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電力技術

EMG便攜式局放儀

時間：2022-09-11

中試控股技術研究院魯工為您講解：EMG便攜式局放儀（ ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀 ）

柔性傳感器  ?  (開關柜用)
接觸式超聲波傳感器  ?  (變壓器用)
高頻互感器  ?  (電纜用)
聚波器  ?  (高架線路用)
特高頻傳感器  ?  (GIS用)

可根據不同被測試品選配更多的傳感器

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。
ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀發明目的：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。
ZSPD-9909多功能局部放電巡檢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。
ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀源于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。
ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀可用于測量（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。

ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀可以做：變壓器、電纜、開關柜、GIS帶電巡檢
配有: 高頻電流互感器HFCT，超聲傳感器CS，TEV傳感器 TEV，非接觸式超聲傳感器 CS，特高頻傳感器UHF
尊敬的用戶：
ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀用于探測中/高壓（MV/HV）設備中的局部放電源。如果沒有探測到放電，其并不意味著中高壓設備中無放電活動。放電往往具有潛伏期，絕緣性能也可能會由于局部放電以外的其他原因而失效。如果檢測到與中高壓電力系統相連的設備中有相當大的放電，應立即通知對設備負責的相關單位。

ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀選配具體分為如下四種：
局部放電巡檢儀：配備暫態地電波、超聲波、特高頻、高頻電流四種測量方式。
A局部放電巡檢儀：配備超聲波、高頻電流三種測量方式。
B局部放電巡檢儀：配備暫態地電波、超聲波兩種測量方式。
C局部放電巡檢儀：配備超聲波、特高頻三種測量方式。

1.ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀概述
局部放電是一種脈沖放電，它會在電力設備內部和周圍空間產生一系列的光、聲、電氣和機械的振動等物理現象和化學變化。這些伴隨局部放電而產生的各種物理和化學變化可以為監測電力設備內部絕緣狀態提供檢測信號。當高壓電氣設備內部出現絕緣缺陷時，會伴隨有局部放電信號的產生。通過對局放信號的檢測和分析，能判斷高壓電氣設備內部是否存在絕緣隱患，防止潛在事故的進一步擴大。
我公司研制的 ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀是一種多功能的手持儀器，其基于地電波、超聲波、特高頻及高頻電流檢測方法，測試設備的局部放電情況，可讀出局部放電幅度及圖譜波形，可以提供二維、三維圖譜的存儲以及讀出功能等，中試控股可以較好地評估電氣設備局部放電情況。局部放電巡檢儀適用于GIS、開關柜、變壓器及電力電纜等電氣設備的局放檢測。設備采用便攜式，操作簡單，所有的檢測對高壓設備的運行不產生任何影響。該產品可以對測量信號多周期觀察，對放電進行頻率識別，并通過多種模式進行分析，能夠清楚地判斷故障。
局部放電巡檢儀采用了全新的外觀設計，中試控股使用了目前較為流行的Android系統，更易于操作使用，另外集成了500萬攝像頭拍照功能方便進行巡檢記錄；RFID利于擴展物聯網的應用；內部集成了放電類型庫，便于對放電情況的對比核實。
2.ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀引用標準
局部放電測量GB/T 7354
電力設備局部放電現場測量導則 DL/T 417
高電壓試驗技術第一部分：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 GB/T 16927.2
高電壓試驗技術第三部分：現場試驗的定義及要求 GB/T 16927.3
3.ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀測量原理
暫態地電壓（TEV）
當配電設備發生局部放電現象時，帶電離子會快速地由帶電體向接地的非帶電體快速遷移，如配電設備的柜體，并在非帶電體上產生電流行波，且以光速向各個方向快速傳播。受集膚效應的影響，電流行波往往僅集中在柜體的內表面，而不會直接穿透金屬柜體。但是當電流行波遇到不連續的金屬斷開或絕緣連接處時，電流行波會由金屬柜體內表面轉移到外表面，并以電磁波形式向自由空間傳播，且在金屬外表面產生暫態地電壓。而該電壓可用專用的TEV傳感器布置在開關柜外面進行測量。TEV傳感器類似傳統的RF耦合電容器，其殼體可做絕緣和保護雙重功能，傳感器內部可感應出高頻脈沖電流信號。
超聲波（US）
局部放電發生前，放電點周圍的電場力絕緣介質的機械應力和粒子力處于相對平衡狀態。局部放電發生時電荷的快速釋放或遷移使電場發生改變，打破了平衡狀態，引起周圍粒子發生震蕩性機械運動，從而產生聲音或振動信號。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。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。
特高頻(UHF)
電力設備絕緣體中絕緣強度和擊穿場強都很高，當局部放電在很小的范圍內發生時，擊穿過程很快，中試控股將產生很陡的脈沖電流，其上升時間小于1ns，并激發頻率高達數GHz 的電磁波。局部放電檢測特高頻（UHF）法基本原理是通過UHF 傳感器對電力設備中局部放電時產生的特高頻電磁波（300MHz ≤ f ≤ 3GHz ）信號進行檢測，從而獲得局部放電的相關信息，實現局部放電監測。根據現場設備情況的不同，可以采用內置式特高頻傳感器和外置式特高頻傳感器。由于現場的電暈干擾主要集中300MHz 頻段以下，因此UHF 法能有效地避開現場的電暈等干擾，具有較高的靈敏度和抗干擾能力，可實現局部放電帶電檢測、定位以及缺陷類型識別等優點。
高頻電流互感器（HFCT）
高頻電流互感器主要用于高壓電氣設備的局部放電檢測，中試控股采用脈沖電流原理。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。利用HFCT 套接電氣設備接地線的檢測屬于非侵入式的檢測方法, 被檢測設備不需要停運，簡單可靠。

