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dnms特高领局放检测仪

时间：2022-09-11

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：dnms特高领局放检测仪（ 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

局部放电的检测方法有哪些
一、电测法
局部放电最直接的现象即引起电极间的电荷移动。每一次局部放电都伴有一定数量的电荷通过电介质，引起试样外部电极上的电压变化。另外，每次放电过程持续时间很短，在气隙中一次放电过程在10ns量级；在油隙中一次放电时间也只有1μs。根据Maxwell电磁理论，如此短持续时间的放电脉冲会产生高频的电磁信号向外辐射。局部放电电检测法即是基于这两个原理。常见的检测方法有脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等。
1、脉冲电流法
脉冲电流法是一种应用最为广泛的局部放电测试方法。脉冲电流法的基本测量回路见图。图中C代表试品电容，Zm（Zm）代表测量阻抗，Ck代表耦合电容，它的作用是为Cx与Zm之间提供一个低阻抗的通道。Z代表接在电源与测量回路间的低通滤波器，Z可以让工频电压作用到试品上，但阻止被测的高频脉冲或电源中的高频分量通过。
（a）为并联测量回路，试验电压U经Z施加于试品Cx，测量回路由Ck与Zm串联而成，并与Cx并联，因此称为并联测量回路。试品上的局部放电脉冲经Ck耦合到Zm上，经放大器A送到测量仪器M。这种测量回路适合于试品一端接地的情况，在实际工作中应用较多。
图1（b）为串联测量回路，测量阻抗Zm串联接在试品Cx低压端与地之间，并经由Ck形成放电回路。因此，试品的低压端必须与地绝缘。
（c）为桥式测量回路，又称平衡测量回路。试品Cx与耦合电容Ck均与地绝缘，测量阻抗Zm与Zm分别接在Cx与Ck的低压端与地之间。测量仪器M测量Zm与Zm’上的电压差。
2、无线电干扰电压法（RIV）
无线电干扰电压法，包括射频检测法，最早可追溯到1925年，Schwarger发现电晕放电会发射电磁波，通过无线电干扰电压表可以检测到局部放电的发生。国外目前仍有采用无线电干扰电压表检测局部放电的运用，在国内，常用射频传感器检测放电，故又叫射频检测法。较常用射频传感器有电容传感器、Rogowski线圈电流传感器和射频天线传感器等。
RIV方法能定性检测局部放电是否发生，甚至可以根据电磁信号的强弱对电机线棒和没有屏蔽层的长电缆进行局部放电定位；采用Rogowski线圈传感器也能定量检测放电强度，且测试频带较宽（1~30MHz）。
3、介质损耗分析法（DLA）
局部放电对绝缘材料的破坏作用是与局部放电消耗的能量直接相关的，局部放电的现象将导致介质的损坏，从而使得tgδ大大增加。因此可以通过测量tgδ的值来测量局部放电能量从而判断绝缘材料和结构的性能情况。
介质损耗分析法特别适用于测量低气压中存在的辉光或者亚辉光放电。由于辉光放电不产生放电脉冲信号，而亚辉光放电的脉冲上升时间太长，普通的脉冲电流法检测装置中难以检测出来。但这种放电消耗的能量很大，使得tgδ很大，故只有采用电桥法检测tgδ才能判断这种放电的状态和带来的危害。但是，DLA方法只能定性的测量局部放电是否发生，基本不能检测局部放电量的大小，这限制了DLA方法的运用。
二、非电检测法
1、超声波法测试局部放电
利用测超声波检测技术来测定局部放电的位置及放电程度，这种方法较简单，不受环境条件限制，但灵敏度较低，不能直接定量。超声波声测量方法常用于放电部位确定及配合电测法的补充手段。但声测法有它独特的优点，即它可在试品外壳表面不带电的任意部位安置传感器，可较准确地测定放电位置，且接收的信号与系统电源没有电的联系，不会受到电源系统的电信号的干扰；因此进行局部放电测量时，以电测法和声测法同时运用。两种方法的优点互补，再配合一些信号处理分析手段，则可得到很好的测量效果。
当设备内部有故障放电时（几千到几万皮库），这时利用电信号作为仪器触发信号，也即以电信号作为时间参考零点，然后以1－3个通道采集声信号，仪器A/D采样频率可选在500kHz或1MHz并移动传感器位置，使能有效地测到超声信号，见图2。测得电信号与声信号的时间差Δt就可计算出放电点与传感器的位置的距离，s=vΔt，一般计算取v=1.42mm/μs。
2、光检测法
对于绝缘内部的局部放电，只有透明介质才宜用光检测法，例如聚乙烯绝缘电缆芯通过水介质扫描用光电倍增管观察。但该方法灵敏度较低，局限性大，较适宜于检测暴露在外表面的电晕放电。
3、热检测法
由于局部放电在放电点会发热，当故障较严重时，局部热效应是明显的，可用预先埋入的热电偶来测量各点温升，从而确定局部放电部位。这种方法既不灵敏也不能定量，因而在现场测量中一般不用这种方法。
4、放电产物分析法
油纸绝缘材料在局部放电作用下会分解产生各种气体，分析局部放电时产生的化学生成物，例如用色谱分析仪测量高压电气设备的油中，由于放电产生的微量可燃性气体。从而推断局部放电的程度，从而判断故障类型，已在生产实际中广泛应用，并取得较好的效果。各种气体中对判断故障有价值的气体有甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、氢（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）等。
绝缘中存在局部放电时，当放电较小并在故障点引起的温度高于正常温度不多时，由油裂解的产物主要是甲烷和氢；当局部放电故障扩大，形成局部爬电或火花、电弧放电时，会引起局部高温，产生乙炔、乙烯和一氧化碳、二氧化碳。如利用四种特征气体的三比值法，可用来判断变压器故障性质，但实际上对电力设备进行绝缘故障判断时，仅根据一次测量数据往往是不够的，宜利用色谱分析，观察各有害气体随时间的增量。并和局部放电超声测量和电测法数据作比较，进行综合判断，才能更加有效地判断故障性质。
当故障涉及到固体绝缘时，会引起一氧化碳和二氧化碳含量的明显增长。但根据现有统计资料，固体绝缘的正常老化过程与故障情况下劣化分解，表现在油中一氧化碳的含量上，一般情况下没有严格的界限；二氧化碳含量的规律更不明显。因此，在考察这两种气体含量时更应注意结合具体变压器的结构特点，如油保护方式、运行温度、负荷情况、运行历史等情况加以分析，以尽可能得出正确的结论。

