端处于地电位。
 接触不良的干扰图形。
波形特点:对称地分布在实验电压零点两侧,幅值大致不变,但在实验电压峰值附近下降为零。波形粗糙不清晰,低电压下即出现。电压升高时,幅值缓慢增加,有时在电压达到一定值后会完全消失。
原因:实验回路中金属与金属不良接触的连接点;塑料电缆屏蔽层半导体粒子的不良接触;电容器铝箔的插接片等(可将电容器充电然后短路来消除)。
可控硅元件的干扰图形。
波形特点:位置固定,每只元件产生一个独立讯号。电路接通,电磁耦合效应增强时讯号幅值增加,试验调压时,该脉冲讯号会发生高频波形展宽,从而占位增加。
继电器、接触器、辉光管等动作的干扰。
波形特点:分布不规则或间断出现,同试验电压无关。
原因:热继电器、接触器和各种火花试验器及有火花放电的记录器动作时产生。
 铁芯磁饱和谐波的干扰图形。
波形特点:较低频率的谐波振荡,出现在两个半周上,幅值随试验电压升高而增大,不加电压时消失,有重现性。
原因:试验系统各种铁芯设备(试验变压器、滤波电抗器、隔离变压器等)磁饱和产生的谐振。  
电极在电场方向机械移动的干扰图形。
波形特点:仅在试验电压的半周(正或负)上出现的与峰值对称的两个放电响应,幅值相等,而脉冲方向相反,起始电压时两个脉冲在峰值处靠得很近,电压升高时逐渐分开,并可能产生新的脉冲讯号对。
原因:电极的部分(尤其是金属箔电极)在电场作用下运动。
漏电痕迹和树枝放电
波形特点:放电讯号波形与一般典型图象均不符合,波形不规则不确定。
原因:玷污了的绝缘上漏电或绝缘局部过热而导致的碳化痕迹或树枝通道。
在放电测试中必须保证测试回路中其它元件(试验变压器、阻塞线圈、耦合电容器、电压表电阻等)均不放电,常用的办法是用与试品电容数量级相同的无放电电容或绝缘结构取代试品试验,看看有无放电。
6.2.2硬件带通滤波抗干扰
在加压之前,如波形显示框中有较强干扰,按“停止”按钮,点击主界面上的“系统设置”按钮,弹出“系统设置”对话框,调节频段选择中的低通和高通,点击“波形浏览”按钮进行波形查看,选择恰当的低频和高频滤波值,消除相应的干扰。
如果上述方式不能有效滤除干扰,可再选择相应通道的“分析”按钮以便进一步消除干扰。
天线门控
试验现场,各种无线电波以及其它设备产生的放电,都属于外部干扰,如果这些干扰通过空间串入试验回路而影响到试验时,可以采用天线门控抗干扰的措施。首先将某个通道接入天线(一般为第一通道),点击相应通道的“消除干扰”按钮,弹出“抗干扰”对话窗,点击天线对应的“设置”按钮,弹出“天线抗干扰设置”对话框。首先将某个通道接入天线(一般为第一通道),使用鼠标左键按下拖拉出红色框,框住信号比较小的部分(大于该值为干扰),读出pC值后,输入到“天线抗干扰设置”中的“上阈值(pC)编辑框中。
当两个通道信号之间产生变异,可通过相移(0—±360℃)和宽度(0—±360℃,0℃不加宽)来调整相位和宽度,以便消除空间干扰,方法是:右击某一通道画面上的干扰处,在详察画面右下面滚动条下面得到其相位度数,同理得到另一通道的相位度数,两者之差值输入到“相移(度)”编辑框内。
  原理
外部干扰由引线串入变压器内部,其传输回路分别经过套管接地线和铁心接地线汇入大地,如图6.17 a,b所示两条回路。而变压器内部放电的传输回路可以由放电点经套管地屏、大地、铁心接地到放电点构成回路,如图6.17 c所示回路。所以,外部干扰在套管接地线和铁心接地线上产生的电流极性相同,而变压器内部放电在套管接地线和铁心接地线上产生的电流极性相反。
  接线
先按局放测量的接线方法将输入单元的信号接入二通道,然后从铁心接地线引出一根电缆,面对宽频带电流互感器有文字的正面圆形孔中将电缆穿入,从背面穿出之后接到地线上,用同轴电缆把“宽频带电流互感器”耦合过来的信号接到局放仪的一通道即可。
注:铁心接地线一定要穿过HFCT局放传感器的正面,反之会导致信号极性错误。(参见附录接线图2、4左下部宽频带电流互感器的连接方法,方向要正确)
  操作方法
a) 在注入方波校准时,利用波形分析功能观察两个通道同相位的方波信号的极性。
b) 测量时,将稍微大于1通道的背景输入到天线的“上阈”框内,然后根据极性选中同极性或异极性,相应通道会根据极性来判别是否去除,从而读出正确的放电量。
在加压之前,如波形显示框中有较强干扰,并且波形的相位基本固定,则可采取静态抗干扰方式。
按“停止”按钮,点击相应通道的“消除干扰”按钮,弹出“抗干扰”对话框,点击静态对应的“设置”按钮,弹出“静态抗干扰设置”对话窗。框选中较低的背景噪声波形处,将波形窗口上方显示的pC值输入到“静态抗干扰设置”的“上阈”编辑框内,按 “预览”按钮,随即该按钮变为“保存”,几秒钟后再按该按钮保存即可。点击“抗干扰”对话框中“静态”复选框按钮以消除静态干扰,再按此按钮恢复静态干扰的显示。
注:抗静态干扰按钮可在多个通道同时生效,各个通道的阈值可能不同,需要逐个测试(如通道为天线通道,则对天线通道无影响)。
在试验中,如果随时有很强的动态干扰(包括其它设备的放电)影响局放测量pC读数时,点击“抗干扰”对话框中的动态对应的“设置”按钮,弹出“动态抗干扰设置”对话窗。
只要在“动态抗干扰设置”的“下阈”框中输入大于背景噪声的pC值,在“动态抗干扰设置”的“上阈”框中输入小于干扰的pC值,按下“抗干扰”对话窗中“动态”复选框按钮即可去掉欲屏蔽的动态较大的干扰和较小背景噪声。可以在“动态抗干扰设置”查看消除干扰和恢复干扰的对照显示。阈值可根据干扰的具体情况随时修改,以使读数更为准确。如果“下阈” 框中输入0,则不去除较小的背景噪声,比较真实反映现场情况。
注:抗动态干扰按钮可在多个通道同时生效,各个通道的阈值可能不同,需要逐个测试(如通道为天线通道,则对天线通道无影响)。
如果背景信号比较均匀,为了更好的查看放电波形,可进行背景消干扰设置。点击测试按钮,在消干扰前波形区内对背景信号进行开窗,将放电值填入背景阈值(pC)中。可在消干扰后波形区中查看消背景效果。


重显采样功能
是对仪器已经自动或手动保存的采集数据进行重显,用来对波形进行详细分析、判断放电性质,其分析查看的波形可以作为图形保存,用于生成试验报告。重显采样:将保存的数据文件(手动或自动)还原成波形显示在屏幕上。
首先点击主界面“记录浏览”按钮,启动“记录浏览”对话窗。选择相应的次数即可。

 

 

 

 

 

 

 

 

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