MCJF局部放電測試儀

1、MCJF局部放電測試儀使用說明書上海貿(mào)創(chuàng)電氣有限公司目 錄一 概述 （1）二 名詞、術語 （1）三 技術參數(shù) （2）四 系統(tǒng)工作原理簡介 （4）五 通用試驗方法 （5）六 具體操作說明 （6）七 測試中的干擾問題 （10）八 附件 （11）九 成套裝置 （12）十 視在放電量校準器參數(shù)及使用 （13）十一.常見圖譜分析 （15）一概述MCJF局部放電測試儀是我廠繼MC型局部放電測試儀后研制開發(fā)生產(chǎn)的又一新穎儀器。它基本上保持了MC的優(yōu)點和功能，并致力于縮小儀器體積、重量、使之成為名符其實的攜帶式儀器。該儀器是根據(jù)IEC（270）標準，利用脈沖電流法原理研制而成，并滿足GB-7354-87、GB

2、-1207-97、GB-1208-97中關于局部放電測試對測試儀器規(guī)定的技術要求。具有靈敏度高、測試的試品范圍廣，有高頻橢圓掃描，放電系統(tǒng)動態(tài)范圍大，并采用先進的抗干擾組件和獨特的門顯示電路，適用于高壓產(chǎn)品的型式、出廠試驗，新產(chǎn)品研制試驗，電機、互感器、電纜、套管、電容器、變壓器、避雷器、開關及其它高壓電器局部放電的定量測試，可供制造廠、科研部門、電力部門現(xiàn)場使用。二名詞、術語1局部放電：局部放電是指導體間絕緣僅被部分橋接的電氣放電，這種放電可以在導體附近發(fā)生，也可以不在導體附件發(fā)生。2視在電荷量q：在試品兩端瞬時注入一定電荷量，使試品端電壓的變化和由局部放電本身引起的端電壓的變化相同，此注入

3、量即為局部放電的視在電荷包量。3視在放電量校準器：視在放電量校準器由校準脈沖發(fā)生器與校準電容串聯(lián)組成，是一個校準電荷產(chǎn)生裝置。 校準脈沖發(fā)生器產(chǎn)生規(guī)定波形的脈沖電壓，通過校準電容對被試品注入電荷，模擬被試品局部放電時的視在放電電荷。 校準器的主要技術參數(shù)包括校準脈沖波形上升時間、衰減時間、校準脈沖峰值及校準電容值。 電壓波形上升時間為從0.1Uo到0.9Uo時間，衰減時間性定義為從峰值下降到0.1Uo的時間。三技術參數(shù)1可測試品的電容范圍：6pF-250uF2檢測靈敏度及允許電流（見表1）。3橢圓掃描時基（1）頻率：50、100、150、200、400Hz。（2）旋轉：以30度為一檔，可旋轉1

4、20度。（3）工作方式：標準-擴展-直線。（4）高頻時基橢圓可按輸入電壓（13-275V）調(diào)至正確大小。4顯示單元采用100×80mm矩形示波管，有亮度與聚集調(diào)節(jié)旋鈕。5放大器（1）3dB低頻端頻率fL：20、40kHz任選。（2）3dB低頻端頻率fL：200、300kHz任選。（3）增益調(diào)節(jié)：粗調(diào)6檔，檔間增益差20±1dB。（4）細調(diào)范圍：>20dB。（5）正、負脈沖響應不對稱性：<1dB。表1檢測靈敏度及輸入單元允許電流值輸入單元序號調(diào)電容范圍靈敏度（PC）（不平衡電路）允許電流有效值不平衡電路平衡電路16-25-100微微法30毫安225-100-400

5、微微法60毫安3100-400-1500微微法120毫安1安4400-1500-6000微微法2安51500-6000-25000微微法4安61安8安72安15安814安30安98安60安1015安120安11525安200安1225-60-250微法1050安300安7R電阻2安15安6時間窗：（1）窗寬：可調(diào)，5度-150度（50Hz）。（2）窗位置：每一窗可旋轉0度-170度。（3）兩個時間窗可分別或同時控制。7脈沖峰值表：（1）線性指示：0-100誤差不大于5%。（2）對數(shù)指示：1-100誤差不大于5%。8具有輔助識別放電脈沖相應的零標志系統(tǒng)。 9工作電流：220V±10%

