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电力技术
手持局放测试仪
时间:2022-09-10

中试控股技术研究院鲁工为您讲解:手持局放测试仪( 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



用于电力系统的局放检测,包括高压开关柜、环网柜、电压/电流互感器、变压器(包括干式变压器)、GIS、架空线路、电缆等设备的绝缘状态检测
用于电力系统的局部放电检测,电缆、变压器(包括干式变压器)、GIS、架空线路、高压开关柜、环网柜、电压/电流互感器、电缆终端、电缆分支箱、绝缘子等绝缘状态检测,通过以下几项指标来衡量电气设备的放电程度:
局部放电强度检测:通过测量 1 个工频周期内的放电信号,根据放电脉冲序列中大值(dB)来表征局部放电的强度。
局部放电频度检测:通过测量 1 个工频周期内的放电信号,提取放电脉冲并根据放电脉冲数量来表征局部放电的频度。
配置不同传感器实现几乎所有的高压电气设备的局部放电检测;
提供时域波形、PRPD、PRPS等多种放电图谱,实现不同放电类型的分析;
人性化的人机界面方便不同设备的数据管理;
内置超声波传感器和暂态地电压(以下简称TEV)传感器,可外接变压器、GIS、架空线路、电缆等专用传感器;
采用非侵入式检测方式,测试过程中无需停电,无需额外配置高压源,比传统的脉冲式局部放电检测仪使用更加方便;
测试带宽范围为30kHz ~ 2.0GHz,适用各种频段的检测原理。
用于电力系统的局放检测,包括高压开关柜、环网柜、电压/电流互感器、变压器(包括干式变压器)、GIS、架空线路、电缆等设备的绝缘状态检测
电气设备检修技术的发展大致可以分为三个阶段,即故障检修、定期检修和状态检修,状态检修以可靠性为主,它是根据设备的状态而执行的预防性作业。作为电力系统运行的首要要求,供电可靠性日益凸显其重要性,因此状态检修逐步取代了以往的定期预防性检修。状态检修通过对设备关键参数的测量来识别其已有的或潜在的劣化迹象,可在设备不停运的情况下对其进行状态评估。
ZSJF-9209A局部放电巡检仪(电缆、变压器)针对带电巡检的特点,采用高频电流及超声波两种检测法,其体积小,性能优异,易于操作。可对电缆、变压器(电抗器)等接地线进行测量。本系统采用现代电子和计算机综合技术,实现信号放大(模拟、电子、数字)、滤波、数据采集、数据处理、图形显示、试验报告自动生成,从而完成局部放电的测量、分析。
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3部分: 现场试验的定义及要求 GB/T 16927.3


用于电力系统的局放检测,包括高压开关柜、环网柜、电压/电流互感器、变压器(包括干式变压器)、GIS、架空线路、电缆等设备的绝缘状态检测
局部放电发生时,产生超声波、热、光、磁等物理现象,其中超声波会以声源为中心,以球面波形式向周围传播。ZSJF-9000D高压开关柜局放测试仪用接收局放产生超声波的信号来判断局部放电的存在和位置,并结合实时显示的图像和数据,快速诊断局部放电状况。该测试仪集成了暂态对地电压、超声波两种检测方式。
GIS以结构紧凑、可靠性高等优点已成为超、特高压电力系统中的主流设备。随着GIS的广泛应用,GIS设备运行可靠性引起了国际社会和电力部门的普遍关注。从近40年运行经验来看,绝缘故障始终是影响GIS可靠性的重要原因之一,局部放电是导致GIS设备绝缘劣化直至闪络故障发生的主要表现形式。GIS内部一旦出现绝缘故障,极易造成设备故障,将破坏电力系统正常运行,给国民经济和社会正常秩序造成不良影响。
实现对GIS局部放电在线检测意义重大。UHF局部放电巡检仪是中试控股总结多年局部放电测量经验,采用特高频(UHF)测量和超声波(US)测量两种新兴技术设计的数字化局部放电带电检测专用仪器。本系统采用现代电子和计算机综合技术,实现信号放大、滤波、数据采集、数据处理、局部放电参数计算,图谱绘制,试验报告自动生成,从而完成局部放电的智能化测量与分析。本设备采用手持式设计、Wince系统开发;设备轻巧、携带方便、测量快速、便于现场使用;界面友好、操作简单、刷新速率高;功能完善、抗干扰能力强、测量准确。本仪器在检测过程中对待检测电力设备没有任何损害,且对设备的运行没有任何影响。根据UHF和US方法的多种检测模式得到的图谱对检测电力设备绝缘缺陷或隐患进行诊断分析,可清楚的判断该电力设备的运行状态。
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


