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电力技术
实用的开关柜局放仪
时间:2022-09-10

中试控股技术研究院鲁工为您讲解:实用的开关柜局放仪( 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




常见的几种局部放电检测方法
1.超声检测法
用固定在变压器油枕壁上的超声传感器可以接受到变压器内部局部放电产生的超声波,由此来检测局部放电的大小及位置。通常采用的超声波传感器是压电传感器,选用的频率范围为7O—l50KHz,目的是为了避开铁心的磁噪声和变压器的机械振动噪声。由于超声法受电气干扰小以及它在局部放电定位上的广泛应用,人们对超声法的研究较为深入。但变压器内部绝缘结构复杂,各种声介质对声波的衰减及对声速的影响都不一样。目前使用的检测超声波传感器抗电磁干扰能力较差,灵敏度也不高,这就增加了检测难度。近年来,由于声电换能元件效率的提高和电子放大技术的发展,超声检测的灵敏度有了较大的提高,因而该方法的发展应用是非常有希望的。
2.光测法
它是用局部放电产生的光辐射进行的。在变压器油中,各种放电发出的光波长不同。研究表明,通常在500"~700mm之间。光电转换后通过检测光电流特性,可以实现局部放电的识别。虽然,在实验室中利用光测法来分析局部放电特征及绝缘劣化机理等方面取得了很大进展,但由于光测法设备复杂昂贵,灵敏度低,且需要被检测物质对光来说是透明的,因而不可能在实际中得以广泛应用。
3.化学检测法
当变压器中发生局部放电时,各种绝缘材料会发生分解破坏,产生新的生成物,通过检测生成物的组成和浓度,可以判断局部放电的状态。目前,该方法已广泛应用于变压器的在线故障诊断中。故障类型不同,故障程度也不同,气体的组成和浓度也不相同,由此建立起来的模式识别系统可实现故障的自动识别。但直到目前,仍然没有形成统一的判断标准。因为它对发现早期潜伏性故障较灵敏,但不能反映突发性故障。
4.脉冲电流法
脉冲电流法是通过检测阻抗、检测变压器套管接地线、外壳接地线、铁心接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流来获得实在放电量。是研究最早、应用最广泛的一种检测方法。国际专门机构对此也制定了专门的标准,该电流传感器通常按频带可分为窄带和宽带两种。窄带传感器一般在10KHZ左右,具有高灵敏度、抗干扰能力强等优点,但输出波形严重畸形。宽带传感器带宽为IOOKHZ左右,具有脉分辨率高的优点,但信噪比低。该方法的主要缺点:一是由于检测阻抗和放大器对测量的灵敏度、准确度、分辨率以及动态范围等都有影响。因此,当试样的电容量比较大时,受耦合阻抗的限制,直流电阻快速测试仪,灵敏度也受到了一定的限制。二是测试频率低,一般小于1MHZ,因而包含的信息量少。三是在离线状态其灵敏度较高,而现场中易受外界干扰噪声的影响,抗干扰能力差。
5.射频检测法
它从变压器的中性点处测取信号。测量的信号频率可以达30MHZ,大大提高了局部放电的测量频率。同时测试系统安装方便,检测设备不改变电力系统的运行方式,对于三相局部放电信号的总合无法进行分辨,而且信号易受外界干扰。但随着数字化滤波技术的发展,射频检测法在局部放电在线检测中得到了广泛的应用。
6.超高频局部放电检测
由于传统检测方法存在不足,继而出现了新的检测方法一超高频检测。变压器局部放电所产生的超高频(300-3000MHZ)电信号实现了电力变压器局部绝缘放电的检测和定位,并实现了抗干扰。采用超高频检测变压器局部放电主要优点有:一是局部放电脉冲能量几乎与频带宽成正比,当只考虑检测元件的热噪声对灵敏度的影响时,用超频宽带检测有更高的灵敏度;二是研究表明在变压器使用现场,变电站的背景、噪声和空气中电晕产生的电磁干扰频率一般很低,可用宽频法对其进行有效的抑制,用窄频法将其与局部放电信号加以区别。由此可见,用合适的超高频传感器可以测量真实的变压器绝缘中局部放电的性质和物理过程。


 

 

 

 

 

 

 

 

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