6、工頻10體積：440×430×180mm。 11重量：約15Kg四系統(tǒng)工程原理簡介若試品Cx在試驗電壓下產(chǎn)生局部放電時，經(jīng)耦合電容Ck產(chǎn)生脈沖電流，由輸入單元拾取得脈沖訊號，經(jīng)低噪音前置放大、濾波放大器選擇所需頻帶及主放放大后，在示波屏的橢圓掃描基線上顯示出電放脈沖，同時也送到脈沖峰值表（對數(shù)表）顯示其峰值。時間窗單元控制試驗電壓每一周期內(nèi)脈沖峰值表的工作時間，并在這段時間內(nèi)將顯示屏的顯示加亮，寬度與位置可以改變，進一步加強了抗干擾能力。整個系統(tǒng)工作原理可參看框圖（圖1）。 校正脈沖發(fā)生器 電源高壓端 Cq1 時基 耦合電容 至各電路 單元 電 Ck 壓 表 Ca 電 輸入

7、單元 前放 濾波 主放 波形 阻 顯示器 零標發(fā)生器 時間窗 脈沖峰值表 圖1RX局部放電測試儀原理方框圖 耦 合 檢 測 局放儀 電容器 阻 抗 試驗臺 濾波控制 無暈試驗 試 品 調(diào) 壓 器 變 壓 器 電 阻 零 標 分壓器 輸 入 電 容 工 頻 分壓器 峰值表圖2局部放電系統(tǒng)示意圖（外試法）五通用試驗方法（一）試驗目的：（1）證實試品在規(guī)定電壓下沒有高于規(guī)定值之局部放電；（2）測定電壓上升時出現(xiàn)放電超過某一規(guī)定值時的最低電壓（起始放電電壓）和電壓下降時放電低于規(guī)定值時最高電壓（終止放電電壓）。（3）測定在某一規(guī)定電壓下的放電強度。（二）試驗條件：（1）交流電源電壓應為正弦波，不應有過

8、大的高次諧波。（2）試品的電氣、機械溫度條件應良好且穩(wěn)定。（3）由于電壓回滯現(xiàn)象的影響，在試驗前至少幾小時以上的時間內(nèi)，不要承受超過規(guī)定的局部放電試驗電壓最高值以上的電壓。（4）經(jīng)過搬運后的試品，必須靜放一段時間后再做局部放電試驗（油浸）。（三）試驗程序：1將試驗區(qū)內(nèi)的雜物盡量移到試區(qū)以外，各種金屬體應牢固接地，檢查和改善試區(qū)內(nèi)一切可能放電的部位，應特別注意各種地線是否已接地。2根據(jù)不同的試品和試驗條件，選擇正確的接線方式。3對所選擇的測試回路用視在放電量標準器對整個測試系統(tǒng)進行刻度系數(shù)校正，校正時對所規(guī)定的刻度系數(shù)K值調(diào)節(jié)儀器的增益旋鈕，把H調(diào)到H=UoCo/K值。校正完畢后，各種測試儀器的

9、細調(diào)（連續(xù)調(diào)節(jié)）增益旋鈕不得隨意變動，同時應將視在放電器校準器從高壓線路上取下，以免在加壓試驗時將視在放電量校準品擊穿而使高壓線路短路。（四）注意事項：1在試驗開始加壓以前，試驗人員必須詳細而全面地檢查一遍線路，以免線路接錯。測試儀器處的接地線是否與接地體牢固連接，若連接不牢或在準備工作時接地線被腳踢斷，這將可能引起人身和設備事故。切切!2對于連接線應避免將尖端暴露在外，屏蔽罩不能與試品的瓷裙相接觸。3試驗完畢后，應對整個測試系統(tǒng)再進行一次復查校正，驗證是否與試驗前所校正出的刻度系數(shù)相等，以免測試儀器或其它環(huán)節(jié)在試驗過程中發(fā)生故障而使測試結果不對。六具體操作說明（一）試驗準備：1根據(jù)試品的容量

10、Cx，耦合電容的大小Ck，選取適合序號的輸入單元。表1中調(diào)諧電容量系指與輸入單元初級繞組并聯(lián)的電容（粗細估算以按試品容量與耦合電容的容量串聯(lián)計算）。例如：試品容量為120pF，耦合電容量為1000pF，則所需檢測阻抗為：120×1000107120+1000查表1可取2號單元。輸入單元應盡量靠近試品，輸入單元經(jīng)8米長的測量電纜與放大器輸入插座相連。2試品接入輸入單元的方法有以下幾種（見圖3）：a并聯(lián)法 Ck Z U 始 至校正脈沖 Ca 中至放大器 末b串聯(lián)法 Ca Z U 始 至校正脈沖 Ck 中至放大器 末C平衡法 Ca2 Z U 始 至校正脈沖 Ca1 中至放大器 其中：Z為阻

