局部放電檢測(cè)儀原理和使用說明

1、武漢四維恒通科技有限公司 局部放電測(cè)試儀使用手冊(cè)武漢四維恒通科技有限公司目 錄安全注意事項(xiàng)2警告2操作注意事項(xiàng)3一、非侵入式局部放電活動(dòng)檢測(cè)1二、技術(shù)參數(shù)3三、結(jié)構(gòu)布局5四、使用操作74.1 主界面74.2 超聲波測(cè)量程序84.3 TEV測(cè)量程序94.4 歷史數(shù)據(jù)查看10五、TEV讀數(shù)說明12六、使用條件21七、符合聲明218.1 保修228.2 范圍22九、售后服務(wù)23安全注意事項(xiàng)本儀器用來檢測(cè)中高壓(MV/HV)設(shè)備中的局部放電源。 如果沒有檢測(cè)到放電，并不意味著中高壓設(shè)備無放電活動(dòng)。 放電源往往具有潛伏期， 且絕緣性能也可能會(huì)由于局部放電以外的其它原因而失效。 如果檢測(cè)到與中高壓電力系統(tǒng)

2、相連的設(shè)備中有相當(dāng)大的放電，應(yīng)該立即通知設(shè)備維護(hù)部門。警告l 本產(chǎn)品僅可用在地電位上使用。l 測(cè)試過程中，在啟用探頭之前應(yīng)該確保電氣儀器金屬外殼接地。l 隨時(shí)確保高壓部分與儀器、探頭和操作員之間的安全距離。l 嚴(yán)格遵守電力系統(tǒng)安全規(guī)則。l 閃電時(shí)切勿使用本產(chǎn)品。l 請(qǐng)勿在開機(jī)后立即進(jìn)行測(cè)量。l 如環(huán)境改變，請(qǐng)通過重啟來去除環(huán)境背景值l 切勿對(duì)設(shè)備及探頭進(jìn)行機(jī)械撞擊、振動(dòng)、高溫加熱等操作。l 切勿在易爆環(huán)境中操作本產(chǎn)品。l 使用中如有不正?，F(xiàn)象或使用上的疑問，切勿開啟儀器，請(qǐng)直接聯(lián)系廠家或代理商處理。操作注意事項(xiàng)在使用TEV型產(chǎn)品時(shí)，必須遵守以下幾點(diǎn)：1、 從手機(jī)、RF 發(fā)射機(jī)、視頻顯示器以及無

3、屏蔽的電子設(shè)備所產(chǎn)生的直流至 1 GHz 頻率范圍內(nèi)的強(qiáng)烈電磁干擾會(huì)影響讀數(shù)。將本產(chǎn)品放在離開任何導(dǎo)體表面至少1米處自由空間即可測(cè)量本地電磁場(chǎng)值。2、 在空間窄小的角落中使用時(shí)必須小心謹(jǐn)慎， 因?yàn)榕R近其它的接地平面可以影響讀數(shù)的精度。 盡可能在離金屬體30cm 以上的距離(垂直距離)使用。一、非侵入式局部放電活動(dòng)檢測(cè)1.1 概論局部放電不會(huì)使電極完全短路的電氣放電。 這種放電的幅值通常都很小。 但是它們確實(shí)會(huì)導(dǎo)致絕緣層性能的不斷下降，最終導(dǎo)致電氣設(shè)備的故障。非侵入式局部放電檢測(cè)提供了既快速又簡(jiǎn)單的方法， 用于識(shí)別可能會(huì)引起停電或造成人員傷害的潛在絕緣故障。局部放電會(huì)以下述的方式放射能量：電磁能

4、量：無線電波、光、熱聲能：聲波、超聲波氣體：臭氧、氮氧化物。非侵入式檢測(cè)最實(shí)用的技術(shù)都是基于檢測(cè)電磁頻譜中的高頻部分以及超聲波信號(hào)。本產(chǎn)品是專用于檢測(cè)電磁波及超聲波活動(dòng)的儀器。2.2 空氣傳播的超聲波放電活動(dòng)局部放電活動(dòng)中的聲波輻射會(huì)出現(xiàn)在整個(gè)聲譜范圍中。 聽聲音是可能的，但是要取決于各人的聽覺能力。使用儀器來檢測(cè)聲譜中的超聲波具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 儀器比人耳更敏感，與操作員無關(guān)，且工作在音頻以上的頻率，并且具有更強(qiáng)的方向性。最敏感的檢測(cè)方法是使用中心頻率為40 200kHz 的超聲波傳感器。 該方法可以非常成功地檢測(cè)局部放電活動(dòng)。2.3 空氣傳播的超聲波放電活動(dòng)當(dāng)局部放電活動(dòng)出現(xiàn)在高壓開關(guān)柜絕緣層

