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在線式超聲波局放測試儀電力部門大部分的普及
概述
是測量、分析電力設備絕緣性能以及對局部放電源定位的儀器；本系統(tǒng)采用現(xiàn)代電子和計算機綜合技術，實現(xiàn)信號放大（模擬、電子、數(shù)字）、濾波、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形顯示、試驗報告自動生成，從而完成局部放電的測量，分析與定位。
本儀器攜帶方便、測量快速，抗干擾能力強，便于現(xiàn)場使用。其配置的軟件主要包括局部放電巡檢以及局部放電定位兩部分。其中局部放電巡檢配置的軟件具有時域圖形、2D、3D統(tǒng)計圖譜、報警歷史、歷史大、脈沖計數(shù)等功能，此外還可以詳查分析某個相位波形，窗口隨意放大和縮小，對該段數(shù)據(jù)進行頻譜分析，分析放電波形的頻譜含量，使放電波形之間更具可比性，全面統(tǒng)計分析試驗數(shù)據(jù)，減少試驗中非穩(wěn)定性因素對試驗結果的影響，采用自動或手動記錄保存試驗數(shù)據(jù)和瞬態(tài)放電波形，可對后期數(shù)據(jù)分析提供參考。局部放電定位配置的軟件通過電信號和聲信號的時間差對局部放電源進行的定位，有助于及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，提高局部放電活動測量的實效性。
在線式超聲波局放測試儀電力部門大部分的普及
引用標準
高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求 DL/T 593
3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開關設備和控制設備 DL/T 404
3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開關設備和控制設備 GB 3906
局部放電測量GB/T 7354
電力設備局部放電現(xiàn)場測量導則 DL/T 417
高電壓試驗技術 *部分：一般試驗要求 GB/T 16927.1
高電壓試驗技術 第二部分：測量系統(tǒng) GB/T 16927.2
高電壓試驗技術 第3 部分: 現(xiàn)場試驗的定義及要求 GB/T 16927.3
在線式超聲波局放測試儀電力部門大部分的普及
技術參數(shù)
技術參數(shù)表
技術特性 |
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通道數(shù) | 2個電信號接口，一個外同步接口 |
采樣率 | 0.5M、1M、2.5M、5M、10M、20M可選 |
采樣精度 | 12bit |
量程切換 | 60dB、40dB、20dB、0dB、-20dB共5檔 |
頻帶范圍 | 20k-100kHz、80k-200kHz、40k-300kHz |
本量程非線性誤差 | 5% |
顯示 |
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顯示屏 | 7” TFT真彩色觸摸液晶顯示屏 |
分辨率 | 800×480 |
存儲 |
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物理存儲 | 256MB DDR2，為運行內存 |
SD卡存儲 | 標配16G卡，可升級為32G，用于存儲試驗記錄及試驗數(shù)據(jù) |
接口 |
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RS232 | 用于與PC機同步傳輸接口 |
USB | 可外接鼠標鍵盤，以及外接移動存儲設備 |
電源模式 | 電池供電（16.8V鋰電池）+外置電源（18V）可連續(xù)提供8小時供電 |
電信號接口 | 2路BNC接口(前后面板各兩個)，用于信號輸入 |
SMA接口 | 外同步接口 |
SD卡插槽 | 可插入大支持32G的SD卡 |
網(wǎng)口 | 可擴展 |
接地鈕 | 外部接地用 |
通用說明 |
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CPU | 主頻533MHz |
系統(tǒng) | WINCE6.0 |
使用環(huán)境溫度 | -20℃至45℃ |
存儲環(huán)境溫度 | -20℃至60℃ |
尺寸 | 長×寬×高：249mm × 216mm × 167mm |
重量 | 4.7kg |
在線式超聲波局放測試儀電力部門大部分的普及
產品結構
后面板接口說明表
在線式超聲波局放測試儀電力部門大部分的普及
巡檢系統(tǒng)基本操作
初次啟動系統(tǒng)軟件增加一個新的巡檢試驗檔案
用戶可以根據(jù)自己的需求，利用系統(tǒng)軟件，為每次試驗建立試驗檔案，填寫檢測說明信息，保存檢測數(shù)據(jù)，以便將檢測數(shù)據(jù)與檢測信息對應起來。
當軟件*次啟動時，系統(tǒng)會出現(xiàn)“試驗設置”對話框，提醒用戶填寫試驗信息，同時可以對試驗列表進行查看和刪除某個試驗，當單擊試驗列表中某個試驗時，試驗信息區(qū)將顯示對應試驗信息。
如果你點擊取消按鈕，不建立自己的試驗檔案，系統(tǒng)軟件也可以快速建立默認數(shù)據(jù)庫quik_test.db3，保證完成試驗數(shù)據(jù)的存儲。