用于电力系统的局放检测,包括高压开关柜、环网柜、电压/电流互感器、变压器(包括干式变压器)、GIS、架空线路、电缆等设备的绝缘状态检测
电气设备的局部放电现象对电气设备的本身和电网都会产生不同程度的影响,严重的甚至导致设备报废和电网崩溃,因此对电气设备的早期局放监测,准确的掌握设备的运行状况,及时有效的消除设备存在的故障隐患,把设备的故障消灭在萌芽状态,对保证设备和电网本身的安全起着至关重要的作用。电气设备局放检测的方法有很多,诸如:脉冲电流法、DGA法、超声波检测法、RIV法、光测法、射频检测法和化学方法等。各种检测方法各有所长,但相比较而言超声波检测方法简便易用,非常适合日常设备点巡检,实时掌握电气设备的运行状况。常见的电气设备局放故障一般会有:电晕、电弧和电痕。电晕和初期的电痕不会产生热量,并且环境高温也会掩饰了这些现象,用日常的红外热像仪无法检测,但它却会产生超声波信号,用超声波局放巡检仪可以远距离进行检测;电弧和严重的电痕在产生超声波的同时也会产生高热量,因此用红外和超声波的方法都可以进行测试;但当局放发生在设备内部时,用红外的方法则无法发现,用超声波局放巡检仪在电气设备的表面或结合面处可以进行检测。
ZSPD-2000超声波局放巡检仪(架空线路巡检)是通过采集电力线路异常超声波信号并经过软件分析来诊断电力线路故障隐患的检测装置。此装置是在不停电的状态下实现判断故障隐患的位置和故障类型。装置通过超声波探测器(超声波传感器)采集超声波异常信号后,传输到主机,同时通过主机内置的分析软件准确诊断出故障隐患类型及严重等级,并转换为可听声音信号及波形输出,帮助巡检人员准确发现线路故障隐患,预防恶性故障的发生,避免了不必要的停电,提高了供电可靠性,同时也提高了巡检人员工作效率和降低了巡检人员劳动强度。


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
ZSPD-9909多功能局部放电巡检仪。在您初次使用该产品前,请详细阅读使用说明书。
该仪器用于探测中/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,中试控股应立即通知对设备负责的相关单位。
警告:  
始终保持高压部分与仪器、探头和操作人员之间的安全距离。 
严格遵守当地安全规则。 
附近有雷暴天气时,不得进行测量。  
不得在爆炸环境中操作仪器或附件。 
 使用产品时,请按说明书规范操作。
 仪器电池报警后请关机充电。
 未经允许,请勿开启仪器,这会影响产品的保修。自行拆卸厂方概不负责。
 存放保管本仪器时,应注意环境温度和湿度,放在干燥通风的地方为宜,要防尘、防潮、防震、防酸碱及腐蚀气体。
  中试控股仪器运输时应避免雨水浸蚀,严防碰撞和坠落。
局部放电巡检仪系列产品主机均配备暂态地电波、超声波测量方式,特高频和高频电流两种测量方式可根据需求选配。具体分为如下四种产品型号:
  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。






