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高壓電纜在線局放分析系統概述

系統介紹

可配合使用特高頻傳感器、TEV傳感器、聲電組合傳感器、超聲傳感器和寬頻帶電流互感器（HFCT）在線檢測變壓器、高壓開關柜、GIS、電纜接頭等高壓設備的局部放電情況。攜帶方便、測量快速，抗干擾能力強，便于現場使用。

其配置軟件具有實時波形圖、大峰值顯示、定位等功能，軟件也可以詳查分析某個相位波形，窗口隨意放大和縮小，也可以對該段數據進行頻譜分析，分析放電波形的頻譜含量，使放電波形之間更具可比性，全面統計分析試驗數據，減少試驗中非穩定性因素對試驗結果的影響。

本儀器采用自動或手動記錄保存試驗數據和瞬態放電波形，提供后期數據分析參考。

高壓電纜在線局放分析系統術參數

高壓電纜在線局放分析系統引用標準

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 GB/T 16927.2

高電壓試驗技術 第3 部分: 現場試驗的定義及要求 GB/T 16927.3

各種高壓設備測量

變壓器測量

1、超聲波法檢測原理

當變壓器內部產生放電信號時，除產生放電脈沖電流沿容性回路傳輸外，同時還會激發出機械波（超聲波）信號通過變壓器油向四周輻射傳播。雖然電力變壓器的結構較為復雜，但是變壓器的整個器身內充滿了變壓器油，而繞組、絕緣材料、支撐、夾件、引線等部件均浸在油中，由于變壓器油為超聲波的良好傳播媒介，這為在箱壁外側檢測局放產生的超聲信號提供了有力條件。所以，在變壓器的箱壁外側安放超聲波傳感器可以接收到內部較大的放電信號。

2、 脈沖電流法檢測原理(HFCT)

由電力變壓器的結構所決定，其繞組除匝間電容外還與鐵心之間存在幾百甚至幾千皮法的分布電容，同時繞組與油箱間也存在上百皮法的分布電容。當變壓器的繞組等主絕緣回路中發生局部放電時，其產生的高頻信號覆蓋了從幾十千赫茲到幾十兆赫茲，甚至到千兆赫茲，由于幾百皮法電容對于幾百千赫茲以上的高頻信號相當于通路，所以放電信號就會向所有與放電點有容性關系的回路中傳播，其中一條回路必然包括鐵心接地回路。所以在鐵心接地線上安裝高頻電流互感器可有效接收變壓器內放電信號。

開關柜測量

1、開關柜超聲波法檢測原理

局部放電現象存在多樣性特征，發生放電時，不僅輻射出電磁波信號，也會出現聲波發射現象，局部放電部分能量會以聲波的形式向周圍傳播。利用超聲波傳感器即可測試這些聲脈沖，從而也可反映局部放電的狀況。通過測試局部放電信號中聲波特征的方法稱為超聲波法。開關柜內部放電過程中會產生聲波。放電產生的聲波的頻譜很寬，可以從幾十赫茲到幾十兆赫茲，其中頻率低于20 kHz 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。

2、 地電波法檢測原理（開關柜）

當開關柜的對地絕緣部分發生局部放電時，高壓帶電導體對接地金屬殼之間就有少量電容性放電電量，這種電容性放電電量的特點是電量很小（幾兆分之一庫倫），持續時間很短（幾納秒）。由于放電點在開關柜內部，電磁波產生的電壓脈沖在金屬外殼內表面傳播，被金屬外殼所屏蔽。如果屏蔽層是連續的，則無法在外部檢測到放電信號。實際上，屏蔽層通常在金屬箱體的接縫處、氣體開關的絕緣襯墊、墊圈的連接處、電纜絕緣終端等部位因破損而導致不連續。當電壓脈沖通過這些不連續處時，將通過這些通道傳播出去，然后沿著金屬殼外表傳到大地，同時在開關柜的金屬箱體上產生一個暫態對地電壓（一般在幾十毫伏到幾伏，而且時間只能維持幾納秒），可以在運行中的開關柜金屬外箱殼上放置電容耦合式傳感器來檢測這個信號。

暫態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、電纜接頭等部件所對應到開關柜柜壁的位置，這些部件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。開關柜暫態對地電壓法檢測部位可參考圖 5進行測試。

電纜及附件測量

1、聲電組合探測器檢測原理

電纜發生局部放電時產生超聲波和電磁波，并以故障點為中心向四周輻射，其中電磁波傳播速度遠大于超聲波，在距離故障點一定距離測量時，電磁波信號與超聲波信號有時間差，根據時間差計算放電位置，組合探測器利用這一原理，同時測量電磁波信號和超聲波信號，根據信號時間差計算當前故障點所處位置。

2、脈沖電流法檢測原理(HFCT) 

在電纜中，導線和金屬屏蔽之間由絕緣材料隔開形成分布電容，該電容只有幾百皮法，對高頻信號為良導體。因此，高頻的局放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寬頻帶電流互感器（HFCT）可檢測到放電脈沖信號，并能夠確定局部放電的量值。