4.ZSPD-9909多功能局部放電巡檢儀技術參數
主機參數
可檢測通道數4通道：
1個TEV，
1個US，
1個UHF（無線）
1個HFCT（無線）
采樣精度12bit
同步方式內同步，外同步，光同步
TEV
檢測帶寬3M-100MHz
測量范圍0～60dB
測量誤差±2dB
分辨率 1dB
每周期最大脈沖數720個
最小脈沖頻率10Hz
輸出接口標準SMA連接主機
非接觸US
中心頻率40kHz
分辨率0.1uV
精度±0.1uV
測量范圍0.5uV～1mV
輸出接口標準SMA連接主機
接觸US
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SMA連接主機
UHF
檢測帶寬300MHz～1.5GHz
輸出方式BNC接口-信號調理單元，中試控股無線連接主機
接收方式天線接收
傳輸方式同軸電纜
檢測靈敏度<-60dBm
HFCT
檢測帶寬1M-30MHz
傳輸阻抗>5mV/mA(10MHz )
輸出阻抗50Ω
測量范圍-20~80dB
測量誤差±1dB
分辨率 1dB
輸出接口BNC接口-信號調理單元，無線連接主機
硬件
顯示屏5.0寸TFT真彩色液晶顯示屏
分辨率800×480
操作觸摸/按鍵
存儲TF
接口3.5mm立體聲耳機插孔
電源DC-12V/2A直流電源
擴展功能USB-TypeC/500萬攝像頭/RFID/WIFI/藍牙
電源
內部電源電池供電（4800mAH 7.4V）
正常工作時間約7小時，充滿時間約3小時
長×寬×高235mm×133mm×48mm
重量0.85kg
環境
使用環境溫度-20℃～50℃
存儲環境溫度-40℃～70℃
濕度10%-90%（非冷凝）
海拔高度≤3000m

5.附件清單
主機1臺
特高頻信號調理器PD-TL01/UHF：1個
高頻電流信號調理器PD-TL01/HFCT：1個
無線同步發射器 TB-10：1個
TEV傳感器 TEV-II：1個
超聲傳感器CS-II：1個
非接觸式超聲傳感器 CS-IV：1個
高頻電流互感器HFCT-II：1個
特高頻傳感器UHF-IV：1個
電源適配器中試控股（12V/5A）：1個
BNC-SMA線(長1.5m)：2條
BNC-N型線(長15cm)：1條
BNC-BNC線(長15cm)：1條
USB-TypeC連接線：1條
直流電源一分三轉接線（DC5.5/2.1）：1條
耳機：1個
高溫耦合劑：1盒
說明書：1份
出廠報告：1份
合格證：1份

輸入單元原理：
1）如圖4-8所示為RLC型輸入單元的檢測回路及等效電路，其中Cx為試品電容，Ck為耦合電容。當產生一次局部放電時，試品Cx兩端產生一個瞬時電壓變化Δu，此時若經過Ck耦合到輸入單元上，回路就會產生一脈沖電流I，局放儀將脈沖電流經輸入單元產生的脈沖電壓信息，予以檢測、放大和顯示等處理，就可以測定局部放電的一些基本參量（主要是放電量q）。
虛線框內為RLC型輸入單元等效電路，它是由一電感Lm、電容Cm、電阻Rm并聯電路，當檢測回路工作時，Cx、Ck、Lm諧振，在輸入單元上會產生較高的諧振電壓。選擇合適的輸入單元(主要考慮電感Lm，電容Cm很小，計算時可忽略)，使檢測回路的諧振頻率落在測量系統的測量范圍以內(即檢測回路的諧振電容Ct落在輸入單元調諧電容(Ct′)的范圍)，便可達到足夠高的測量靈敏度。
檢測回路諧振頻率
諧振電容 Ct = Cx*Ck/(Cx+Ck)
平衡測量回路使用：
一路輸入接①，另一路接③，②接地，此時構成平衡測量回路，可以提高抗干擾能力。
作為普通輸入單元使用（不平衡回路）：
輸入信號接①，③接地，忽略②時，平衡輸入單元可以作為普通輸入單元使用；
同時測量試品電壓和局放信號（分壓輸入單元）：
輸入的①、③接入電容分壓器回路，可以同時測量試品上的電壓和局放。
3）輸入單元的選擇：
ZSPD系列輸入單元有12個獨立輸入單元，每個輸入單元上都有調諧電容(Ct′)的范圍，只要檢測回路的諧振電容Ct落在調諧電容(Ct′)的范圍，就足以滿足測試選擇的要求。