局部放电测试仪的相关名词介绍
1、局部放电测量法的理论分析
局部放电测试仪测量方法分为电测法和非电测法两大类。电测法应用较多的是脉冲电流法和无线电干扰电压法。电测法已广泛用于局部放电的定量测量。
脉冲电流法的测试原理是试品产生一次局部放电,在其两端就会产生一个瞬时的电压变化,此时在被试品、耦合电容和检测阻抗组成的回路中产生一脉冲电流。脉冲电流经过检测阻抗会在其两端产生一脉冲电压,将此脉冲电压进行采集、放大、显示等处理,就可产生局部放电的一些基本量,尤其是局部放电量。
2、常用的名词术语
(1)局部放电
局部放电测试仪是指在绝缘的局部位置放电,它并不构成整个绝缘的贯通性击穿。它包含三种放电形式:内部放电(在介质内部)、沿面放电(在介质表面)、电晕放电(在电极尖端)。
(2)电荷量q
在试品两端瞬时注入一定电荷量,使试品端电压的变化和由局部放电本身引起的端电压的变化相同,此注入量即为局部放电的视在电荷量。
(3)视在放电量校准器
视在放电量校准器是一标准电量发生器,试验前它以输出某固定电量加之试品两端,模拟该试品在此电量下放电时局部放电测试仪的响应,此时调整刻度系数,确定局部放电检测仪的量程,以便在试验时测量该试品在额定电压下的视在放电量。因该放电量时以标准电量发生器比较后间接测出,而非直接测出,故此放电量称为"视在放电量"。
校正电量发生器是测量局部放电时必备的仪器,它的性能参数直接关系到测试结果的准确性。
视在放电量校准器由校准脉冲电压发生器和校准电容串联组成,其参数主要包括:脉冲波形上升时间、衰减时间、内阻、脉冲峰值、校准电容值等。
校准脉冲电压发生器电压波形上升时间为从0.1U0到0.9U0的时间,衰减时间定义为从峰值下降到0.1U0的时间。
(4)检测阻抗
检测阻抗是拾取检测信号的装置,在使用中,应根据不同的测试目的,被试品的种类来选择合适的检测阻抗,以提高局部放电测量的灵敏度、分辨能力、波形特性及信噪比。
(5)时间窗(门单元)
时间窗是为防止大于局部放电的干扰信号进入峰值检波电路而设计的一种电路装置。因在实际试验时,尤其是在现场做试验时,不可避免地会引入一些干扰,所以,时间窗的使用更显得重要。
时间窗的工作原理是把椭圆扫描时基分成导通(加亮区域)和截止(未加亮区域)两部分,通过改变时间窗的位置和宽度将放电脉冲置于导通(加亮区域),干扰脉冲置于截止(未加亮区域),此时仪表读数即为放电脉冲数值,而干扰则不论大小,皆不会影响放电脉冲数值。若此时两个时间窗同时关闭,则仪表读数为整个椭圆上脉冲之峰值。


局放应用
高压输电线路和配电系统的故障检测工作是对绝缘维护人员的一大挑战。主要问题是电晕现象,导体周围的空气分子带电或电离产生电晕放电。更换高压传输线操作过程中的能量损失以及绝缘子的变质退化直至最终衰竭是维护人员的两大顾虑。
电场强度电离绝缘子周围的空气分子时,会产生化学反应,腐蚀金属部件,削弱绝缘化合物能力。电晕放电产生的高能量将导致机械部件的严重损坏,造成非预期性停运和对成千上万客户的服务损失,严重的可导致火灾和爆炸现象的出现。工厂中由电气原因引起的火灾和爆炸根据其现场危险化学物和有毒化学物的状况将产生严重的连锁反应。应用传统的红外成像技术可以发现肉眼所无法察及的热点现象,但电晕、电弧、电痕等现象并不一定伴随明显的升温,并且环境高温也会掩盖这些现象,同时控制柜中的设备也无法用红外热像仪发现。但是,这些现象却会产生明显的超声波噪音,可利用SDT电气设备局部放电巡检仪进行检测。超声波检测系统完善了绝缘检测工作,使人类可以探听绝缘子、线套、变压器、端套、避雷针等故障声响。
应用SDT超声波诊断技术的超声波电晕示踪器是专为电气和绝缘检测人员设计的仪器。该手持式仪器使用电池作为电源,结构坚固、结果精确、操作简便。操作人员几乎不需任何培训就可操作该仪器。用于检测电晕放电、电弧、电痕等电气现象过程中产生的高频超声噪音。仪器使用高灵敏度抛物面传感器检测局放信号,并将其转化为可听得见的声音,使用消音耳机进行局放探听。同时,泄漏信号使用有效值滤波技术进行处理。仪器将模拟输入信号转化为稳定的线性波形数据,然后以数字形式显示于液晶显示屏上,数据可以进行存储或通过RS232接口下载到电脑。
无论是电气室的开关设备检测,还是输电杆塔上的高压线路或变电站的变压器及GIS/GCB、CT/PT的检测,基本原理是相同的,选用正确的超声波传感器,在移动检测仪进行局放检测的同时,通过耳机探听局放声响,当听到局放声响时,调整仪器灵敏度,将仪器逐渐对准局放点。电晕放电等电气现象产生明显的咝咝啪啪声响,酷似煎炸火腿时发出的声响。超声波检测仪的定向性使其能快速定位局放源。持续局放信号通常表示电晕,这种局放潜在很大的浪费,通常会造成绝缘子和线套的早期功能衰竭。不规则的局放信号表示存在电弧和电痕现象,通常出现于开关内部和变压器,这些现象潜在火灾和爆炸危险。
对于高压输电杆塔,仪器操作者和目标绝缘子的距离通常大于60米,使用抛物面传感器放大局放信号和检测范围,同时保持仪器的定向性。激光瞄准和视觉瞄准相结合,可以在一个安全的距离准确定位故障。
电气巡检员过去单独依靠红外热成像技术,如今,发现超声波检测技术在电气检测方面起到很的弥补作用。超声波检测被公认为高压输电管线、变电站、变压器、GIS、CT、PT、电容器、工业开关日常电气检测的一项重要手段。