11、塞阻抗； Cx為試品；Ck為耦合電容；3面板示意圖 0° 30° 示 波 器 60° VPC 90° 左 右 試驗電源 20 200 120增 粗 直線 Hz 40 300 益 調(diào) 標準 門寬 門位置 中頻電源 擴展 開關 聚焦 亮度 線性 對數(shù) 增益細調(diào) 軸 流 風 機 5A AC220V50Hz 接地 信號輸入 零標輸入 中頻電源 4準備在儀器后面板AC220V插座上接上220V工頻電源，然后打工電源開關，讓儀器預熱5分鐘，同時對有關開關進行操作。 “標準-擴展-直線”開關置標準 放大器頻率帶fL、fH分別置20kHz，300kHz，放大器增益粗調(diào)置

12、3檔，細調(diào)置中間位置，切不可一開始將粗調(diào)開關置最高檔。 根據(jù)不同頻率的試驗電源選擇試驗電源頻率，以便觀察合適的橢圓。 如果工頻試驗電源，請將中頻試驗電壓開關旋在275V檔，然后再接上中頻電源。觀察數(shù)字表讀數(shù)，如果差得太多，可將試驗電壓開關往小檔位上旋一檔，直至合適值，千萬不可旋在太小檔上，同時請注意，輸入儀器的中頻電壓萬不可超過規(guī)定值275V，否則儀器被損壞。橢圓旋轉可不作調(diào)節(jié)。窗開關打在關位置，以后根據(jù)干擾出現(xiàn)的相位可開窗適當調(diào)旋轉，根據(jù)干擾情況調(diào)窗寬、位置，使干擾在門窗之外，使局部信號在窗上，以便讀取放電的數(shù)值。5視在放電量校準用視在放電量校準器（校正脈沖發(fā)生器）的輸出接于試品兩端，紅端接

13、高壓端，黑端接低壓端，調(diào)節(jié)其輸出放電量，例如50PC，調(diào)節(jié)放大器增益組調(diào)旋鈕，使放電量表指示滿度。此時放電量表指示滿度即100%，則表示50PC的放電量，注意增益細調(diào)旋鈕位置不可再動。（局放儀校正脈沖發(fā)生器的注入電量按發(fā)生器上指示的電壓U與匹配盒上注入電容的C乘積計算，Qo=CqUq），測量盒應盡量靠近試品高壓端。拆除視在放電量校準器的連線，并關斷其電源。6試驗操作接通高壓試驗回路的電源，逐步升高電壓至規(guī)定電壓，時刻注視PC表指示，此時放電量表的讀數(shù)表示試品放電量的大小，如指示在80%，則表示試品視在放電量為50×80%=40PC。若此時試品放電量剛大于100%即超過滿度，應立即將放

14、大器增益粗調(diào)由原來的“3”改換到“2”檔，此時放電量表100%，則表示500PC，假如此時放電量指示80%，由試品放電量為500×80%=400PC。若此時試品放電量小于10%，應將放大器粗調(diào)由“3”檔改至“4”檔，此時放電量表100%則表示5PC，假如此時放電量表指示80，則試品視在放電量為5×80%=4PC。接上合適的電阻分壓器，取得10V左右的零標電壓，緩緩升高試驗電壓，橢圓上將出現(xiàn)兩個零標志脈沖，通過零標志脈沖可判別放電的相位，如圖所示： 負零標志 正零標志 旋轉“橢圓旋轉”開關使橢圓轉到預期的放電最利于觀察之處。通常這個位置是零標脈沖分別處于橢圓上部左側及下部右側

15、之處。連續(xù)升高電壓，注意第一次出現(xiàn)持續(xù)放電，當放電量超過規(guī)定的最低值時的電壓即為局部放電起始電壓。若有干擾信號在放電脈沖附近，可以用窗寬和窗位置將干擾信號拒之窗外，即合窗開關，用一個或兩個時間窗并用窗寬、窗位置來改變橢圓上加亮區(qū)域的寬度與位置，使其避開干擾脈沖，這樣，放電量表的指示值只表示放電脈沖的大小，而不表示干擾信號的值，另外也可以改變頻帶的方法來提高抗干擾能力。七測試中的干擾問題在局部放電測試中，往往由于外部干擾信號的影響，而使測試結果產(chǎn)生誤判斷，或者使測試工作根本無法進行下去。尤其對從事局部放電測試工作經(jīng)驗不多的人，更容易引起誤判斷。因此，在局部放電測試技術中，消除外部干擾成為一項很重

