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中試控股技術研究院魯工為您講解：高頻局放儀（ ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀 ） 

ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀已經成功運用于:電力電纜、發電機組、開關柜、變壓器、傳輸線、發電廠整體檢測，靈活配超聲波傳感器、地電波傳感器、特高頻傳感器、超聲波聚波器，可實現對高壓開關柜、環網柜、變壓器、GIS、架空線路、電纜終端、電纜分支箱等設備的絕緣狀態檢測與評估。
通過配置不同的傳感器可以靈活實現多種電氣設備局放部電測試。
ZSJF-9900新型局部放電檢測儀分發明目的：本發明要解決的技術問題是提供一種局部放電檢測方法及系統，具有應用范圍廣泛、測量精準、信噪比高、實用性強、操作簡單的特點，突破了傳統局部放電信號檢測的局限性，可廣泛應用于局部放電信號檢測。
ZSJF-9900新型局部放電檢測儀隨時觀測電力設備的“健康”狀況，為管理者安排生產及檢修、合理調度和分配有限資源提供有效依據，能提高電力系統運營能力和規避風險能力、提高整體經營管理水平。
ZSJF-9900新型局部放電檢測儀源于IEC 但遠高于IEC 標準，可以大大提高用戶及國內電力設備檢測管理水平，也可以為改進國家電力檢測規范提供依據。
ZSJF-9900新型局部放電檢測儀可用于離線測量（如制造廠出廠檢測，設備現場安裝調試后并網前檢測）、在線測量（被試設備無需退出運行或停電），或在線監測（在主控室或調度中心直接監測）。在線測量可以減少用戶停電時間，提高生產運營能力。

高頻電流互感器（HFCT）測量原理
高頻電流互感器主要用于高壓電氣設備的局部放電檢測，采用脈沖電流原理。由于絕大部分高壓電氣設備，其高低壓側或接地部分都存在分布電容，高場強區發生放電時，會耦合到接地部分并通過接地線進入大地。HFCT卡在接地線上，檢測其局放產生的脈沖電流信號，從而獲得被檢測設備的局部放電信息。主要用于電纜、變壓器、電抗器、GIS、開關柜等中高壓設備的局部放電信號檢測。
4.1 電纜高頻電流檢測
由于制造或安裝的缺陷，會在電纜端頭（接頭）的絕緣部分發生放電，直至發生絕緣擊穿損壞，甚至會發生著火或爆炸。所以，如何在事故發生之前發現故障隱患是解決問題的關鍵，這就使帶電檢測具有必要性。
在高壓電纜中，導線和金屬護套（鎧裝）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。當內部放電發生的瞬間，會產生一個高頻的脈沖電流，高頻脈沖電流通過線芯與金屬護套（鎧裝）之間的分布電容，由高電位的線芯流到低電位的金屬護套（鎧裝）上，并且通過電纜中間接頭或終端處的接地線進入大地。因此，在中間接頭或終端處的接地線接上一個高頻電流互感器（HFCT），便可將高頻脈沖局部放電電流耦合到HFCT中，通過HFCT與巡檢儀之間的測試電纜傳入巡檢儀進行信號采集分析。
5. 超聲波（US）測量原理 
電力設備內部產生局部放電信號時，會產生沖擊的振動及聲音。超聲波法通過在設備腔體外壁上安裝超聲波傳感器來測量局部放電信號。該方法特點是傳感器與地理設備的電氣回路無任何聯系，不受電器方面的干擾，但在現場使用時容易受周圍環境噪聲或設備機械振動的影響。由于超聲信號在電力設備常用絕緣材料中的衰減較大，超聲波檢測法的檢測范圍有限，但具有定位準確度高的優點。
5.1 電纜超聲波檢測
電纜局部放電檢測是一種帶電檢測。對于高壓電纜，很多情況下由于電纜本身或電纜附件質量差，外力損壞和機械損傷，腐蝕與進潮，電纜接頭施工質量問題，附件老化等一系列原因，使得電纜接頭容易發生局部放電。因此對高壓電纜進行局部放電檢測是非常必要的。電纜局部放電帶電巡檢系統是一種用于檢測高壓電纜（電纜端頭）放電性故障的裝置。該裝置的探測器采用具有聲電三維空間定位傳感器，與高壓電氣設備狀態檢測系列產品配套使用，能夠實現在與被測電纜不接觸的狀態下確定放電點的三維空間位置及放電的強弱，從而判斷被測點的絕緣狀況，提前預防事故的發生。可應用于電纜端頭、電纜分接箱的局部放電在線檢測及定位。 