軟件會在SD卡中建立存儲目錄以保存數(shù)據(jù)，例如：
試驗名稱為：LYPD
則檢測數(shù)據(jù)存儲路徑為：Storage Card\ 試驗管理\LYPD\
所有的檢測原始數(shù)據(jù)都以二進制方式保存以節(jié)省存儲空間，所有的記錄數(shù)據(jù)都存儲在SQLite數(shù)據(jù)庫中，以備生成報告使用。
利用本系統(tǒng)進行檢測數(shù)據(jù)都存儲在SD卡中，SD卡大支持32G，可以導出到PC機進行備份。歷史數(shù)據(jù)可以被加載入系統(tǒng)進行追蹤分析。
試驗設置對話框：
當上述參數(shù)均設置完畢后，點擊確定進行試驗。
“試驗檔案”對話框在停止運行狀態(tài)下可以打開，只需點擊圖5-2中文件按鈕控件即可。
系統(tǒng)軟件主窗口
系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)
當系統(tǒng)軟件啟動之后，狀態(tài)欄就會顯示當前系統(tǒng)狀態(tài)，如記錄存儲狀況、系統(tǒng)時間、運行狀況、觸發(fā)方式以及設備電池電量。
記錄存儲狀態(tài)：提示當前存儲的是波形記錄還是統(tǒng)計記錄，同時提示當前存儲總條數(shù)。
系統(tǒng)時間：顯示當前系統(tǒng)日期及時間。
觸發(fā)模式：提示當前觸發(fā)方式，從而保證系統(tǒng)根據(jù)觸發(fā)方式正確的使用。
電池電量：提示當前電池剩余電量，當剩余電量小于5%時，系統(tǒng)會發(fā)出嘀嘀嘀嘀報警聲，提示用戶應連接適配器充電，或保存數(shù)據(jù)關閉系統(tǒng)，防止因電池沒電關機導致試驗數(shù)據(jù)丟失。
系統(tǒng)設置—儀器參數(shù)配置
“系統(tǒng)設置”對話框包含了對采樣、顯示、記錄以及增益調節(jié)的設置如圖5-5所示。
采樣
采樣頻率：0.5M、1M、2.5M、5M、10M、20M可選。
觸發(fā)方式：軟件自動、外部觸發(fā)和軟件同步三種方式。
同步頻率：系統(tǒng)工作頻率（50Hz，60Hz）
顯示
顯示方式：波形顯示模式下，可選擇直線、正弦和橢圓三種方式來顯示時域波形。
記錄
自動記錄：√為開啟自動記錄， 為禁止自動記錄。
時間間隔：自動記錄開啟后，記錄的間隔，單位為s
增益調節(jié)
自動調節(jié)：√為開啟自動增益， 為禁止自動增益。
上閾：采樣滿度百分比，當高于此閾值時達到設定次數(shù)后向放大倍數(shù)低的檔位切換。
下閾：采樣滿度百分比，當?shù)陀诖碎撝禃r達到設定次數(shù)后向放大倍數(shù)高的檔位切換。
次數(shù)：采樣周期個數(shù)。
關于…
顯示公司信息和軟件版本信息。
對于系統(tǒng)的兩個檢測通道，其參數(shù)配置可以分別設置。進入“系統(tǒng)設置”對話框，如圖5-7對CH1和CH2分別進行設置。
對每個通道有下列參數(shù)：
配置
傳感器：選擇合適的傳感器類型，具體通道對應的傳感器類型根據(jù)需要出廠配置。
供電：通道BNC口可對外輸出12V直流電壓。開—為輸出電壓，關—為不輸出電壓。
校準
帶寬：可選帶寬為20k-100kHz、40k-300kHz、3M低通，如上選擇傳感器后，帶寬會自動切換到該傳感器出廠默認的優(yōu)帶寬，當用戶需要選擇其他帶寬時，可手動切換，進行試驗。當系統(tǒng)重啟后，傳感器對應帶寬將恢復至出廠默認帶寬。
量值：輸入校準時傳感器對應的校準值。
校準：該按鈕對當前選中傳感器和選中頻帶進行校準，對于HFCT無需輸入口令即可進行現(xiàn)場校準，而TEV和UA現(xiàn)場不能校準，在設備出廠時，需要輸入口令進行出廠校準，目的是避免用戶自行對UHF、TEV和UA校準，影響設備準確度。
用戶名：administrator
密碼：0
對于傳感器選擇不同頻帶，都應進行校準，校準后會提示已校準信息。
報警
預警閾值：輸入當前傳感器預警閾值，當測得局放幅值小于該值時為綠色正常信號。
報警閾值：輸入當前傳感器報警閾值，當測得局放幅值大于等于預警閾值且小于報警閾值時為黃色預警信號，當大于等于報警閾值時為紅色報警信號。
檢測通道顯示模式—波形圖
點擊圖5-9中 “顯示模式”按鈕，切換到波形圖模式。
檢測通道顯示模式—統(tǒng)計圖
二維圖譜（指紋圖）
該模式下縱軸代表放電水平，橫軸代表相位0-360度，不同的像素顏色代表不同的放電頻次(0%到100%分別指示放電頻次由低到高)。
點擊“清除統(tǒng)計”按鈕開始重新統(tǒng)計。
二維圖譜（N-Φ）
縱軸代表放電次數(shù)，橫軸代表相位，該模式將若干周波局部放電信號進行統(tǒng)計和處理，反應出放電次數(shù)與發(fā)生放電相位的關系。
二維圖譜（Q-Φ）
縱軸代表放電水平，橫軸代表相位，該模式將若干周波局部放電信號進行統(tǒng)計和處理，反應出局部放電量與發(fā)生放電相位的關系。
三維圖譜（Q-Φ-T）
該模式縱軸代表放電水平，橫軸代表相位，Z軸代表時間，脈沖不同顏色代表放電水平的大小不同，右側顏色標識代表縱軸不同的百分比所使用的不同顏色。通過該模式可以區(qū)分干擾和放電，以及隨時間變化不同相位信號的變化。
開相位窗
每一個通道的波形顯示窗口內，可以同時開兩個紅色子窗口（相位窗）。此功能，一般用來避開某些相位的干擾，對所開窗相位內的波形進行讀數(shù)，以下稱開窗。
開窗操作
