一、非侵入式局部放電活動檢測

1.1 概論

局部放電不會使電極*短路的電氣放電。 這種放電的幅值通常都很小。 但是它們確實會導(dǎo)致絕緣層性能的不斷下降，終導(dǎo)致電氣設(shè)備的故障。

非侵入式局部放電檢測提供了既快速又簡單的方法， 用于識別可能會引起停電或造成人員傷害的潛在絕緣故障。

局部放電會以下述的方式放射能量：

電磁能量：無線電波、光、熱

聲能：聲波、超聲波

氣體：臭氧、氮氧化物。

非侵入式檢測實用的技術(shù)都是基于檢測電磁頻譜中的高頻部分以及超聲波信號。本產(chǎn)品是專用于檢測電磁波及超聲波活動的儀器。

2.2 空氣傳播的超聲波放電活動

局部放電活動中的聲波輻射會出現(xiàn)在整個聲譜范圍中。 聽聲音是可能的，但是要取決于各人的聽覺能力。

使用儀器來檢測聲譜中的超聲波具有幾個優(yōu)點。 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，并且具有更強的方向性。

敏感的檢測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局部放電活動。

2.3 空氣傳播的超聲波放電活動

當(dāng)局部放電活動出現(xiàn)在高壓開關(guān)柜絕緣層中時， 它會產(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， 它會在接地的金屬外殼上產(chǎn)生瞬態(tài)電壓。瞬態(tài)地電壓( TEV) 在幾個毫伏至幾伏的范圍內(nèi)，存在時間很短，具有幾個納秒的上升時間。

可采用非侵入方式將探頭放在開關(guān)柜的外面來檢測局部放電活動

二、技術(shù)參數(shù) 

產(chǎn)品外形

1、適用范圍：采用非侵入式檢測方式，對高壓電氣設(shè)備的局部放電缺陷進(jìn)行檢測及定位。

2、傳感器配置

標(biāo)配：超聲波傳感器(UA)、地電波傳感器(TEV)

選配：變壓器傳感網(wǎng)、GIS特高頻傳感器、高壓電纜傳感器，也可根據(jù)用戶要求定制。

2、檢測原理：超聲波法(UA)、地電波法(TEV)及特高頻法(UHF)。

3、檢測頻帶：

 超聲波: 40～200KHz

   地電波: 3~100MHz

 特高頻: 300~2000MHz

4、測量范圍：

超聲波： -90～80dB

地電波： -80～10dBm

特高頻： -80～10dBm

5、靈敏度：小10pC(具體取決于傳感器與放電源之間的距離)。

6、傳感器：

① 超聲波傳感器：20～200(kHz);

② 地電波(TEV)：5 ~ 100MHz。

③ 特高頻傳感器：300～2000(MHz)，具備定向接收特性；

7、具有內(nèi)置超聲傳感器，地電波、超聲波二合一傳感器，可選變壓器傳感器、GIS傳感器、電纜傳感器等部件；

8、軟件功能：

① 連續(xù)檢測特高頻、地電波及超聲波信號，判斷是否存在局部放電；

② 實時顯示被測信號的變化趨勢、可對局部放電信號的發(fā)展作出較為直觀的判斷；

③ 具備數(shù)據(jù)的現(xiàn)場存儲功能。

9、儀器特征：

① 屏幕顯示：高對比度 3.5 英寸TFT彩屏。

② 數(shù)據(jù)存儲：可保存 1000 組測試數(shù)據(jù)。

③ 工作電源：內(nèi)置 8.4V 鋰電池，可連續(xù)工作 8 小時。

④ 電源：輸入100-240VAC，輸出8.4V/3A，充電時間3～4小時。

⑤ 外形尺寸：230 * 120 * 55(mm)。

⑥ 儀器重量：0.7kg。

⑦ 使用溫度：-25℃～45℃。

⑧ 存儲溫度：-35℃～60℃。

10、成套配置：主機、傳感器、交流適配器、連接電纜及運輸箱。
三、結(jié)構(gòu)與外觀

3.1面板布置

本產(chǎn)品采用便攜式結(jié)構(gòu)，內(nèi)含信號接收及數(shù)據(jù)處理模塊，具備多種分析模式，可方便地對電氣設(shè)備局部放電所產(chǎn)生的特高頻信號及超聲波信號進(jìn)行測量。與同類產(chǎn)品相比具有操作便捷，功能強大的特點。

本產(chǎn)品鍵盤布局如下所示：

1) F1鍵：在測試過程中按下“F1”鍵用于存儲當(dāng)前的測量數(shù)據(jù)；

2) F2鍵：通過“F2”鍵可以調(diào)出主機存儲器內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)；

3) F3鍵：在測量界面時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：上下方向鍵在測試時用于增益的調(diào)節(jié)，可以在0～90dB之間調(diào)節(jié)；在功能設(shè)置中用于調(diào)整時間等；在歷史數(shù)據(jù)瀏覽中用于上下翻頁； 

 鍵盤布局圖

5) 確認(rèn)鍵：測試中按下確認(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，需要長按 3 秒鐘方可生效；