注：一般測試油浸電流互感器或電壓互感器時，選擇2號輸入單元，測試環氧電流互感器或電壓互感器時，選擇3號輸入單元，測試小型變壓器時，選擇4號輸入單元。
◆零標輸入
零標輸入單元（即外同步模塊）作為局部放電檢測系統的相位基準，對識別局部放電和干擾有重要作用，外部零標輸入時，系統的相位可以和外零標輸入嚴格同步，且無頻率間隔要求，故可以和無局放串聯諧振電源相配合。
外零標的輸入范圍為：交流10∽380V，30Hz∽300Hz。
在實際試驗中，可以將試驗電源電壓經分壓器降至10∽380V再接入零標單元。如果在屏幕上輸入分壓器的變比，可以直接測量出試驗電源電壓。

分壓式輸入單元可以完成如下功能：
測量局放：C1作耦合電容使用，其右端接輸入單元；C2、C3不用。
測量試驗電壓：C1右端和單刀雙擲開關上端連接，作普通分壓器使用。
同時測量局放和試驗電壓：C1右端接阻抗輸入①，單刀雙擲開關上端接阻抗輸入③，測電壓時，可根據需要選擇C2或C3，③再通過零標輸入單元（對應的外同步模塊）接到主機。
4.3.2 超聲傳感器
局部放電產生的聲波的頻譜很寬，可以從幾十赫茲到幾兆赫茲，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。
◆超聲傳感器的測量方法：被測試品發生放電時，產生超聲波信號，并通過介質（空氣、油等）傳到試品箱壁，只要在試品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。
（1）標準試驗電路，又稱并聯法。適應于必須接地的試品。
其缺點是高壓引線對地雜散電容并聯在 CX上，會降低測試靈敏度。
（2）串聯法，其要求試品低壓端對地浮置。
其優點是變壓器入口電容、高壓線對地雜散電容與耦合電容CK并聯，有利于提高試驗靈敏度；缺點是試樣損壞時會損壞輸入單元。
（3）平衡法試驗電路：要求兩個試品相接近，至少電容量為同一數量級。
其優點是外干擾強烈的情況下，可取得較好抑制干擾的效果，并可消除變壓器雜散電容的影響，而且可做大電容試驗；缺點是需要兩個相似的試品，且當產生放電時，需設法判別是哪個試品放電。
注：由于現場試驗條件的限制（找到兩個相似的試品且要保證一個試品無放電不太容易），所以在現場平衡法比較難實現，另外，由于采用串聯法時，如果試品擊穿，將會對設備造成比較大的損害，所以出于對設備保護的想法，在現場試驗時一般采用并聯法。
◆采用并聯法的整個系統的接線原理圖
該系統采用脈沖電流法檢測高壓試品的局部放電量，由控制臺控制調壓器和變壓器在試品的高壓端產生測試局放所需的預加電壓和測試電壓，通過無局放耦合電容器和輸入單元將局部放電信號取出并送至局部放電檢測儀顯示并判斷和測量。系統中的高壓濾波器可以防止在測試過程中試品擊穿而損壞其他設備，阻塞放電電流進入試驗變壓器，并且可以抑制從高壓電源進入的諧波干擾，隔離濾波器是將電源的干擾和整個測試系統分開，降低整個測試系統的背景干擾。
幾種典型的局部放電測量回路連接方法
a電壓互感器:
電壓互感器的試驗方法可歸結為兩大類，即在被試品高壓側加壓或低壓側加壓(即二次繞組自勵磁產生)，一般推薦采用高壓側加壓，但在現場若受到客觀條件的限制，無適當的電源設備，則采用低壓側加壓。
注：電壓互感器高壓線圈首末兩端絕緣水平相等的，應向兩個高壓端子輪流施加電壓，共進行兩次試驗。當一個高壓端子加壓時，另一個高壓端子應接到低壓端子上。
低壓側加壓:
1）輸入單元和互感器串接，以雜散電容Cs取代耦合電容器Ck，其試驗接線如圖5.6所示。外殼可并接在X處，也可直接接地。