本仪器检测灵敏度高,试样电容运用范围大,适用试品范围广,输入单元(检测阻抗)配备齐全,频带组合多(九种)。仪器经适当定标后能直读放电脉冲的放电量,指针式表头和数字式表头同时显示,指针式表头能按需要方便地选择对数刻度或线性刻度指示。是电力部门、制造厂商和科研院所等单位广泛使用的实用的局部放电测试仪器。






在对局部放电的检测中我们会使用到各种类型的局部放电检测仪,它们各自采用的原理和方法不尽相同,下面编者为大家去简单介绍下主流的局部放电的方法,常用的检测方法主要有以下五种:
1.超声波检测法
超声波检测法是将超声传感器固定在变压器的油枕壁上(我们称之为体外检测),通过传感器来感受到变压器内部局部放电产生的超声波信号,由此来检测到局部放电的大小和位置。超声波是通过检测电力设备局部放电产生的超声波信号来测量局部放电的大小和位置。在实际检测中,超声传感器主要是通过贴在电气设备外壳上以体外检测的方式进行的。通常来说,我们采用的超声波传感器是压电传感器,选用的频率范围是70-150KHz,目的是为了避开变压器的机械振动噪声和铁芯的磁噪声。
这种检测方法有什么样的优点呢?
能够在线检测,便于空间定位
可望实现利用超声波法进行模式识别和定量分析
对超声波法的研究可以得到一些新的放电信息
虽然目前超声波法检测局部放电有一定的成果,但是我们发现在利用超声波进行局部放电量的大小确定和模式识别方面的研究和应用却不是很多。与此同时,超声波的传感器抗磁电干扰能力较差,灵敏度也不高,这也增加了检测的难度和精度。
2.常规脉冲电流法
研究表明,局部放电过程中会伴随着电荷的迁移,迁移电荷可在外围测量回路中产生脉冲电流,因此通过检测该脉冲电流便可实现对局部放电的测量。常规脉冲电流法通过检测阻抗或电流传感器,检测电力设备及部件内部由于局部放电引起的脉冲电流信号,获得视在放电量。
常规脉冲电流法是研究很早、应用广泛的一种检测方法,IEC-60270为IEC正式公布的局部放电测量标准。该方法测量放电时回路电荷变化所引起的脉冲电流来实现对高压电力设备局部放电的检测。脉冲电流法采用的传感器为耦合电容(如变压器套管末屏)或电流传感器,其测量频带一般为脉冲电流信号的低频段部分,通常为数kHz至数百kHz(至多为数MHz)。目前,常规脉冲电流法广泛用于变压器型式试验、预防和交接试验、变压器局部放电实验研究等,其优点是测量灵敏度高,可以获得一些局部放电的基本数据包括放电量、放电次数以及放电相位等。
而常规脉冲电流法的缺点也显而易见:
测量频率低,频带窄,包含的信息量少
运行现场干扰比较复杂,导致常规脉冲电流法很难有效应用于在线监测
对于变压器这类具有绕组结构的设备,由于局部放电在绕组内的传播导致脉冲电流法在标定时产生很大的误差
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,当被检测对象的电容量较大时,受耦合电容的影响,局部放电检测仪的测量灵敏度随着试品电容增加而下降