本產(chǎn)品主機除了內(nèi)置一個超聲傳感器外還配備一個外部傳感器接口，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，使操作更為簡單。

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請將接頭的標(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。拔出傳感器接頭時只需要拿住金屬外殼的接頭往外拔即可，切勿拉拽連接線。

3.2傳感器配置

四、使用操作

4.1 主界面 

 主界面

顯示完開機界面后直接進(jìn)入測量界面，如圖五所示。測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”鍵會在以上傳感器之間選擇。

注意：需要連接上對應(yīng)的傳感器后才能測量到對應(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波形，此波形在超聲測量模式下以射頻信號的方式顯示，而在地電波模式下則以電平的方式顯示。TEV地電波測量界面如圖六所示：

TEV模式測量界面

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)。針對傳感器的不同，數(shù)據(jù)區(qū)現(xiàn)實的意義也不同。

在超聲波測量模式下，數(shù)據(jù)以dBuV（分貝微伏）來表示，而在TEV 測量模式下則以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 超聲波測量程序

使用超聲波傳感器測量信號時，需要選擇對應(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，開機時會自動調(diào)用上次關(guān)機時傳感器的狀態(tài)，并測量環(huán)境值，準(zhǔn)備就緒后即可測量局部放電值，因此，在開機時請勿將傳感器指向被測區(qū)域，以免將被測區(qū)域的放電信號誤測為環(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)入測量程序，讀數(shù)會在顯示屏上連續(xù)更新。開始時，應(yīng)該將增益調(diào)整到較大位置，當(dāng)讀數(shù)變得太大時，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，綠色箭頭表示此時增益可以增加，如果顯示的是紅色箭頭則說明信號過大，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。

對高壓電纜進(jìn)行局放檢測時也可使用的外置傳感器，

  高壓電纜傳感器

使用前應(yīng)將保護(hù)端蓋取出，使用后應(yīng)將端蓋套好端部，以免傳感器受潮，端蓋如圖九所示： 

電纜傳感器保護(hù)端蓋

取出端蓋后可將絕緣桿節(jié)拉出，然后將測試線插入絕緣桿尾部端口： 

 電纜傳感器端口

連接好測試線后就可以按照超聲波測量程序?qū)Ω邏弘娎|進(jìn)行局放檢測，高壓電纜容易出故障的地方是分接頭、中間接頭等絕緣薄弱的地方，這些地方用以受潮，所以應(yīng)該著重檢測這些位置。

注意事項：使用電纜傳感器時應(yīng)特別注意安全距離的限制，不允許將傳感器用在超出絕緣范圍的場合，本傳感器前端部分耐壓35kV，使用前請按照絕緣桿耐壓試驗規(guī)程做好節(jié)絕緣桿的耐壓試驗方可進(jìn)行電纜的局放測試！

4.3 TEV測量程序

背景噪聲

開關(guān)柜外部的一些信號源發(fā)出的電磁信號也可能在開關(guān)柜的外部產(chǎn)生瞬時接地電壓。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)生瞬時接地電壓信號。因此在對開關(guān)柜進(jìn)行檢測之前，就應(yīng)該測量這些表面上的背景噪聲。測量不屬于開關(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數(shù)，并取中間幅值的讀數(shù)作為背景測量的讀數(shù)。 

TEV傳感器

開始測量

儀器開啟，確保TEV傳感器處在離開金屬體的自由空間中，否則會影響自檢。選擇TEV模式。為了準(zhǔn)確測量，應(yīng)該使TEV探頭垂直地與在其上面要進(jìn)行測量的金屬體接觸，（是保持儀器主機本體遠(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。

您可能會因為確保數(shù)據(jù)一致性，可能需要重復(fù)測量幾次。

對開關(guān)柜的測量是在每一個面板的每一個部件如電纜盒、 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， 因為如果這些設(shè)備處于斷開的位置，則某些部件就不會帶電，因此這些部件上不會測到讀數(shù)。

記錄每一個位置上的組讀數(shù)。 但是如果測到的幅值比背景干擾水平高出10dB, 本身幅值大于20dB時， 就應(yīng)該連續(xù)記錄三組讀數(shù)。

4.4 特高頻UHF測量程序

UHF一般針對GIS等設(shè)備的特高頻局部放電檢測，此功能模式下需要連接特高頻傳感器：

 GIS傳感器

可以將GIS傳感器固定在GIS管道與管道之間的絕緣盆上，而不是固定在金屬管道上，局部放電信號會沿著管道在絕緣盆處輻射至外面而被傳感器接收。可以用橡皮帶將傳感器兩端固定住以方便測量。

跟其他運行模式類似，使用前需要先濾除環(huán)境值背景值。

連接好傳感器后將運行模式切換至“UHF”，即特高頻模式，跟其他傳感器一樣，先按左鍵實現(xiàn)背景噪聲的的濾除，幾秒鐘后即可正常讀數(shù)。

4.5 放電聲音

本產(chǎn)品無論在哪種模式下測量局放信號時都可以檢測到局放聲音，有局放的情況下會聽到“咝咝”的聲音，通過測試數(shù)據(jù)和聲音可綜合判斷被測設(shè)備的放電情況。