5、中時(shí)， 它會(huì)產(chǎn)生高頻電磁波， 它只可以通過金屬外殼上的開孔從開關(guān)柜內(nèi)泄漏到外表面。這些開孔可以是外殼縫隙或密封墊圈及其它絕緣部件周圍的間隙。當(dāng)電磁波傳播到開關(guān)柜外面時(shí)， 它會(huì)在接地的金屬外殼上產(chǎn)生瞬態(tài)電壓。瞬態(tài)地電壓( TEV) 在幾個(gè)毫伏至幾伏的范圍內(nèi)，存在時(shí)間很短，具有幾個(gè)納秒的上升時(shí)間。可采用非侵入方式將探頭放在開關(guān)柜的外面來檢測(cè)局部放電活動(dòng)。二、技術(shù)參數(shù)圖一、產(chǎn)品外形1、適用范圍：采用非侵入式檢測(cè)方式，對(duì)高壓電氣設(shè)備的局部放電缺陷進(jìn)行檢測(cè)及定位。2、檢測(cè)原理：超聲波法(UA)及地電波法(TEV)。3、檢測(cè)頻帶： 超聲波: 40200KHz 地電波: 70MHz4、 測(cè)量范圍：地電波：

6、-3070dB超聲波： 090dB。5、靈敏度：最小10pC(具體取決于傳感器與放電源之間的距離)。6、傳感器： 超聲波傳感器 地電波7、地電波、超聲波二合一傳感器；8、軟件功能： 連續(xù)檢測(cè)地電波及超聲波信號(hào)，判斷是否存在局部放電； 實(shí)時(shí)顯示被測(cè)信號(hào)的變化趨勢(shì)、可對(duì)局部放電信號(hào)的發(fā)展作出較為直觀的判斷； 具備數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)功能。9、儀器特征： 屏幕顯示：高對(duì)比度 3.5 英寸TFT彩屏。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：可保存 1000 組測(cè)試數(shù)據(jù)。 工作電源：內(nèi)置 8.4V 鋰電池，可連續(xù)工作 8 小時(shí)。 電源：輸入100-240VAC，輸出8.4V/3A，充電時(shí)間34小時(shí)。 外形尺寸：230 * 120 * 5

7、5(mm)。 儀器重量：0.7kg。 環(huán)境溫度：-2045。 存儲(chǔ)溫度：-2560。10、成套配置：主機(jī)、傳感器、交流適配器、連接電纜及運(yùn)輸箱。三、結(jié)構(gòu)布局面板布置本產(chǎn)品采用便攜式結(jié)構(gòu)，內(nèi)含信號(hào)接收及數(shù)據(jù)處理模塊，具備多種分析模式，可方便地對(duì)電氣設(shè)備局部放電所產(chǎn)生的特高頻信號(hào)及超聲波信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。與同類產(chǎn)品相比具有操作便捷，功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。本產(chǎn)品鍵盤布局如下所示：1) F1鍵：在測(cè)試過程中按下“F1”鍵用于存儲(chǔ)當(dāng)前的測(cè)量數(shù)據(jù)；2) F2鍵：通過“F2”鍵可以調(diào)出主機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)；3) F3鍵：在測(cè)量界面時(shí)F3鍵用于切換傳感器類型，在數(shù)據(jù)管理或設(shè)置界面中為退出鍵；4) 方向鍵：上下方向鍵在

