局部放电巡检仪是一种多功能的手持仪器,其基于超声波、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,可以较好地评估电气设备局部放电情况,适用于GIS、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,
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。由于被检测对象超声传输介质不同,一般情况下开关柜使用空气超声传感器,GIS和变压器使用接触式超声传感器进行检测。
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,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,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。
1.1 仪器充电
测量主机:使用DC12V的电源适配器,使用前,应为该装置充电。完全充电所需时间大约4小时。一旦电池充满,指示灯熄灭。充电器插入时,不建议用仪器进行测量。
信号调理单元:使用DC12V的电源适配器,充电时在面板上有相应电量指示。
注:对本仪器内置电池进行充电时,必须使用本仪器配带的专用电源适配器充电,不得使用其它电源,否则可能造成电池或仪器损坏!
2. 检测流程
2.1 US局部放电检测流程
1) 设备连接:连接测试仪的各个部件,固定传感器。
2) 开机检测:开机后系统自检,确认各个检测通道正常工作。
3) 设置参数:点击【系统设置】,通过设置[存储目录]功能新建一个保存试验数据的文件名,后期所有测量数据均存储在此文件中;通过设置[超声类型]功能,可以配置试验过程中对数据的处理方式。再返回【US】模块进入测量界面,点击右上角图标可以对US测量过程进行详细的参数设置。
4) 背景检测:将传感器对着空旷的地方,当信号保持稳定时按下【停止】按键,再点击【记录背景】,记录下背景值。
5) 信号检测:将超声波传感器探头沿着柜体上的缝隙进行扫描检测,观察波形变化。
6) 异常诊断与分析:当检测到周期性信号时进行分析,观察在连续检测模式下50Hz频率成分,100Hz频率成分的大小,并与背景信号比较,看是否有明显变化。并且开展局部放电诊断与分析,包括通过应用相位检测模式,时域波形检测模式判断放电类型;或是挪动传感器位置,寻找信号*大值,查明可能的放电位置。
表 61 US检测缺陷判据
参数
|
局部放电缺陷
|
电晕缺陷
|
正常(无放电)
|
连续
检测
模式
|
有效值
|
高
|
较高
|
低
|
周期峰值
|
高
|
较高
|
低
|
50Hz频率相关性
|
有
|
有
|
无
|
100Hz频率相关性
|
有
|
弱
|
无
|
相位检测模式
|
有规律,一周波两簇信号,且幅值相当
|
有规律,一周波一簇大信号,一簇小信号
|
无规律
|
波形检测模式
|
有规律,存在周期性脉冲信号
|
有规律,存在周期性脉冲信号
|
无规律
|
7) 数据记录:连接Type-c数据线,运行随机附带的报告生成软件,点击导出数据功能,即可将试验过程中所有数据导出到pc端,根据数据库以及图文信息生成巡检报告。
图 62 US检测位置示意图
2.2 HFCT局部放电检测流程
1) 设备连接:连接测试仪的各个部件,固定传感器。
2) 开机检测:开机后系统自检,确认各个检测通道正常工作。
3) 设置参数:点击【系统设置】,通过设置[存储目录]功能新建一个保存试验数据的文件名,后期所有测量数据均存储在此文件中;再返回【HFCT】模块进入测量界面,点击右上角图标可以对HFCT测量过程进行详细的参数设置。
4) 连接设备:进入【HFCT】模块后会弹出选择连接设备的对话框,本机有三种连接方式:
<自动扫描>、<手动输入>、<使用上次匹配设备>,每种方式都可直接连接到试验设备。
5) 背景检测:连接HFCT传感器,当信号保持稳定时按下【停止】按键,再点击【记录背景】,记录下背景值。
6) 接入传感器:将HFCT传感器卡在设备的接地线上,根据HFCT上的箭头标识从高频电流互感器的正面(有标牌面)穿入,背面穿出接地。
7) 信号检测:观察所测波形是否具有周期性,并与背景信号比较,看是否有明显变化。