將鼠標的光標放置在圖形顯示區(qū)的適當位置，按下鼠標左鍵并保持，同時拖動鼠標到另一位置釋放鼠標左鍵，即完成開窗操作。重復以上操作可在同一通道開另一個相位窗，同一通道多顯示兩個相位窗。注意開窗時，開窗區(qū)域必須框選注基線，否則開窗無效。有相位窗時，讀數(shù)顯示的是相位窗口內的大放電量，同時信息區(qū)提示當前開窗個數(shù)。
關窗操作
需要關閉哪一個相位窗口，就將鼠標的光標放置在哪一個相位窗（紅色矩形框）內，單擊鼠標左鍵，即可關閉該窗口。在存在兩個相位窗口的情況下，再進行開窗操作可以關閉前兩個相位窗口。
脈沖分析
運行過程中還可以對局放數(shù)據(jù)進行脈沖分析，即對已經(jīng)采集的數(shù)據(jù)可以詳細查看波形形狀，從而分析放電波形的性質。
要進行脈沖分析，首先要進行開窗操作，并保證開一個相位窗，把要分析的波形選進所開窗口內，然后點擊5.16中“分析”按鈕，即彈出開窗分析界面。
開窗分析提供了對幅值顯示的動態(tài)縮放，脈沖左右移動和水平壓縮拉伸功能，按鍵均采用可加速處理，長按自動加速。脈沖分析窗口中提供了峰值顯示和光標處放電幅值水平顯示。點擊脈沖顯示區(qū)，光標隨之移動，同時水平拉伸和壓縮以其為基準進行縮放，從而實現(xiàn)快速對脈沖信號的捕捉和展開。
頻譜分析
在圖5-17中點擊“頻域”按鈕就進入頻譜分析窗口。它是對脈沖分析窗口內波形的頻譜展開分析。
按[頻域]/[時域]按鈕，就可在脈沖分析窗口和頻譜分析窗口之間切換。
報警、報警歷史和大讀數(shù)功能
報警功能：色彩編碼類似于交通指示燈，可根據(jù)設定閾值進行報警提示。
正常：局部放電在正常范圍內，為綠燈。
預警：局部放電大于預警值且小于報警值，為黃燈。
報警：局部放電大于報警值，為紅燈。
報警歷史讀數(shù)：以流動柱狀態(tài)圖的形式顯示近 64 個測量值，色彩編碼類似于交通指示燈。可點擊“復位歷史”對報警歷史進行復位。
大讀數(shù)：進入該傳感器測量以來，所測得的大讀數(shù)，點擊“復位大”可對大讀數(shù)進行復位。
查看采樣滿幅比例以及顯示縮放倍數(shù)
對于采樣數(shù)據(jù)，軟件提供了對采樣數(shù)據(jù)滿幅比例的指示；同時在波形圖模式下軟件提供對顯示波形縮放比例的提示，方便用戶在兩通道對比時將縮放比例放在同一位置。
增益控制
自動增益：軟件根據(jù)設定，自動調節(jié)增益狀態(tài)。
手動調節(jié)增益：軟件提供了對當前增益狀態(tài)指示，提示用戶手動調節(jié)至合適的增益，保證測量的準確性。
增益放大倍數(shù)過高：提示向低放大倍數(shù)方向調節(jié)。
增益放大倍數(shù)過低：提示向高放大倍數(shù)方向調節(jié)。
增益合適：無需調節(jié)。
數(shù)據(jù)存儲
數(shù)據(jù)存儲前，用戶還必須輸入檢測位置信息（圖5-24），建立檢測位置與檢測數(shù)據(jù)之間的對應關系。便于用戶事后數(shù)據(jù)的分析，報告的生成。
記錄存儲
記錄存儲可選手動記錄和自動記錄，軟件會在SD卡中建立存儲數(shù)據(jù)庫和原始數(shù)據(jù)文件，例如：
試驗名稱為：LYPD
則記錄存儲數(shù)據(jù)庫為：Storage Card\試驗管理\LYPD\數(shù)據(jù)\LYPD.db3
記錄原始數(shù)據(jù)為：Storage Card\試驗管理\LYPD\數(shù)據(jù)\%d-%d-%d_%02d-%02d-%02d.dat
其中%d-%d-%d_%02d-%02d-%02d為當前記錄存儲時刻。
原始記錄可供時域脈沖分析使用。
圖片存儲
軟件每記錄一條數(shù)據(jù)，會將每個通道的圖片以bmp格式存儲到SD卡中，以后導出查看，具體存儲路徑為：
試驗名稱為：LYPD
圖片存儲為：Storage Card\試驗管理\LYPD\圖片\統(tǒng)計圖\ CHX_波形圖X.bmp
其中*個X為通道標識，后一個X為記錄號標識。
同時軟件提供抓屏功能，將圖片存儲在：Storage Card\試驗管理\LYPD\圖片\屏幕抓圖\ bmpX.bmp
瀏覽記錄回放分析
軟件提供對記錄的分析和查看功能，方便用戶對已檢測記錄數(shù)據(jù)的事后分析處理。
查看記錄可自動播放，也可逐條瀏覽，也可定位某一記錄進行脈沖分析。
在線式超聲波局放測試儀電力部門大部分的普及
外部觸發(fā)的使用
在現(xiàn)場試驗時，為了得到穩(wěn)定而且準確的相位，可以采用外部觸發(fā)方式，在系統(tǒng)設置里，將觸發(fā)方式改成外部觸發(fā)，主機后面板接線如圖，將外同步模塊接到試驗電源上，點擊運行，此時放電相位為穩(wěn)定而準確的相位。
充電及電池更換
本儀器內置高性能鋰電池，其容量高達4Ah，充滿電后可供本儀器連續(xù)工作6~8個小時。當內置電池電量不足時儀器自動報警，此時應把需要保存的數(shù)據(jù)及時保存，并關閉機器及時充電。
對本儀器內置電池進行充電時，把本儀器配帶電源適配器的交流端插頭（普通三芯插頭）插入AC220V電源插座內，并通電，然后把電源適配器直流端插頭插入儀器后面板的充電插座中，即開始對電池充電。在充電過程中，充電指示燈為桔紅色，充電指示燈變?yōu)榫G色后表示電池已充滿電，此時拔除電源適配器即完成整個充電過程，整個充電過程大約需要4.5小時左右的時間。如果接入電源適配器后充電指示燈不亮，表示充電線路有故障，請檢查電源適配器是否通電。
注：對本儀器內置電池進行充電時，必須使用本儀器配帶的電源適配器充電，不得使用其它電源，否則可能造成電池或儀器損壞！