 
圖 5 1 US電纜巡檢裝置檢測
5.2 變壓器超聲波檢測
變壓器長時間使用，可能存在內部部件松動，絕緣表面污穢，絕緣內部存在氣隙等情況，會引起設備內部出現非貫穿性放電現象。在放電時會伴隨著沖擊的振動及聲波的產生，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，推測放電的強弱。


6. 技術參數             
主機參數
可檢測通道數 2個通道，1個HFCT通道，1個US通道
采樣精度 12bit
觸發方式 內同步，外同步
HFCT參數
檢測帶寬 100K-50MHz  
傳輸阻抗 >5mV/mA(10MHz ) 
輸出阻抗 50Ω
檢測靈敏度 5pC
測量范圍 -20~80dB
測量誤差 ±1dB
分辨率 1dB
輸出接口 標準BNC
US參數
頻率范圍 20kHz-300kHz  
輸出阻抗 50Ω
檢測靈敏度 0.1mV
測量范圍 0.1mV～1V
輸出接口 標準BNC
硬件
顯示屏 4.3” TFT真彩色液晶顯示屏
分辨率 480×272
操作 薄膜按鍵
存儲 SD卡標配16G卡，最大支持32G
接口 3.5mm立體聲耳機插孔
DC-005低壓直流充電器輸入口
充電LED指示燈
RS232調試口
USBD同步口
USB2.0
網口
SD卡插槽
CH1：SMA外部HFCT互感器輸入口
US：SMA外部HFCT互感器輸入口
電源
內部電源 電池供電（16.8V鋰電池）
正常工作時間 約7小時，充滿時間約5小時
尺寸
長×寬×高 235mm×133mm×48mm
重量 0.85kg
環境
使用環境溫度 -20℃至50℃
存儲環境溫度 -40℃～70℃
濕度 10%-90%（非冷凝）
海拔高度 ≤3000m
7.2 自檢及系統信息
儀器啟動后，系統會進行自檢，自檢完成后，顯示屏會顯示下列信息：
 自檢測試結果-顯示加電自檢測試結果，顯示正常或失敗。如果儀器自檢失敗，則列出故障點，請根據故障類型相應處理，若無法處理，則應將儀器返廠修理。 
 設備型號—顯示設備型號名稱。
 設備編號—顯示設備編號信息。 
 軟件版本號—顯示儀器上安裝的當前軟件的版本。 
另外也可以從系統設置中按 來瀏覽系統信息顯示屏。 
7.3 設置
進入系統主畫面后，使用 按鍵進入設置畫面，使用 和 按鍵選擇想要修改的項目，選中項目后使用 和 按鍵對項目進行修改。
其中特殊項：系統設置中的設備名稱、任務編號、日期時間對其進行修改時首先使用 和 按鍵選擇該項，然后使用 和 按鍵來選擇要修改的具體位置，當要修改的位置閃爍后使用 和 按鍵對該位置進行修改，修改完畢后使用 和 按鍵調整到沒有閃爍區域后，使用 和 按鍵選擇想要修改的其他項目。
  文件名稱—顯示數據存儲文件的名稱，顯示當前存儲狀態。
  設備名稱—被檢測設備的編號。
  任務編號—試驗任務編號。
  測量通道—當前工作通道。
  觸發方式—選擇觸發模式，內同步、外同步可選。
  按鍵聲音—按鍵聲音開、關控制。
  日期時間—系統日期時間設置。
  圖片存儲位置—設置圖片存儲路徑，可存儲在SD卡內，也可通過USB口存儲到終端設備。
  US設置
 
圖 7 4 US設置畫面
  預警值（黃色）—設定黃色“交通燈”門限值（默認值3mV）
  報警值（紅色）—設定紅色“交通燈”門限值（默認值5mV）
  增益—通道增益調節，系統采用自動增益控制調節，范圍為：42dB、35dB、28dB、21dB、14dB、7dB、-0dB、-7dB。
  測量模式—US測量模式的切換，包含波形模式、連續模式、相位模式。
  波形模式周波數—更改波形模式下顯示波形的周波數量。
  HFCT設置
 
圖 7 5 HFCT設置畫面
  預警值（黃色）—設定黃色“交通燈”門限值（默認值20dBmV）
  報警值（紅色）—設定紅色“交通燈”門限值（默認值29dBmV）
  測量模式—HFCT顯示模式的切換，包含波形模式、統計模式、脈沖模式。
  增益—通道增益調節，系統采用自動增益控制調節，范圍為：40dB、34dB、28dB、22dB、16dB、10dB、4dB、-2dB、-8dB、-14dB、-20dB、-26dB。
  統計模式統計時長—設置統計模式的統計時間
7.4 HFCT測量
HFCT有3種測量模式：波形模式、統計模式、脈沖模式。
  HFCT—波形模式
在系統設置中測量方式選擇HFCT，HFCT設置中測量模式選擇波形模式后設置周波數，再點擊 按鈕進入顯示畫面：
 