8、測(cè)試時(shí)用于增益的調(diào)節(jié)，可以在090dB之間調(diào)節(jié)；在功能設(shè)置中用于調(diào)整時(shí)間等；在歷史數(shù)據(jù)瀏覽中用于上下翻頁；圖二 鍵盤布局圖5) 確認(rèn)鍵：測(cè)試中按下確認(rèn)鍵即可進(jìn)入設(shè)置菜單；6) 電源：開啟和關(guān)閉儀器電源，需要長(zhǎng)按 3 秒鐘方可生效；本產(chǎn)品主機(jī)除了內(nèi)置一個(gè)超聲傳感器外還配備一個(gè)外部傳感器接口，TEV傳感器、外置超聲波傳感器均通過該接口連接，采用同一接口設(shè)計(jì)，使操作更為簡(jiǎn)單。注意：外置傳感器接口采用進(jìn)口接插件，在插入外置傳感器接頭時(shí)請(qǐng)將接頭的標(biāo)志方向與插座的標(biāo)志方向一致后徑向插入，聽到“咔擦”聲后表示連接成功，切勿旋轉(zhuǎn)接頭，以免損壞接插件。拔出傳感器接頭時(shí)只需要拿住金屬外殼的接頭往外拔即可，切勿拉拽

9、連接線。23四、使用操作4.1 主界面圖五 主界面顯示完開機(jī)界面后直接進(jìn)入測(cè)量界面，如圖五所示。測(cè)試界面分為傳感器狀態(tài)區(qū)、波形區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)和柱狀圖區(qū)。傳感器狀態(tài)區(qū)。傳感器的選擇可以通過“F3”鍵來選擇，標(biāo)準(zhǔn)配置的傳感器類型有：超聲波傳感器（UA）、地電波傳感器（TEV）等，連續(xù)按“F3”鍵會(huì)在以上傳感器之間選擇。注意：需要連接上對(duì)應(yīng)的傳感器后才能測(cè)量到對(duì)應(yīng)傳感器的數(shù)據(jù)。波形區(qū)主要顯示儀器采集到的放電信號(hào)波形，此波形在超聲測(cè)量模式下以射頻信號(hào)的方式顯示，而在地電波模式下則以電平的方式顯示。TEV地電波測(cè)量界面如圖六所示：圖六 TEV模式測(cè)量界面柱狀圖區(qū)。柱狀圖是用來表明當(dāng)前局部放電的嚴(yán)重程度，用綠

10、色、橙色及紅色表示，綠色表示局部放電比較輕微，黃色表示有放電現(xiàn)象，設(shè)備需要檢查，紅色表示局部放電比較嚴(yán)重，設(shè)備需要檢修。數(shù)據(jù)顯示區(qū)。針對(duì)傳感器的不同，數(shù)據(jù)區(qū)現(xiàn)實(shí)的意義也不同。在超聲波測(cè)量模式下，數(shù)據(jù)以dBuV（分貝微伏）來表示，而在TEV 測(cè)量模式下則以dB（分貝）來表示，儀器內(nèi)部已經(jīng)預(yù)置了常用電氣設(shè)備的閾值數(shù)據(jù)，因此用戶不需要自行設(shè)置。4.2 超聲波測(cè)量程序使用超聲波傳感器測(cè)量信號(hào)時(shí)，需要選擇對(duì)應(yīng)的傳感器類型，本產(chǎn)品具有記憶上一次狀態(tài)設(shè)置的功能，開機(jī)時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)用上次關(guān)機(jī)時(shí)傳感器的狀態(tài)，并測(cè)量環(huán)境值，準(zhǔn)備就緒后即可測(cè)量局部放電值，因此，在開機(jī)時(shí)請(qǐng)勿將傳感器指向被測(cè)區(qū)域，以免將被測(cè)區(qū)域的放電信號(hào)

11、誤測(cè)為環(huán)境值。開啟儀器，按“F3”鍵進(jìn)入超聲波模式，如果讀數(shù)太大，比如超過15dBuV，說明此事背景噪聲太大，可以按左方向鍵濾除背景噪聲。背景噪聲濾除后正式進(jìn)入測(cè)量程序，此時(shí)插入提供的耳機(jī)，讀數(shù)會(huì)在顯示屏上連續(xù)更新。開始時(shí)，應(yīng)該將增益調(diào)整到較大位置，當(dāng)讀數(shù)變得太大時(shí)，則應(yīng)該減少增益。也可以根據(jù)右下側(cè)的箭頭標(biāo)志來確定是增加增益還是減小增益，綠色箭頭表示此時(shí)增益可以增加，如果顯示的是紅色箭頭則說明信號(hào)過大，需要減小增益。若要檢查開關(guān)柜，應(yīng)該將超聲波傳感器指向開關(guān)柜（尤其是斷路器的端口、充氣式電纜盒、電壓互感器以及母排室）上的任何空氣間隙。 在任何情況下，都應(yīng)該確保遵守安全距離的要求。背景以上的超聲