開關柜局部放電檢測
開關柜局部放電檢測采用TEV傳感器、超聲傳感器在線檢測高壓開關柜局部放電情況。 設備采用便攜式，操作簡單，TEV傳感器貼在箱壁，超聲波傳感器沿著開關柜上的縫隙掃描檢測，對高壓開關及開關柜無任何損害，所有的檢測對高壓開關及開關柜設備的運行不產生任何影響。
可同時利用超聲、TEV檢測法進行巡檢，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)全功能檢測。
檢測過程實現(xiàn)即時測量、顯示PD數(shù)據(jù)及放電波形，同時可對其進行保存，建立相應的數(shù)據(jù)庫，供設備今后的分析比較，對某一設備的測試結果可以通過橫向比較和縱向比較兩種方法確定放電發(fā)生及定位放電位置。
在線式超聲波局放測試儀電力部門大部分的普及
系統(tǒng)構成
系統(tǒng)構成表
暫態(tài)對地電壓（TEV）檢測工作原理
現(xiàn)場對于高壓開關柜的帶電巡檢方式采用瞬時地電壓（TEV）檢測方式。當高壓開關柜中出現(xiàn)局部放電以后，沿放電通道將會有過程極短的脈沖電流產生，并激發(fā)瞬態(tài)電磁波。放電過程的時間比較短，電流脈沖的陡度比較大，輻射高頻電磁波的能力比較強，可以通過金屬外殼的開孔向外傳播，這些開孔可以是外殼密封墊圈或者其他絕緣部件周圍的間隙。這些高頻電磁波傳播到開關柜外面時，會在金屬外殼上產生瞬時對地電壓。瞬時地電壓在幾個毫伏至幾伏的范圍內，只有幾個納秒的上升時間，將的TEV傳感器布置在開關柜外面，采用這種非侵入方式來檢測局放活動。測量原理如下圖所示：
暫態(tài)對地電壓法檢測部位主要是母排（連接處、穿墻套管，支撐絕緣件等）、斷路器，CT、PT、電纜等設備所對應到開關柜柜壁的位置，這些設備大部分位于開關柜前面板中部及下部，后面板上部、中部及下部、側面板的上部、中部及下部。開關柜暫態(tài)對地電壓法檢測部位如下圖：
超聲波檢測工作原理
局部放電產生的聲波的頻譜很寬，可以從幾十Hz 到幾MHz，其中頻率低于20kHz 的信號能夠被人耳聽到，而高于這一頻率的超聲波信號必須用超聲波傳感器才能接收到。通過測量超聲波信號的聲壓大小，可以推測出放電的強弱。
超聲波檢測過程中，應將超聲波傳感器沿著開關柜上的縫隙掃描檢測。開關柜超聲法檢測部位可參考圖6-3進行測試。
在線式超聲波局放測試儀電力部門大部分的普及
傳感器技術參數(shù)
傳感器技術參數(shù)表
TEV-I TEV傳感器 | |
耦合方式： | 電容性 |
測量范圍： | 1mV-1V(0-60dB) |
頻率范圍： | 3MHz -80MHz |
分辨率： | 0.1dB |
誤差： | ±1dB |
CS-I空氣式超聲傳感器 | |
測量范圍： | -7dBμV至68dBμV |
分辨率： | 0.1dB |
誤差： | ±1dB |
傳感器靈敏度： | -65 |
傳感器中心頻率： | 40kHz |
傳感器直徑： | 16mm |
外差頻率： | 38.4 kHz |
巡檢流程
開關柜局部放電檢測流程如下：
1) 按照5.1節(jié)中步驟，新建試驗檔案。
2) 按照5.4節(jié)中打開“系統(tǒng)設置”對話框，如果不接外同步模塊，則“觸發(fā)方式”設置成軟件同步，若接外同步模塊，則設置成外部觸發(fā)；記錄采用手動方式記錄；增益調節(jié)選中自動調節(jié)，其他增益相關默認；對CH1傳感器配置成TEV模式，供電—開（通道指示燈點亮），CH2配置成UA-A模式，供電—開（通道指示燈點亮）；對其它采用系統(tǒng)默認設置。點擊確定，回到主界面。
3) 點擊主界面“運行”按鈕，將顯示模式調成波形模式，進行檢測。首先對環(huán)境進行檢測，記錄環(huán)境空氣和金屬部件的背景噪聲。然后按順序對開關柜逐個進行檢測，并手動記錄相應數(shù)值及波形，同時也可以記錄統(tǒng)計波形供后期分析。詳細步驟如下：
a) 首先將測試儀的TEV傳感器指向空氣中,測量開關室內大氣背景噪聲,記錄數(shù)據(jù)和波形;
b) 將TEV傳感器與開關室內金屬物件緊密接觸,測試開關室金屬物體的背景噪聲,記錄數(shù)據(jù)和波形;
c) 將TEV傳感器與開關柜柜體緊密接觸,測試開關柜局放幅值和波形情況,分別測試開關柜正面中間及下部,背面及側面的上、中、下部位，記錄測試結果；
d) 將超聲傳感器沿著開關柜上的縫隙進行掃描檢測，監(jiān)聽異常聲音信號，并測試開關柜超聲波局放幅值和波形，分別測試開關柜正面及背面的縫隙部位，記錄測試結果。
4) 試驗完畢后，將SD卡中的數(shù)據(jù)用讀卡器拷貝到PC機，用報告生成軟件將報告導出，并對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行橫向縱向分析，對開關柜進行評估。
注意事項：
程中，TEV傳感器應垂直于開關柜表面，并且與柜體緊密接觸
b) 盡量靠近觀察窗等局部放電信號等易泄漏部位的金屬面板上
c) 側面無法檢測時可以跳過
d) 禁止使用無線通信設備
e) 試中應減少走動，停止其他工作，減少噪聲產生
f) 常設備的檢測結果應與背景噪聲及在同等條件下同類設備無明顯差異
g) 次讀數(shù)時，為確保數(shù)值穩(wěn)定，先按下停止按鈕，再進行數(shù)據(jù)和波形記錄
GIS局部放電檢測
GIS局部放電檢測采用特高頻法、超聲波法檢測，可根據(jù)實際情況選擇傳感器類型，亦可兩種檢測方法同時使用。