16、要的技術內(nèi)容，同時也是花錢較多的一項技術措施。（一）外來干擾1與電源電壓無關的干擾這種干擾與電源電壓（加至被試品上的電壓）無關，它不隨電源電壓的升高或降低而變化。它產(chǎn)生于：電氣開關的開閉操作、電焊起弧、吊車開動、整流電機的電刷、閃光燈、無線電電磁波以及各種工業(yè)干擾等等。這些干擾通過電源、測試回路和地線等途徑侵入進來。2與電源電壓有關的干擾這類干擾一般隨電源電壓的增加而變大。它可由試區(qū)內(nèi)各個部分產(chǎn)生。例如：試驗變壓器、高壓引線、試品端部、高壓線路接觸不良、高壓試區(qū)的絕緣物體與地線）或接地金屬物）接觸、試區(qū)內(nèi)金屬物體接地不良、以及其它物體的感應放電等等。與電源電壓有關的干擾侵入途徑，可以通過電源、

17、高壓導線、空間和地線侵入到測試回路內(nèi)。（二）消除外來干擾的方法1消除與電源電壓無關的干擾方法：應從電源、空間、接方式幾個方面采取措施。為了消除空間電磁波的干擾，應將試驗室加以屏蔽。對于由電源侵入的干擾，一般在電源進口處加隔離變壓器和濾波裝置。消除由接地網(wǎng)來的干擾，應采取一點接地方式。2消除與電源有關的干擾措施：可將高壓導線加粗（用較粗的蛇皮管、薄鐵皮圓筒或鋁筒）；對被試品端部輥防暈罩；試區(qū)內(nèi)各地線和金屬物應良好接地；試區(qū)內(nèi)的絕緣物體嚴禁與金屬接地體接觸；在高壓線下部地面上不應有螺釘、地線頭等金屬物體。八附件說明書 1份電源線 1根高頻線 1根測試電纜 1根（8米）保險絲 2只合格證及保修卡 1

18、份九成套裝置1輸入阻抗1-12號任選，7R號測長電纜用。2視在放電量器校準器（校正脈沖發(fā)生器），局放儀校正脈沖發(fā)生器）任選3工頻、中頻濾波器4三倍頻感應試驗設備5無局放電阻分壓器50KV、100KV、150KV、200KV任選6無局放耦合電容系列7無局放試驗變壓器系列8工頻試驗控制臺十視在放電量校準參數(shù)及使用（一）局放儀校正脈沖發(fā)生器局放儀校正脈沖發(fā)生器是專為局部放電的檢測而設計的，本儀咕嘟的精度、上升時間、重復頻率等直接決定了局部放電的測試精度，此儀器符合IEC標準。此校正脈沖發(fā)生器的輸出電量10-5000PC任意調(diào)節(jié)。適用于先校準后試驗，先試驗后校準的局放試驗中。（一）技術參數(shù)1方波幅值滿

19、刻度為2.5V、5V、10V、25V、50V；精度為±2%2衰減器：10：1衰減3級3輸出脈沖極性“+”每周期提供一個主正向脈沖；“±”每周期提供一個正向脈沖和一個負向脈沖；“-”每周期提供一個主負向脈沖。4方波前沿<0.07us。5重復頻率：45Hz-65Hz，連續(xù)可調(diào)。6脈沖衰減時間100us-1000us7內(nèi)阻<758工作方式：感應同步，手動調(diào)節(jié)。9一次工作時間5分鐘。10儀器工作環(huán)境0-40，相對溫度少85；儀器周圍無強烈振動，儀器平放工作，不得傾斜。11電源：10V可充電電池。（二）操作程序用戶可根據(jù)實際情況選擇輸出幅值和Cq（10pF、100pF模擬

20、入電量為Q=CqUo。將輸出電纜一端接到“衰減輸出”高頻插座，另一端接到裝有注入電容的匹配盒。將極性開關調(diào)節(jié)到所需要的脈沖型號，按下啟動按鈕，儀器進入工作狀態(tài)。調(diào)節(jié)“方波幅值”旋鈕到所需要的電壓值范圍，然后再調(diào)節(jié)“細調(diào)”，將同步選擇開關打到調(diào)頻，然后調(diào)節(jié)旋鈕使脈沖的頻率盡量接近于試驗電源的頻率，如果需要同步，將開關打到感應，用導線繞到電流通過的導線上，其一端接到面板上的感應接線柱上，此時脈沖頻率與電網(wǎng)頻率同步。當“極性開關”旋到“V”檢查時，看表頭指示是否在紅線以下，如果在紅線以下時則需充電。校正結束后，必須將匹配盒拿下，以免升高壓時打壞，將儀器置于“關”位置。注：此儀器工作時必須平放，不能傾