12、波活動(dòng)是很重要的。真正的放電可以根據(jù)耳機(jī)中發(fā)出的咝咝聲（尤如煎鍋中發(fā)出的絲絲聲）來識(shí)別。4.3 TEV測(cè)量程序背景噪聲開關(guān)柜外部的一些信號(hào)源發(fā)出的電磁信號(hào)也可能在開關(guān)柜的外部產(chǎn)生瞬時(shí)接地電壓。這些源可以是架空線絕緣子、變壓器進(jìn)線套管、無線電信號(hào)甚至是附近高速公路的車流量。這些也可以在不連接到開關(guān)柜的金屬體如變電站房門或圍欄等金屬體上產(chǎn)生瞬時(shí)接地電壓信號(hào)。因此在對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行檢測(cè)之前，就應(yīng)該測(cè)量這些表面上的背景噪聲。測(cè)量不屬于開關(guān)柜組成部分的金屬體如金屬門、金屬圍欄等的背景噪聲。記下三次連續(xù)的有關(guān)金屬體的分貝值和計(jì)數(shù)，并取中間幅值的讀數(shù)作為背景測(cè)量的讀數(shù)。圖八 TEV傳感器進(jìn)行測(cè)量?jī)x器開啟，確保T

13、EV傳感器處在離開金屬體的自由空間中，否則會(huì)影響自檢。選擇TEV模式。為了準(zhǔn)確測(cè)量，應(yīng)該使TEV探頭垂直地與在其上面要進(jìn)行測(cè)量的金屬體接觸，（最好是保持儀器主機(jī)本體遠(yuǎn)離鄰近的金屬體）。一旦TEV探頭從金屬體上拆下后讀數(shù)就不再在顯示屏上繼續(xù)顯示。您可能會(huì)因?yàn)榇_保數(shù)據(jù)一致性，可能需要重復(fù)測(cè)量幾次。對(duì)開關(guān)柜的測(cè)量是在每一個(gè)面板的每一個(gè)部件如電纜盒、 電流互感器室、母排室、斷路器以及電壓互感器等的中心位置進(jìn)行的。 斷路器以及其它中高壓開關(guān)儀器的位置都要記錄下來， 因?yàn)槿绻@些設(shè)備處于斷開的位置，則某些部件就不會(huì)帶電，因此這些部件上不會(huì)測(cè)到讀數(shù)。記錄每一個(gè)位置上的第一組讀數(shù)。 但是如果測(cè)到的幅值比背景干

14、擾水平高出10dB, 本身幅值大于20dB時(shí)， 就應(yīng)該連續(xù)記錄三組讀數(shù)。4.4 歷史數(shù)據(jù)查看在測(cè)量界面下按“F1”鍵用于數(shù)據(jù)保存，磁盤圖標(biāo)右側(cè)的數(shù)字表明當(dāng)前存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的組數(shù)，您可以保存1000組數(shù)據(jù)。如需查看只需要按下“F2”鍵即可，通過上下鍵實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的翻頁，按下“F3”鍵可以回到測(cè)試界面。如果您想清空所有數(shù)據(jù)可以在歷史數(shù)據(jù)頁面下按下右鍵，選擇“確定”后按確認(rèn)鍵即可清除數(shù)據(jù)，操作如圖九所示：圖九 數(shù)據(jù)清除五、TEV讀數(shù)說明TEV讀數(shù)說 明高背景讀數(shù)，即大于 20dB(a) 高水平噪聲可能會(huì)掩蓋開關(guān)柜內(nèi)的放電；(b) 可能是由于外部的影響，應(yīng)盡可能消除外部干擾源后再重新測(cè)試， 或使用局部放電監(jiān)測(cè)儀