特高頻檢測法：可有效檢測GIS內部的由懸浮顆粒、導體和殼體上的突起、盆式絕緣子內部絕緣缺陷等原因引起的局部放電。特高頻傳感器的檢測頻率范圍：300MHz～1.5GHz，由于檢測頻率高可有效的避免現(xiàn)場干擾。
超聲波檢測法：可以檢測、識別和定位GIS中的局部放電故障或振動的微粒，不需要預先在GIS上安裝內部耦合器和傳感器，檢測時可在胸前背挎本儀器，手持傳感器在GIS的腔體進行檢測。超聲傳感器的頻率范圍：20kHz～120kHz。
系統(tǒng)構成
GIS局部放電檢測系統(tǒng)構成表
UHF檢測工作原理
GIS發(fā)生絕緣故障的原因是其內部電場的畸變，往往伴隨著局部放電現(xiàn)象，產生脈沖電流，電流脈沖上升時間及持續(xù)時間僅為納秒( nS ) 級，該電流脈沖將激發(fā)出高頻電磁波，其主要頻段為0.3—3GHz，該電磁波可以從GIS上的盤式絕緣子處泄露出來，采用特高頻傳感器(頻段為0.3—3GHz )測量絕緣縫隙處的電磁波，然后根據(jù)接收的信號強度來分析局部放電的嚴重程度。
優(yōu)點:可以帶電測量，測量方法不改變設備的運行方式，并且可以實現(xiàn)在線連續(xù)監(jiān)測。可有效地抑制背景噪聲，如空氣電暈等產生的電磁干擾頻率一般均較低,特高頻方法可對其進行有效抑制。抗干擾能力強。
缺點：僅僅能知道發(fā)生了故障，但不能對發(fā)生故障的點進行準確的定位。而且目前沒有相應的及國內標準，不能給出一個放電量大小的結果。
超聲波檢測工作原理
GIS內部產生局部放電信號的時候，會產生沖擊的振動及聲音，GIS局部放電會產生聲波，其類型包括縱波、橫波和表面波。縱波通過氣體傳到外殼、橫波則需要通過固體介質（比如絕緣子等）傳到外殼。通過貼在GIS外殼表面的壓電式傳感器接收這些聲波信號，以達到監(jiān)測GIS局放的目的。因此可以用在腔體外壁上安裝的超聲波傳感器來測量局部放電信號。
優(yōu)點：傳感器與 GIS設備的電氣回路無任何，不受電氣方面的干擾。設備使用簡便，技術相對比較成熟，現(xiàn)場應用經(jīng)驗比較豐富， 可不改變設備的運行方式進行帶電測量，由于測量的是超聲波信號，因此對電磁干擾的抗干擾能力比較強，可以對缺陷進行定位。
缺點：聲音信號在 氣體中的傳輸速率很低(約340m/s )，且信號 中的高頻部分衰減很快，信號通過不同介質的時候傳播速率不同，且在不同材料的邊界處會產生反射，因此信號模式變得很 復雜。另外傳感器監(jiān)測有效范圍較小，對大型設備器需要眾多的傳感器，現(xiàn)場應用較為不便。
UHF和超聲波聯(lián)合檢測
步驟：
1.在GIS盆式絕緣子處放置UHF傳感器，進行特高頻檢測，進行電磁波信號的測量，判斷是否存在電磁波信號。
2.使用超聲傳感器逐點進行聲信號檢測，判斷是否存在聲信號。之后根據(jù)出現(xiàn)的幾種具體情況進行進一步的分析判斷。
處理方法：
如果電信號和聲信號都存在，則使用特高頻法根據(jù)盆式絕緣子的位置進行粗略定位 ， 同時使用超聲法進行定位，如果兩者都定位到同一個GIS腔體且表現(xiàn)一致，則判斷該腔體內部存在放電故障，具有絕緣缺陷，應根據(jù)具體情況進行進一步跟蹤檢測或采取相應措施 。
如果只測量到了特高頻電磁波信號而沒有超聲波信號，則應通過改變UHF傳感器的位置擺放和傳感器的方向性及信號的頻率分布，判斷是否是周圍設備發(fā)生了局部放電或者是否存在另外的干擾源，并對GIS設備進行重點跟蹤觀察 。
如果超聲波法測量到了聲信號而特高頻法沒有測量到電磁波信號，則在使用超聲法在 超聲信號大的部位進行定位。通過具體位置及設備結構進行分析，是否是設備本身的正常振動或者是設備的結構導致特高頻信號衰減很大，不能通過檢測位置測量到。并對設備進行重點跟蹤觀察。
傳感器技術參數(shù)
傳感器技術參數(shù)表
LYUHF特高頻傳感器 | |
檢測帶寬： | 300 MHz-1.5GHz |
輸出方式： | TNC頭輸出 |
接收方式： | 天線接收 |
檢測靈敏度： | -95dBm |
電源： | 12V/40mA DC |
工作溫度： | -10℃---40℃ |
存儲溫度： | -20℃---50℃ |
LYCS-II型磁吸附式超聲傳感器 | |
頻帶： | 20-300kHz |
增益： | 40dB±1dB |
峰值靈敏度： | >70dB |
均值靈敏度： | >50dB |
動態(tài)范圍： | >80dB |
巡檢流程
GIS局部放電檢測流程如下：
按照5.1節(jié)中步驟，新建試驗檔案。
按照5.4節(jié)中打開“系統(tǒng)設置”對話框，如果不接外同步模塊，則“觸發(fā)方式”設置成軟件同步，若接外同步模塊，則設置成外部觸發(fā)；記錄采用手動方式記錄；增益調節(jié)選中自動調節(jié)，其他增益相關默認；對CH1傳感器配置成UHF模式，供電—開（通道指示燈點亮），CH2配置成UA-P模式，供電—開（通道指示燈點亮）；對其它采用系統(tǒng)默認設置。點擊確定，回到主界面。
點擊主界面“運行”按鈕，將顯示模式調成波形模式，進行檢測。用UHF通道對盆式絕緣子位置進行檢測，用超聲通道對腔體進行檢測，手動記錄相應數(shù)值及波形，同時也可以記錄統(tǒng)計波形供后期分析。
試驗完畢后，將SD卡中的數(shù)據(jù)用讀卡器拷貝到PC機，用報告生成軟件將報告導出，對GIS進行評估。
變壓器局部放電檢測
變壓器局部放電檢測采用超聲波法、脈沖電流法及電、聲綜合法檢測。
超聲波法：在變壓器（電抗器）內部一旦發(fā)生局部放電，就會產生超聲波信號，以球面波形式向周圍傳播，只要在變壓器（電抗器）箱壁外側放置超聲傳感器，就可以接收到放電產生的超聲波信號。