21、斜。另此儀器的方波信號為不接地的，不用接地。校正脈發(fā)生器的主要技術指標及使用校正脈沖發(fā)生器是一種小型的可充電電池供銷電的視在放電量校準器，它可以分別以四種放電量向試品兩端注入1.2kHz左右的校正脈沖，可用于先校準后試驗的局放試驗中，適合于國際電工委員會IEC-270所推薦的任何一種試驗電路。（一）主要技術參數(shù)×8V輸出電荷量5、50、500PC或5、10、50、100PC方波前沿<脈寬100us-1000us內(nèi)阻<75頻率變化>±200Hz注入電容10pF、100pF或10pF、20pF（二）使用方法首先檢查校正脈沖發(fā)生器的電池，電量如面板上的電壓表，指

22、示在8V以下則需充電，8V以上方能正常工作。將輸出的紅、黑兩個端子上接上導線，紅端子上的導線盡量短且靠近試品的高壓端，黑線導線接試品的低壓端，將校正電量開關置于5、10、50、100、500中任何合適一檔即可校正。頻率可在1.2kHz隨機調(diào)節(jié)。校正脈沖發(fā)生器使用后及時將調(diào)節(jié)電荷量的波段開關旋在關位置，充電要適時，且時間要達到連續(xù)16小時。（1）接觸不良這種干擾如圖1所示。其特點是干擾波位于橢圓時基的零點附近。在正負半波上對稱出現(xiàn)，幅值相差不大。干擾在低電壓時即出現(xiàn)。電壓增大時，干擾占位區(qū)域也增大，由于疊加效果幅值增大較慢。有時在電壓達到某一定數(shù)值后會完全消失。造成這種干擾的原因有：試驗回路中金

23、屬對金屬接觸不良，塑料電線半導電屏蔽層中粒子間接觸不良，電容器卷繞鋁箔電極與插接片接觸不良等。（2）浮動電位物體波形見圖2，特別是在電壓峰值之前的正負半波部分出現(xiàn)。等幅值間隙不等，由于余輝，有時成對的出現(xiàn)，有時圖像有飄動。電壓增加時，根數(shù)增加，間隙縮小，中間值不變。有時電壓增加到一定值后干擾訊號會消失，再降低電壓時，又會重新出現(xiàn)。起因：金屬或碳質(zhì)導體之間的間隙放電。它可以發(fā)生在試樣上或測試回路中。常常在兩個孤立的導電物之間，例如地面上處于浮動電位的多種物體體間發(fā)生。（3）外部尖端電暈波形如圖3，特別是僅在試驗電壓的一個半波中出現(xiàn)，位于外施電壓的峰值部分，等幅值等間距。電壓增加時，放電訊號波的根

24、數(shù)增加，但幅值總不變。起因：高壓電極的尖端或邊緣對空氣中的放電。若干擾訊號位于橢圓時基的負半周。則尖端電暈處于高電壓下，若干擾訊號位于時基橢圓的正半周，則尖端在接地部分，有時也可能高壓、接地部分都有尖端電暈放電，則時基橢圓的正負半周就出現(xiàn)兩組訊號。（4）液體介質(zhì)中的尖端放電波形見圖4，特別：在試驗電壓正負半周峰值位置均有一組訊號，同一組訊號等幅值，等間隔，一組中間值較大的訊號先出現(xiàn)，隨電壓增加中間值也增大。一組中間值小的訊號其幅值不隨電壓變化。起因：在絕緣液體中發(fā)生了尖端或邊緣電暈放電?；蛞唤M大的訊號出現(xiàn)在正半周，則尖端位高壓部分；若它出現(xiàn)在負半周，則尖端處于接地部分。（5）繼電器、接觸器的動作干擾訊號波形見圖5，特點：在時基橢圓上干擾訊號波形分布不規(guī)則，間隙地出現(xiàn)，且同試驗電壓大小無關。起因：閃光燈，熱繼電器，接觸器和各種火花試驗器或有火花放電的記錄器動作時造成。（6）可控硅元件干擾訊號波形見圖6，特點：干擾訊號在時基橢圓上之位置固定，每一無件產(chǎn)生一個獨立的高頻脈沖訊號。電路接通，電磁耦合效應增強時，訊號幅值增加，也可能發(fā)生波形展寬、相移，從而在時基上占位增加。起因：供電網(wǎng)絡中有可控硅器件在運行。干擾的大小同所用可控硅器件的功率直接有關。（7）異步電機干擾波形見圖7，特點：在時基橢圓上正負半波形出現(xiàn)對稱的二組訊號，且沿掃描時基逆時針方向移動。起因：異