圖 7 7 HFCT波形運行模式
  測量通道—顯示正在測量的通道。
  測量模式/顯示模式—顯示當前測量模式（正常模式、脈沖模式，統計模式。）
  觸發方式—顯示當前觸發方式及運行狀態。
  時間日期—顯示系統時間日期。
  電池狀態—顯示當前剩余電池電量。
  報警指示—顯示當前的報警狀態，如綠色、黃色或紅色，具體由設定值決定。默認值為：小于20 dB = 綠色、20-29 dB = 黃色、大于 29dB = 紅色。
測試背景—顯示當前測試背景，在停止狀態下，點擊 保存測試背景。
  峰值讀數—當前周波測量到的峰值讀數，用dBmV表示。
  報警歷史—以流動柱狀態圖的形式顯示最近 20 個測量值，色彩編碼類似于交通指示燈。還可以通過按下 按鈕來清除歷史。
  歷史最大讀數—進入測量模式以來，所獲得的最大讀數。還可以通過按下 按鈕來復位。
  增益—當前通道增益系數，系統根據信號大小自動調節。
  操作指示—系統對當前畫面可用操作進行提示。
  波形圖—顯示測量波形可顯示多個周波根據放電特性來判斷是否放電，通過 和 按鈕可對波形幅值顯示進行縮放。
7.6 數據存儲
系統將數據存儲在SD卡中，為了保證軟件正常存儲及讀取，應保證SD卡有效。在存儲前應先在系統設置中設置文件名稱、設備名稱、任務編號，以作為日后查看標識。
在停止狀態下，按下 按鍵，可對數據及圖形進行存儲。
7.7 數據查看
停止狀態下按下 按鍵，可打開歷史數據窗口，在該窗口下，可對記錄進行刪除，對文件可進行導出和刪除，同時提供藍牙發送接口。
HFCT局部放電檢測流程
1) 設置參數：點擊 設置文件名，設備名稱，任務編號，測量方式選擇HFCT；再點擊 ，通過  選擇測量模式，點擊 選為波形模式（出廠默認模式），再點擊 返回測量界面。
2) 背景檢測：連接HFCT傳感器，當信號保持穩定時按下 停止運行，再點擊 ，記錄下背景值，點擊 運行。
3) 接入傳感器：將HFCT傳感器卡在設備的接地線上，根據HFCT上的箭頭標識從高頻電流互感器的正面（有標牌面）穿入，背面穿出接地。
4) 信號檢測：觀察所測波形是否具有周期性，并與背景信號比較，看是否有明顯變化。
5) 異常診斷：當通過波形模式檢測到異常信號時，應對局部放電進行診斷與分析，通過改變測量模式記錄和分析信號。
6) 數據記錄：通過儀器的記錄功能將數據保存：在各個模式下點擊 停止，點擊 保存記錄。
7) 生成報告：取下SD卡，或在USB端口插入U盤在停止狀態下點擊 ，再點擊 文件導出可將數據導出到U盤，按照第9章生成巡檢報告。


8.2  US局部放電檢測流程
1) 涂抹耦合劑：為了保證傳感器與殼體良好接觸，避免在殼體與傳感器之間產生氣泡，首先要在傳感器表面涂抹耦合劑。
2) 設置參數：點擊 設置文件名，設備名稱，任務編號，測量方式選擇US；再點擊 ，測量模式選為連續檢測模式，儀器會根據信號自動轉換增益（常規檢測時無需設置，可使用內置參數）。
3) 背景檢測：將傳感器經耦合劑貼附在設備構架上，當信號保持穩定時按下 停止運行，再點擊 ，記錄下背景值，點擊 運行。
4) 信號檢測：將傳感器經耦合劑貼在設備外殼上，觀察信號有效值，周期峰值，50Hz頻率成分，100Hz頻率成分的大小，并與背景信號比較，看是否有明顯變化。
5) 異常診斷：當連續模式檢測到異常信號時，應開展局部放電診斷與分析，包括通過應用相位檢測模式，時域波形檢測模式判斷放電類型；或是挪動傳感器位置，尋找信號最大值，查明可能的放電位置。
6) 數據記錄：通過儀器的記錄功能將數據保存：在當前模式下點擊 停止，點擊 保存記錄，按照第8.1節第7步生成檢測報告。