脈沖電流法：變壓器（電抗器）的繞組與鐵芯之間為絕緣材料，存在分布電容，而放電信號是幾百千赫到幾兆赫的高頻信號，能通過該電容從繞組傳到鐵芯，在鐵芯或夾件接地線上卡裝高頻電流傳感器能夠檢測到局放脈沖信號。
電、聲綜合法檢測是將脈沖電流法、超聲波法綜合使用（簡稱電、聲綜合檢測法），該方法既能結合兩種檢測方法的優(yōu)點，全面檢測各種類型的放電信號，還能通過電、聲之間的時間差來判斷局部放電故障點的位置。
在線式超聲波局放測試儀電力部門大部分的普及
系統(tǒng)構成
變壓器局部放電檢測系統(tǒng)構成表
檢測原理
局部放電信號在變壓器內的傳播途徑：
脈沖電流（LC傳輸回路）
高頻電磁波（需要變壓器內預置特高頻天線）
超聲波
局放信號取樣方法：
寬帶電流互感器
天線（需要變壓器內預置特高頻天線）
超聲傳感器
檢測位置
利用寬頻帶電流互感器（LYCT）接收信號位置為：
鐵心接地線
零線接地線
經(jīng)改造后的套管末屏
油箱接地線
利用超聲波檢測則在油箱箱壁處檢測。
LYCT現(xiàn)場校準
局部放電測試一個重要的步驟就是校正，但是帶電局部放電在線檢測都是在設備運行狀態(tài)下，無法在待測物上注入校正信號，所以在線局部放電測試法都是利用比較法或者間接校準方式來校正，也就是校正信號直接注入到傳感器來校正，此方法在IEC-62478稱為性能及靈敏度確認。
LYCT采用現(xiàn)場校準方法，未校準測得的數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)。打開“系統(tǒng)設置”對話框如圖5-7，對HFCT通道進行校準。
校準的過程如下：
將校準脈沖發(fā)生器按圖8-4方法接入試驗回路，并施加適當?shù)姆烹娒}沖。
根據(jù)校準脈沖發(fā)生器輸出的電荷量，輸入需要校準的放電值。
點擊 “校準”按鈕，并在彈出的確認框中選擇“確定”后，校正過程開始，同時，“校準”按鈕變?yōu)?ldquo;保存”按鈕。
持續(xù)幾秒后，待放電檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定后按“保存”按鈕，保存所對應通道的校準結果。
校正完畢后應拆除校準脈沖發(fā)生器，準備正式檢測。
傳感器技術參數(shù)
傳感器技術參數(shù)表
LYCT-I型寬頻帶電流互感器 | |
檢測帶寬： | 100K-100MHz |
傳輸阻抗： | >5mV/mA(10MHz ) 滿足國網(wǎng)要求 |
輸出阻抗： | 50Ω |
檢測靈敏度： | 5pC |
輸出接口： | 標準BNC接口 |
環(huán)境溫度： | -40℃～85℃ |
LYCS-II型磁吸附式超聲傳感器 | |
頻帶： | 20-300kHz |
增益： | 40dB±1dB |
峰值靈敏度： | >70dB |
均值靈敏度： | >50dB |
動態(tài)范圍： | >80dB |
巡檢流程
變壓器局部放電檢測流程如下：
按照5.1節(jié)中步驟，新建試驗檔案。
按照5.4節(jié)中打開“系統(tǒng)設置”對話框，如果不接外同步模塊，則“觸發(fā)方式”設置成軟件同步，若接外同步模塊，則設置成外部觸發(fā)；記錄采用手動方式記錄；增益調節(jié)選中自動調節(jié)，其他增益相關默認；對CH1傳感器配置成HFCT模式，供電—關（通道指示燈熄滅），CH2配置成UA-P模式，供電—開（通道指示燈點亮）；對其它采用系統(tǒng)默認設置。
按照8.4節(jié)中的方法對HFCT進行現(xiàn)場校準。
點擊主界面“運行”按鈕，將顯示模式調成波形模式，根據(jù)8.3節(jié)中的檢測方法進行檢測，并手動記錄相應數(shù)值及波形，同時也可以記錄統(tǒng)計波形供后期分析。
試驗完畢后，將SD卡中的數(shù)據(jù)用讀卡器拷貝到PC機，用報告生成軟件將報告導出，對變壓器進行評估。
電纜局部放電檢測
電纜局部放電檢測采用脈沖電流法和局部放電定位探測器檢測。
系統(tǒng)構成
電纜局部放電檢測系統(tǒng)構成表
檢測原理
由于制造或安裝的缺陷，會在電纜端頭（接頭）的絕緣部分發(fā)生放電，直至發(fā)生絕緣擊穿損壞，有的會發(fā)生著火或爆炸。所以，如何在事故發(fā)生之前發(fā)現(xiàn)故障隱患是解決問題的關鍵。這就需要我們有帶電檢測的手段。
脈沖電流法：在高壓電纜中，導線和金屬屏蔽之間由絕緣材料隔開形成分布電容，該電容約為幾百pF，對高頻信號形成通路。因此，高頻的局部放電信號由分布電容對接地引線構成回路傳輸，在電纜接頭屏蔽接地線上安裝高頻電流傳感器可檢測到放電脈沖信號，并能夠確定局部放電的量值。
局部放電定位探測器法：LYPCD-5000局部放電定位探測器集電信號和超聲信號的檢測于一體，其操作簡單方便，與試品無任何接線，非接觸測試。定位準確，探測器內安裝了電、聲空間定位傳感器，通過對電、聲信號幅值和時差變化的分析，可準確定位放電點的位置。
電纜接頭發(fā)生放電的幾個階段
無放電信號：利用LYPCD-5000局部放電定位探測器接收不到任何電信號和超聲信號。說明該接頭絕緣狀況良好。
發(fā)生微弱放電：利用LYPCD-5000局部放電定位探測器可接收到微弱的電信號，但收不到超聲信號。說明該接頭已存在絕緣缺陷，但在短時間內不會發(fā)生擊穿故障，可進行跟蹤檢測觀察。
發(fā)生較強放電：利用LYPCD-5000局部放電定位探測器可接收到較強的電信號，但收不到超聲信號。說明該接頭已存在較嚴重絕緣缺陷，放電有可能發(fā)生在內部，超聲波信號的衰減較嚴重，所以暫時收不到超聲信號，在這種情況下，可加緊跟蹤觀察，也可考慮維修更換。