4.6 歷史數(shù)據(jù)查看

在測量界面下按“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，通過上下鍵實現(xiàn)數(shù)據(jù)的翻頁，按下“F3”鍵可以回到測試界面。

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： 

數(shù)據(jù)清除

五、數(shù)據(jù)分析

超聲波(UA)數(shù)據(jù)分析

地電波(TEV)數(shù)據(jù)分析

相關(guān)說明

• 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)行的局部放電檢測都是測量放電時高壓導(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)的局放檢測儀的檢測頻率(一般為10~300kHz)上，各種高壓設(shè)備(除長電纜外)都可以等效為集中電容。

高頻傳感器測量則是在 3~100MHz 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。

高頻傳感器測量瞬態(tài)過程中的電壓，因此它不是直接測量電荷，另外，所測的是金屬面板外表面的波峰，這只是面板內(nèi)部信號的一部分而已，當(dāng)脈沖沿著金屬鎧甲的表面?zhèn)鞑r，它就會散開即在時域上展開，同時曲線下方的區(qū)域面積保持不變，這樣脈沖幅值就會減小，因此，脈沖被檢測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(dBuV)與放電量(pV)之間的關(guān)系，不同的被測對象及相互關(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

表2 給出的是混合物填充式 11kV 配電電纜終端箱中的相對地放電所獲得的一些經(jīng)驗結(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

表3 給出的是在油斷路器的SRBP套管中的相對地放電所獲得的一些經(jīng)驗結(jié)果。

表3  油斷路器的SRBP套管的 dBuV - pC 參考指南

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

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

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

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

應(yīng)該強調(diào)一點，上述各表只能作為一個大致的參考指南，盡管一般來說增加 pC 水平就等于增加 dB 電平，但是放電源和衰減路徑等因素都會嚴(yán)重影響校準(zhǔn)結(jié)果，因此，所要做的就是通過歷史數(shù)據(jù)的比較來判斷被測物的絕緣程度。

六、使用條件

環(huán)境溫度：-35℃ ~ 65℃

標(biāo)高：海拔 3000m 以下

不結(jié)露的大相對濕度：95%

污穢等級：Ⅲ級

大風(fēng)速：35m/s

七、符合聲明

本產(chǎn)品符合以下適用的規(guī)定：

測量的電氣設(shè)備IEC標(biāo)準(zhǔn) EN 61010-1

EMC 電磁兼容規(guī)定 2004/108/CE

低電壓規(guī)定 2006/95/CE

為了能遵從規(guī)定的操作規(guī)則，本設(shè)備設(shè)計有以下原則：

本產(chǎn)品不發(fā)射電磁波(電磁兼容)

本產(chǎn)品不受外部電磁輻射干擾(EMI)

本產(chǎn)品有靜電放電保護(hù)(ESD)

八、保修范圍

8.1 保修

本產(chǎn)品主機提供為期1年的維修擔(dān)保。電池及配件(充電器，耳機，傳感器等)的保修期為6個月。保修包括對所有制造故障的部件提供材料的免費更換，前提是用戶的非人為損壞。保修不包括運輸、裝卸。

如果因使用不當(dāng)或意外損壞產(chǎn)品、產(chǎn)品被以任何方式改變、產(chǎn)品受到未經(jīng)授權(quán)的修復(fù)或產(chǎn)品未經(jīng)書面授權(quán)被打開則不提供保修。

8.2 范圍

在任何情況下，不論是代理商的還是任何相關(guān)公司，將不承擔(dān)任何損害賠償，包括但不于業(yè)務(wù)損失、業(yè)務(wù)中斷、信息丟失、本產(chǎn)品組件或其附件的缺陷、人身傷害、時間損失、金錢或物質(zhì)損失或其他任何因使用造成的直接或間接的損失，或無法使用本產(chǎn)品，即使產(chǎn)品已警告可能已被損壞。

售后服務(wù)

• 本公司對售出的產(chǎn)品三年質(zhì)保。用戶要求維修請與本公司售后服務(wù)部聯(lián)系。
• 保修期內(nèi)出現(xiàn)下列情況之一時，維修應(yīng)收成本費：
  • 用戶使用或搬運過程中因撞擊而造成的故障或損壞。
  • 用戶未妥善保存，導(dǎo)致儀器滲水、受潮、撞擊或引火等。
  • 用戶自行或委托其它單位維修而引起的故障或損壞。
  • 用戶因接線錯誤導(dǎo)致設(shè)備故障或損壞。
  • 如出現(xiàn)不可抗力（如火災(zāi)、水災(zāi)、天災(zāi)等）而引起的故障或損壞。
  • 不按本使用說明書要求隨意連接其它設(shè)備而引起的故障或損壞。
  • 無產(chǎn)品保修卡且又無法確認(rèn)該儀器處于保修期內(nèi)的故障產(chǎn)品。