8) 异常诊断:当通过波形模式检测到异常信号时,应对局部放电进行诊断与分析,通过改变测量模式记录和分析信号。
9) 数据记录:通过仪器的记录功能将数据保存:在首页中的【检测记录】模块可查看对应的试验数据,以供后期分析。
10) 生成报告:连接Type-c数据线,运行随机附带的报告生成软件,点击导出数据功能,即可将试验过程中所有数据导出到pc端,根据数据库以及图文信息生成巡检报告。
2.3 UHF检测流程
1) 设备连接:按照设备接线连接测试仪的各个部件,固定传感器。
2) 开机检测:开机后,系统自检,确认各个检测通道工作正常。
3) 设置参数:点击【系统设置】,通过设置[存储目录]功能新建一个保存试验数据的文件名,后期所有测量数据均存储在此文件中;再返回【UHF】模块进入测量界面,点击右上角图标可以对UHF测量过程进行详细的参数设置。
4) 连接设备:进入【UHF】模块后会弹出选择连接设备的对话框,本机有三种连接方式:
<自动扫描>、<手动输入>、<使用上次匹配设备>,每种方式都可直接连接到试验设备。
5) 背景检测:将UHF传感器贴在接地的金属体上(非测量源)。当信号稳定时按下【停止】按键,再点击【记录背景】,记录下背景值。可以根据背景值设置背景阈值以虑除噪声干扰等。
6) 信号检测:观察检测到的信号,如果发现信号无异常,保存少量数据,退出并改变检测位置继续下一点检测;如果发现信号存在异常,则延长检测时间并记录多组数据,进入异常诊断流程。
7) 异常诊断:当通过波形模式检测到信号时,应对局部放电进行诊断与分析,观察信号的周期性通过改变测量模式记录和分析信号。
8) 数据记录:通过仪器的记录功能将数据保存:在首页中的【检测记录】模块可查看对应的试验数据,以供后期分析。
9) 生成报告:连接Type-c数据线,运行随机附带的报告生成软件,点击导出数据功能,即可将试验过程中所有数据导出到pc端,根据数据库以及图文信息生成巡检报告。
表 63典型缺陷局部放电图谱分析与诊断
放电类型
|
规律
|
电晕放电
|
放电信号的极性效应非常明显,通常在工频相位的负半轴或正半轴出现,放电信号强度较弱且相位分布较宽,放电次数多。但较高电压等级下另一个半轴也可能出现放电信号,幅值更高且相位分布较窄,放电次数少。
|
悬浮放电
|
放电信号通常在工频相位的正、负半轴均会出现,且具有一定的对称性,放电信号很大且相邻放电信号时间间隔基本一致,放电次数少,放电重复率较低。PRPS图谱具有“内八字”或“外八字”分布特征。
|
颗粒放电
|
放电信号极性效应不明显,任意相位上具有分布,放电次数少,放电信号幅值无明显规律,放电信号时间间隔不稳定。提高电压等级放电信号幅值增大但放电间隔降低。
|
空穴放电
|
放电信号通常在工频相位的正、负半周均会出现,且具有一定对称性,放电信号幅值较分散,且放电次数较少。
|
2.4 生成报告流程
打开报告生成软件,将设备与电脑连接。点击我的电脑,找到对应的磁盘,将试验过程中的数据和图片的文件夹(hcpd文件夹和报告生成软件文件夹)复制到电脑。然后点击【浏览文件】按钮选择hcpd文件夹下试验目录。选择好传感器类型后,点击【加载数据】按钮。将试验数据导入软件。根据需求填写必要信息后即可生成报告。
1. 技术参数
表 41技术参数表
主机参数
|
|
可检测通道数
|
3通道:
1个US,
1个UHF(无线,选配),
1个HFCT(无线,选配)
|
采样精度
|
12bit
|
同步方式
|
内同步,外同步,光同步
|
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(选配)
|
|
检测带宽
|
300MHz~1.5GHz
|
输出方式
|
BNC接口-信号调理单元,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(选配)
|
|
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卡
|
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
|
尺寸
|
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
|