發(fā)生嚴重放電：利用組合探測器可接收到較強的電信號，也可收到到超聲信號。說明該接頭已存在較嚴重絕緣損壞，應立即維修更換。
LYCT現(xiàn)場校準
參見8.4節(jié)中的校準方法。
傳感器技術參數(shù)
傳感器技術參數(shù)表
LYCT-I型寬頻帶電流互感器 | |||
檢測帶寬： | 100K-100MHz | ||
傳輸阻抗： | >5mV/mA(10MHz ) 滿足國網(wǎng)要求 | ||
輸出阻抗： | 50Ω | ||
檢測靈敏度： | 5pC | ||
輸出接口： | 標準BNC接口 | ||
環(huán)境溫度： | -40℃～85℃ | ||
LYPCD-5000局部放電定位探測器 | |||
超聲波測量 | 電場測量 | 電源 | |
測量范圍：-7 ~68dBuV | 傳感器：天線 | 電池： 9V680mAh電池兩節(jié) | |
分辨率：1dB | 測量范圍：0~60dBmV | 工作時間： 約5小時 | |
精度：±1dB | 分辨率：1dB |
| |
傳感器靈敏度：-65 dB | 精度：±1dB |
| |
傳感器中心頻率：40kHz | 檢測帶寬：100kHz-100MHz |
| |
巡檢流程
電纜局部放電檢測流程如下：
按照5.1節(jié)中步驟，新建試驗檔案。
按照5.4節(jié)中打開“系統(tǒng)設置”對話框，如果不接外同步模塊，則“觸發(fā)方式”設置成軟件同步，若接外同步模塊，則設置成外部觸發(fā)；記錄采用手動方式記錄；增益調節(jié)選中自動調節(jié)，其他增益相關默認。
采用HFCT檢測時對CH1傳感器配置成HFCT模式，供電—關（通道指示燈熄滅），若采用單HFCT則只使用CH1,對其它采用系統(tǒng)默認設置。繼續(xù)第三步操作。
采用LYPCD-5000局部放電定位探測器時，CH1傳感器配置成CB-UA模式，供電—關（通道指示燈熄滅），CH2傳感器配置成CB-E模式，供電—關（通道指示燈熄滅），其他采用默認設置。不進行校準，直接進行第四部操作。
按照8.4節(jié)中的方法對CT進行現(xiàn)場校準。
點擊主界面“運行”按鈕，將顯示模式調成波形模式，根據(jù)9.2節(jié)中的檢測方法進行檢測，并手動記錄相應數(shù)值及波形，同時也可以記錄統(tǒng)計波形供后期分析。
試驗完畢后，將SD卡中的數(shù)據(jù)用讀卡器拷貝到PC機，用報告生成軟件將報告導出，對電纜進行評估。
巡檢報告
巡檢數(shù)據(jù)可通過SD卡導出到PC機中，從而完成用戶報告的創(chuàng)建。報告生成要求PC機應安裝Microsoft Word2003和SQLite數(shù)據(jù)報告生成系統(tǒng)Version1.0。
SQLite數(shù)據(jù)報告生成系統(tǒng)Version1.0主界面如下:
主界面說明表
標識 | 說明 |
① | 已打開數(shù)據(jù)庫樹列表，點擊根節(jié)點刷新④及⑤列表，點擊表節(jié)點刷新②列表。 |
② | 數(shù)據(jù)庫文件表詳查。 |
③ | 顯示當前數(shù)據(jù)庫路徑。 |
④ | PRPS記錄列表，點擊記錄可進行圖片預覽。 |
⑤ | 統(tǒng)計圖記錄列表，點擊記錄可進行圖片預覽。 |
⑥ | 圖片預覽顯示區(qū)。 |
⑦ | 選中、清除以及創(chuàng)建報告功能按鍵。 |
現(xiàn)場干擾及處理方法
1) 戶外架空線的強電暈干擾會對開關室的進線柜及相鄰柜的超聲波和暫態(tài)對地電壓測試值造成影響。
2) 主變冷卻器等大電機運轉時由于內部線圈的轉動會在外殼產生較高的暫態(tài)對地電壓測試值，進而對開關室的進線柜及相鄰柜的超聲波和暫態(tài)對地電壓測試值造成影響。
3) 蓄電池屏柜和直流屏柜由于內部的整流電路，其暫態(tài)對地電壓測試值會異常高，但影響范圍小，在2、3 米開外即可忽略。
4) 靠近燈源會使超聲波測試值異常大。
5) 屋頂日光燈損壞后鎮(zhèn)流器不停啟動會導致暫態(tài)對地電壓測試值提高很多，其影響范圍較大，可以覆蓋一個主控室或高壓開關室。
6) 開關柜背面的帶電指示器會造成暫態(tài)對地電壓測試值偏高。
7) 有些電子電路版、控制箱等會產生一定的干擾，對暫態(tài)對地電壓測試值產生影響，但影響范圍于與其連接的金屬面，且不超過0.5m 的距離，如消防控制箱、開關柜就近控制保護屏等。
8) 鬧市區(qū)的構架暫態(tài)對地電壓測試值受車輛等原因影響很大，但存在房屋的屏蔽措施時，內部的設備受影響較小。
9) 人耳可聽的聲音等會對超聲波測試帶來干擾。
10) 電暈放電可明顯增大超聲測試法的數(shù)值，且其聲響與開關柜內部產生的聲音基本類同。
11) 超聲測試法的干擾源影響距離一般較小，且有一定的方向性。
現(xiàn)場干擾的處理：
1) 關閉干擾源，如一些室內的排風扇、日光燈等。
2) 采用不同的時間進行測試。
3) 避開無線電及其它電子裝置的干擾信號。
4) 通過局部放電定位儀確定信號的傳播方向來確定與被測設備相距較遠的放電干擾源等方法實現(xiàn)。
局部放電定位系統(tǒng)基本操作
定位主界面介紹
版本號——當前系統(tǒng)的版本
時間——顯示當前系統(tǒng)時間
運行情況——顯示當前軟件所處的狀態(tài)運行或者停止
電量——顯示當前電池的電量百分比