GIS測量

1、UHF檢測原理

UHF檢測法的下限頻率在300MHz以上，上限頻率在1000MHz或以上，因而可把電暈放電引起的干擾排除掉，其抗干擾性能是*的。UHF測量將UHF傳感器（超高頻傳感器）凹面部分緊貼在GIS盆式絕緣子上，有的GIS盆式絕緣子有屏蔽層，但是開有測量窗口，將UHF傳感器對準測量窗口，就能取出GIS內部放電信號。

GIS巡檢部位一般取GIS內部容易放電位置，例如斷路器、高壓套管下側等，母線可以間隔一段距離檢測一個點。

2、超聲波檢測原理

超聲波法就是在GIS外部安放傳感器，傳感器的靈敏范圍為20KHz-100KHz。用該方法可以檢測、識別和定位GIS中的故障，而不需要預先在GIS上安裝內部耦合器和傳感器。提高頻率可降低環境噪聲的影響，這種方法的靈敏度對于絕大多數常見故障是比較高的。對于移動中的顆粒，這個方法比傳統的局放測量法和UHF、VHF更*。對檢測來自位于絕緣子上的顆粒引起的放電時，這個方法還存在一些問題，由于在環氧樹脂絕緣中超聲波信號衰減很大，所以這種方法不能測量環氧樹脂絕緣中的缺陷（例如氣泡)。

使用超聲波測量法測量GIS局部放電時，需將超聲波傳感器探頭部分涂抹超聲耦合劑，然后將超聲波傳感器貼到GIS金屬外殼上，在測量期間不能震動傳感器，以免造成測量數據的不準確。

儀器操作

面板介紹

開機：將“電源開關”按下，電源指示燈（藍色）長亮，儀器啟動，進入WINDOWS界面，在桌面有SCJF-2H.EXE快捷方式，雙擊，根據操作指示進入測量界面。

關機：退出測量界面，關閉WINDOWS系統，然后按下“電源開關”，電源指示燈熄滅，完成關機。注：一定要關掉電源開關，否則會造成電池能量耗盡，影響下次使用。

充電：使用充電器，將充電插頭插入充電口，一次需7個小時。注：當電池耗盡時，需充電20分鐘可開機使用。

軟件操作說明

用戶可以根據自己的需求，利用系統軟件，為每次試驗建立試驗檔案，填寫檢測說明信息，保存檢測數據，以便將檢測數據與檢測信息對應起來。

當軟件*次啟動時，系統會出現“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，系統軟件也可以快速建立默認數據庫quik_test.db3，保證完成試驗數據的存儲。

軟件會在硬盤D:TESTV2.X\test中建立存儲目錄以保存數據，例如：

試驗名稱為：     TEST1

則 檢測數據存儲路徑為：D:TESTV2.0\test\test1

所有的檢測原始數據都以二進制方式保存以節省存儲空間，所有的記錄數據都存儲在SQLite數據庫中，以備生成報告使用。

利用本系統進行檢測檢測數據都存儲在硬盤中，也可以導出到PC機進行備份。歷史數據可以被加載入系統進行追蹤分析。

試驗設置對話框：

當上述參數均設置完畢后，點擊開始試驗進行試驗。

系統軟件主窗口

系統狀態參數

當系統軟件啟動之后，狀態欄就會顯示當前系統狀態，如記錄存儲狀況、系統時間、運行狀況、觸發方式以及設備電池電量。

水平：當前窗口每格顯示時間長度；

豎直：

（1）當前操作通道選擇：如選擇“CH1”當前所有參數設置對象為1通道。

（2）通道打開/關閉：可將選種通道打開/關閉。

（3）通道供電選擇：標記該選項可對所選通道供電；

注：當外接有源傳感器時把“供電”對話框選中，未接有源傳感器的通道“供電”對話框選擇空白狀態；

（4） 通道量程設置：更改當前通道量程；

（5）校正參數設置：通過標準源校準儀器；

（6）校正按鈕：在儀器暫停情況下按下執行校正功能；

觸發：

觸發模式：提示當前觸發方式，從而保證系統根據觸發方式正確的使用。

觸發方式：可選擇自動觸發、單次觸發；

電池電量：提示當前電池剩余電量，當剩余電量小于5%時，系統會發出嘀嘀嘀嘀報警聲，提示用戶應連接適配器充電，或保存數據關閉系統，防止因電池沒電關機導致試驗數據丟失。

顯示界面：

顯示界面為獨立四通道顯示，可同時顯示波形、放電量值。

設置界面：

在主顯示窗口上方有一排設置選項

（1）退出功能鍵

退出按鍵，當實驗完畢時單擊此按鍵退出試驗界面

（2）單位轉換按鍵

顯示單位轉換功能，顯示單位在mV和dB之間轉換

（3）自動定位按鍵

自動定位功能

（4）暫停/開始按鍵

開始/暫停功能

（5）保存功能

錄波和保存圖片功能

（6）頻域分析功能

將當前所選通道時域波形轉換為頻域波形

（7）屏幕鍵盤

調取軟件盤

（8）三維圖顯示功能

N-Q-φ三維圖

4. 局部放電檢測儀配置

該設備配置主機可共用不同傳感器可測量不同設備，不同傳感器使用方法不同，其主要區別是是否需要供電，區別如下表：