15、以識(shí)別開關(guān)柜中的任何放電。如果開關(guān)柜和背景基準(zhǔn)的所有讀數(shù)都小于 20dB。無重大放電。每年一次重新檢查。開關(guān)柜讀數(shù)比背景水平高10dB,且讀數(shù)大于20dB絕對(duì)值,亦即不是比背景高 20dB很有可能在開關(guān)柜內(nèi)有內(nèi)部放電活動(dòng)。建議用局部放電定位器或局部放電監(jiān)測(cè)儀作進(jìn)一步的檢查。相關(guān)說明1) 讀數(shù)(dBuV)與放電量(pC)之間的關(guān)系傳統(tǒng)的按照 IEC60270 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的局部放電檢測(cè)都是測(cè)量放電時(shí)高壓導(dǎo)體產(chǎn)生的視在電荷量。因此，放電幅值一般用皮庫(pC)來標(biāo)示，在傳統(tǒng)的局放檢測(cè)儀的檢測(cè)頻率(一般為10300kHz)上，各種高壓設(shè)備(除長(zhǎng)電纜外)都可以等效為集中電容。高頻傳感器測(cè)量則是在 3100M

16、Hz 的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行的，在這些頻率上，高壓電力設(shè)備更近似接近傳輸線而不是集中電容，電壓/時(shí)間曲線下的區(qū)域面積與放電過程中的電荷轉(zhuǎn)移量成正比。高頻傳感器測(cè)量瞬態(tài)過程中的電壓，因此它不是直接測(cè)量電荷，另外，所測(cè)的是金屬面板外表面的波峰，這只是面板內(nèi)部信號(hào)的一部分而已，當(dāng)脈沖沿著金屬鎧甲的表面?zhèn)鞑r(shí)，它就會(huì)散開即在時(shí)域上展開，同時(shí)曲線下方的區(qū)域面積保持不變，這樣脈沖幅值就會(huì)減小，因此，脈沖被檢測(cè)到的地方離放電源越遠(yuǎn)其衰減越大。顯然，dBuV 和 pC 之間的關(guān)系取決于多種因素，其中大多數(shù)都是不可以量化的，無論是使用超聲波傳感器還是特高頻傳感器，都存在聲強(qiáng)(dBuV)與放電量(pV)之間的關(guān)系，不同

17、的被測(cè)對(duì)象及相互關(guān)系可以參照表1 表7。表1 dBuV - pC 參考指南：靠近25kV電纜終端處讀數(shù)(dBuV)局部放電傳統(tǒng)測(cè)量(pC)03255610100151782031625560301000351780403160455600501000055178006031600表2 給出的是混合物填充式 11kV 配電電纜終端箱中的相對(duì)地放電所獲得的一些經(jīng)驗(yàn)結(jié)果。表2 混合物填充式 11kV 配電電纜終端箱的 dBuV - pC 參考指南讀數(shù)(dBuV)局部放電傳統(tǒng)測(cè)量(pC)0100517810316155622010002517803031603556204010000451780050

18、31600555620060100000表3 給出的是在油斷路器的SRBP套管中的相對(duì)地放電所獲得的一些經(jīng)驗(yàn)結(jié)果。表3 油斷路器的SRBP套管的 dBuV - pC 參考指南讀數(shù)(dBuV)局部放電傳統(tǒng)測(cè)量(pC)013452391042315753201340252390304230357530401340045239005042300557530060134000表4 給出了11kV樹脂澆注型電流互感器內(nèi)部放電所獲得的一些結(jié)果。表4 11kV 樹脂澆注型電流互感器 dBuV - pC 參考指南讀數(shù)(dBuV)局部放電傳統(tǒng)測(cè)量(pC)02245399107081512602022402539

19、90307080351260040224004539990507080055126000表5給出了11kV 樹脂澆注型電壓互感器內(nèi)部放電所獲得的一些結(jié)果。表5 11kV 電壓互感器 dBuV - pC 參考指南讀數(shù)(dBuV)局部放電傳統(tǒng)測(cè)量(pC)022453991070815126020224025399030708035126004022400453999050708005512600060161050表6 給出了35kV/12500kVA 變壓器內(nèi)部放電所獲得的一些結(jié)果。表6 35kV/12500kVA 變壓器 dBuV - pC 參考指南讀數(shù)(dBuV)局部放電傳統(tǒng)測(cè)量(pC)0675119102111537620670251195302115353765406700451195050211505537650表7 給出了10kV開關(guān)柜內(nèi)部放電所獲得的一些結(jié)果。表7 10kV開關(guān)柜 dBuV - pC 參考指南讀數(shù)(dBuV)局部放電傳統(tǒng)測(cè)量(pC)022 540 1070 15125 20223 25398 30705 351255 402233 453983 507050 5512550 6022333 應(yīng)該強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，上述各表只能作為