退出系統(tǒng)——退出當前系統(tǒng)的按鈕
峰值——顯示通道CH1和CH2峰值，顏色分別與相應的通道波形顏色相一致
CursorA——顯示當前圖譜中光標A的坐標值，分別為時間和幅值；CursorB——顯示當前圖譜中光標B的坐標值，分別為時間和幅值；△t——顯示當前圖譜中光標A和光標B時間差
定位距離——顯示距離局部放電源的距離
1——顯示通道CH1波形的基線； 
2——顯示通道CH2波形的基線
A——指示光標CursorA； 
B——指示光標CursorB
①——指示光標Cursor1； 
②——指示光標Cursor2
——通道CH1和CH2在圖譜中每個方格的幅值，隨著增益的變化也會發(fā)生變化
——顯示當前采樣時長
Cursor1——顯示當前光標1的幅值；Cursor2——顯示當前光標2的幅值；△V——顯示當前Cursor1與Cursor2的幅值差
——按鍵未選中狀態(tài)
——按鍵選中狀態(tài)
——點擊可選中按鈕可以配合
左右調整光標 
與 
的位置
——點擊選中按鍵可以配合
左右調整波形位置
——點擊選中按鍵可以配合
使用 上下調整光標
位置
——點擊選中按鍵可以配合
分別調整基線垂直位置，從而更好的對信號進行對比。
——點擊可以手動調節(jié)增益值，分為-20dB,0dB,20dB,40dB,60dB總共5個檔位。
——點擊按鍵或按住按鍵可以調整幅值
——調整橫軸即時間軸的值
——切換光標信源，CH1圖譜部分對應黃色，切換CH2變?yōu)槊导t色
——系統(tǒng)設置按鍵
——點擊運行，系統(tǒng)啟動
系統(tǒng)設置
進入局部放電定位系統(tǒng)，點擊按鍵 
系統(tǒng)設置按鍵，系統(tǒng)彈出系統(tǒng)設置對話框。可以分別設置采集、聲速、通道參數(shù)等信息。
采集部分
采樣率：分為0.5MHz,1.0 MHz,2.5 MHz,5.0 MHz,10.0 MHz,20.0 MHz六檔。
同步方式：分為內同步和外同步兩種方式
采樣時長： 采樣時長默認為5秒，也可以根據(jù)具體情況在輸入框中輸入采樣時長，點擊輸入法中的按鍵 
即可完成輸入。
聲速部分
在系統(tǒng)設置，聲速輸入框中輸入平均聲速，其中不同的材料的聲速不同，詳細的聲速表參見表12-1不同材料的聲速參考表。
不同材料的聲速參考表
序號 | 材料 | 密度x103(kg/m3) | 聲速（縱波）m/s | 聲速（橫波）m/s |
1 | 鋁 Al | 2.7 | 6370 | 3110 |
2 | 銅 Cu | 8.93 | 4760 | 2320 |
3 | 黃銅（Cu70%,Zn30%） | 8.5 | 4370 | 2100 |
4 | 金 Au | 19.32 | 3240 | 1200 |
5 | 鐵 Fe | 7.7 | 5900 | 3230 |
6 | 銀 Ag | 10.5 | 3600 | 1590 |
7 | 鋼（40CrNiMoa） | 7.8 | 5850 | 3240 |
8 | 碳鋼（退火） | 7.85 | 5940 | 3240 |
9 | 鋯Zr | 6.48 | 4650 | 2250 |
10 | 丙烯酸樹脂 | 1.18 | 2670 | 1120 |
11 | 聚苯乙烯 | 1.05 | 2400 | 1150 |
12 | 聚四氟乙烯 | 2.18 | 1380 | 550 |
13 | 變壓器油 | 0.92 | 1390 | - |
14 | 甘油（100%） | 1.27 | 1880 | - |
15 | 油浸紙 | 1.0 | 1420 | - |
16 | 油浸紙板 | 1.2 | 2300 | - |
17 | 油浸硅鋼片 | 7.65 | 5050 |
|
通道設置部分
頻帶：分為40KHz-300KHz、80KHz-200KHz、20KHz-100KHz
對外供電：默認為關，如果采用通道供電，需打開對外供電設置
傳感器系數(shù)：傳感器放大倍數(shù)，默認1.0，可以根據(jù)需要在輸入框中輸入傳感器系數(shù)
自動增益：根據(jù)現(xiàn)場情況，定位過程中，我們首先選用自動增益，如果信號周期性出現(xiàn)，可以關閉自動增益，改為手動調節(jié)。
上限：采樣滿度百分比，當高于此閾值時達到設定次數(shù)后向放大倍數(shù)低的檔位切換。
下限：采樣滿度百分比，當?shù)陀诖碎撝禃r達到設定次數(shù)后向放大倍數(shù)高的檔位切換。
次數(shù)：采樣周期個數(shù)。
設置通道：通常1通道為電信號通道，2通道為超聲信號通道。
局放定位檢測流程
將CH1接電信號，CH2連接超聲信號，注意如果采用通道供電，需打開對外供電設置。
設定采樣中的采樣率，同步方式，采樣時長
設定聲速：根據(jù)所使用的材料設置響應的聲速
設置通道參數(shù)：根據(jù)12.2系統(tǒng)設置中的通道參數(shù)設置部分設置通道參數(shù)。
完成設置后點擊運行，當信號出現(xiàn)并穩(wěn)定后，點擊停止，按照12.1中介紹的方法分別移動
光標的位置到CH1和CH2對應波形出現(xiàn)的其起始位置，系統(tǒng)將自動計算出定位距離，此時定位距離顯示的數(shù)值即為當前位置到局部放電源的距離。
售后服務
儀器自購買之日起一年內，屬產品質量問題免費包修包換，終身提供維修和技術服務。如發(fā)現(xiàn)儀器有異常情況或故障請與公司及時，以便為您安排便捷的處理方案。
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