超高频检测法（UHF法）
原理：GIS发生绝缘故障的原因是其内部电场的畸变，往往伴随着局部放电现象，产生脉冲电流，电流脉冲上升时间及持续时间仅为纳秒（ nS ）级，该电流脉冲将激发出高频电磁波，其主要频段为0.3—3GHz，该电磁波可以从GIS上的盘式绝缘子处泄露出来，采用超高频传感器（频段为0.3—3GHz ）测量绝缘缝隙处的电磁波，然后根据接收的信号强度来分析局部放电的严重程度。
优点：可以带电测量，测量方法不改变设备的运行方式，并且可以实现在线连续监测。可有效地抑制背景噪声，如空气电晕等产生的电磁干扰频率一般均较低，超高频方法可对其进行有效抑制。抗干扰能力强。
缺点：仅仅能知道发生了故障，但不能对发生故障的点进行准确的定位。而且目前没有相应的国际及国内标准，不能给出一个放电量大小的结果。
目前难点：主要问题在于如何进一步提高灵敏度，解决各种干扰问题，进一步实现准确的定位。
超声波检测法（AE法）
原理：GIS内部产生局部放电信号的时候，会产生冲击的振动及声音，GIS局部放电会产生声波，其类型包括纵波、横波和表面波。纵波通过气体传到外壳、横波则需要通过固体介质（比如绝缘子等）传到外壳。通过贴在GIS外壳表面的压电式传感器接收这些声波信号，以达到监测GIS局放的目的。因此可以用在腔体外壁上安装的超声波传感器来测量局部放电信号。

超声波原理
优点：传感器与 GIS设备的电气回路无任何联系，不受电气方面的干扰。设备使用简便，技术相对比较成熟，现场应用经验比较丰富，可不改变设备的运行方式进行带电测量，由于测量的是超声波信号，因此对电磁干扰的抗干扰能力比较强，可以对缺陷进行定位。
缺点：声音信号在气体中的传输速率很低（约140m/s ），且信号中的高频部分衰减很快，信号通过不同介质的时候传播速率不同，且在不同材料的边界处会产生反射，因此信号模式变得很复杂。另外传感器监测有效范围较小，对大型设备器需要众多的传感器，现场应用较为不便。
存在的问题：
（1）无法区分放电信号和干扰信号。GIS的PT噪声大，无法区分其中的放电信号和振动噪声信号；对于户外GIS，环境噪声很大，对超声检测干扰很大。（2）灵敏度低。无论纵波还是横波，在GIS内部传播过程中，衰减很大，因此，超声法对金属颗粒外的其他类型放电灵敏度低。（3）操作不便。需要通过粘结剂将传感器贴在GIS壳体表面，粘贴的效果和操作者的晃动对测量效果影响很大。

高频电流法（HFCT法）
原理：当电力设备内部发生局部放电时，高频放电电流会沿着接地线向大地传播。高频电流法通过在接地线上安装高频电流传感器检测高频电流信号实现局部放电检测。
高频电流法一般使用Rogowski线圈方式，在环状磁芯材料上围绕多圈的导线线圈，高频电流穿过磁芯中心而引起的高频交变电磁场会在线圈上产生感应电压。由于高频电流传感器的测量回路与被测电缆之间没有直接的电气连接，属于非侵入式的检测方法，被检测设备不需要停运。

为什么电力系统进行维护时经常用到手持式局放测试仪？
对于手持式局放测试仪的使用主要基于电力系统中的局部放电现象。由于绝缘材质中出现了局部区域的放电现象，同时此现象没有贯穿施加电压的导体之间，而是发生在导体附近或者是其他地方，这样的现象就是局部放电。局部放电的情况说明了电力电气设备存在绝缘弱点，这是由于绝缘老化劣质的原因。局部放电也是造成高压电气设备发生绝缘击穿的重要原因。绝缘击穿容易造成电气设备损坏，甚至电力系统故障。所以在长期工作电压的刺激下，是不让绝缘结构发生较强烈的局部放电行为的。因此这需要对运行中的电气设备加强监测，当监测到局部放电超过一定程度时，电力工作者就需要考虑将此电气设备停止运行，并且进行检修或者是替换。电力系统的运行离不开手持式局放测试仪的监测，这也就说明了为什么要使用手持式局放测试仪的原因。