3.宽频带脉冲电流检测法
脉冲电流法是通过检测阻抗、检测变压器套管接地线、铁芯接地线、外壳接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流来获得放电量。而宽频带脉冲电流检测法是常规脉冲电流法在频率范围上的展宽,这就使其具有测量频带宽包含的局部放电信息量大等优点,既保留了常规脉冲电流法可以测量放电量的优点,同时可以更加真实地反映局部放电的原始脉冲电流特征,为采用脉冲电流波形分析的方法进行信号与噪声分离提供了可能,配合局部放电信号其他统计谱图可以实现不同放电模式的模式识别。


4.油中溶解气体分析法(DGA法)
溶解气体分析法:Dissolved Gas Analysis(简称DGA法)。当充油电力设备内部发生放电性故障、热故障或者油、纸老化时,会产生多种气体。这些气体会溶解于油中,不同类型的气体及其浓度可以反映不同类型的故障,对油中溶解气体的监测和分析是充油电气设备绝缘诊断的重要内容。DGA法是通过检测变压器油分解产生的各种气体的组成和浓度来确定故障(过热、局放等)状态。在大量实践的基础上,国家标准GB7252-2001规定了不同故障类型产生的气体成分。不同性质的故障所产生的油中溶解气体的组分是不同的,据此可以判断故障的类型,国际电工委员会和我国国家标准推荐用C2H2/C2H4,CH4/H2,C2H4/C2H6三个比值来判断故障的性质。该方法目前已广泛应用于变压器的在线故障诊断中,并且建立起故障诊断的专家系统,是当前在变压器局部放电检测领域非常有效的方法。


DGA法的优点是不受外界电磁干扰的影响,数据较为可靠,可以根据局部放电所分解气体的成分和浓度判断局部放电的模式,目前已有三比值法、大卫三角法等判断方法,一些新的判断方法如模糊数学、人工神经网络、模糊模式多层聚类、模糊神经网络等新的判断方法也陆续提出。对渐变性绝缘缺陷的判断技术相对较为成熟,缺点在于从局部放电的发生到可检测到特征气体往往需要较长的时间,很难捕捉到突发性故障的征迹,实时性比较差。


5.特高频法(UHF法)局部放电检测


特高频法:Ultra High Frequency,是目前局部放电检测的一种新方法,研究表明,每一次局部放电过程都伴随着正负电荷的中和,沿放电通道将会有过程极短陡度很大的脉冲电流产生,电流脉冲的陡度比较大,辐射的电磁波信号的特高频分量比较丰富。目前实验已经证明,变压器(油中放电脉冲的上升沿很陡,一般在1ns以内)、GIS内部局部放电等均能够激发出很高频率的电磁波,可达数GHz。通过天线传感器接收局部放电过程辐射的UHF电磁波,实现局部放电的检测。


这种检测方法在于:检测频段较高,可以有效地避开常规局部放电测量中的电晕、开关操作等多种电气干扰;检测频带宽,所以其检测灵敏度很高;而且可识别故障类型和进行定位。同时特高频方法采取天线空间耦合射频信号的方式使监测系统与被检测对象之间没有电气连接,对操作人员及监测设备而言都具有更高的安全性。


目前,特高频方法的研究也面临着一些问题,由于测量机理与脉冲电流法不同,因此无法进行视在放电量的标定,而且一般外置式传感器灵敏度明显低于内置式,所以现场一般需要对现场变压器的结构上进行一些改动,一般是变压器预埋传感器开孔或利用放油阀将特高频传感器伸进变压器箱体,从而对这种检测方法的推广还存在一定的障碍






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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