涂建國
一:產(chǎn)品概述
變電站高壓電氣設(shè)備絕緣狀況通常有兩種監(jiān)測方式:在線監(jiān)測和帶電(便攜)檢測。在線監(jiān)測方式能夠隨時獲得反映設(shè)備絕緣異常的特征參量,便于實現(xiàn)自動化管理,但投資相對較大,安裝施工比較麻煩,且需要定期維護;而便攜式帶電檢測方式具有投資少、針對性強、便于安裝維護和更新等優(yōu)點,只要預(yù)先在電氣設(shè)備上安裝取樣單元,即可通過便攜式帶電檢測儀器,對運行中的電氣設(shè)備進行定期檢測,同樣也可達到及時發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷,延長停電預(yù)試周期的目的,可*替代投資較大的在線監(jiān)測方式。容性設(shè)備絕緣帶電測試儀(以下簡稱儀器)無論取樣單元還是檢測儀器,從技術(shù)上和使用方便性上都遠優(yōu)于以往的檢測系統(tǒng)。
儀器采用全新的設(shè)計結(jié)構(gòu),能夠克服現(xiàn)有帶電檢測系統(tǒng)存在的缺陷,具備多種測試功能,既可對電容型設(shè)備進行相對介損測量,還可進行介損測量。主要用于對運行中的CT、CVT、耦合電容器的電容、介損值和末屏電流等參數(shù)進行帶電檢測,以便確定該設(shè)備的絕緣狀態(tài) 。
二:儀器功能及特點
2.1 采用32位浮點DSP加32位ARM的雙CPU方案,確保數(shù)據(jù)采集速度快、數(shù)據(jù)測量精度高。
2.2 同時具備相對測量功能和測量功能,可根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選用。
2.3 采用高精度外置式穿芯電流傳感器,該傳感器為穿芯式結(jié)構(gòu),就近安裝于設(shè)備附近,末屏引線無斷口且引線距離很短,從根本上避免末屏開路等安全隱患;傳感器輸入阻抗低,可耐受10A工頻電流的作用以及10KA雷電流的沖擊,滿足在線檢測的使用條件。
2.4 采用高速AD進行多路同步采樣,再對信號進行FFT和數(shù)字濾波處理,計算結(jié)果重復(fù)性好,不受諧波影響,抗干擾能力強。
2.5 內(nèi)置大容量鋰離子電池,可連續(xù)工作8小時以上,方便隨身攜帶測量,不受現(xiàn)場供電電源限制。
2.6 內(nèi)置微型熱敏打印機,可隨時打印測量結(jié)果。
2.7 內(nèi)置電源管理及充電系統(tǒng),無需外置充電器,插入AC220V后自動充電并自動切換到交流供電,方便快捷;儀器具有電量實時顯示功能,低電量報警提示充電。
2.8 儀器內(nèi)置存儲器可保存400條測量數(shù)據(jù),還可用U盤進行保存。
2.9 具有RS232和U盤接口,還可方便升級為RS485接口。
2.10 長時間無操作自動關(guān)閉液晶屏背光,節(jié)省電量。
2.11 內(nèi)置實時時鐘,并采用大屏幕點陣液晶顯示器,顯示效果清晰,操作界面直觀明了。
三:技術(shù)性能參數(shù)
3.1 電源工作方式:外接交流電源、內(nèi)置直流電源
3.2 交流供電電源:AC220V±10% 50HZ±10%
3.3 工作環(huán)境溫度:-25℃~+55℃
3.4 工作環(huán)境濕度:≤85% 不結(jié)露
3.5 電流測量范圍:0.1mA~1000mA 小分辨率 0.01mA
3.6 電流測量精度:±(讀數(shù)×0.5%+10uA)
3.7 參考電壓輸入范圍:1V~300V
3.8 介質(zhì)損耗測量范圍:-20%~+20% 小分辨率 0.001%
3.9 介質(zhì)損耗測量精度:±(讀數(shù)×1%+0.0005)
3.10 電容比值測量范圍:0.001~1000 小分辨率 0.0001
3.11 電容比值測量精度:±(讀數(shù)×0.5%+5個字)
3.12 電容量測量范圍:10pF~0.5uF 小分辨率 0.01pF
3.13 電容量測量精度:±(讀數(shù)×0.5%+1pF)
注:實際測量精度與試品電流大小和所用PT(CVT)精度有關(guān)
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電力電纜局部放電帶電測試前,需對檢測系統(tǒng)進行性能校驗,其方法可參考IEC 60270局部放電測量方法中7.3部分進行校驗,確保檢測系統(tǒng)可以正常工作。在線帶電測量時,針對局部放電檢測系統(tǒng)的靈敏度校驗,CIGRE B1.28工作組提出可在一端HFCT處直接注入校準脈沖,在各接頭或另一端進行測量。但該方法受傳感器性能、電纜長度及電纜種類等因素影響,倍受質(zhì)疑。因此利用高頻電流互感器進行帶電檢測時其系統(tǒng)靈敏度校驗方法一直沒有達成統(tǒng)一共識[16]。
電力電纜局部放電帶電測試時,HFCT測量位置示意及實物安裝圖如圖5-5、圖5-6所示。通常HFCT卡裝在電纜本體、中間接頭接地線以及終端接地線上。對于直埋電纜,可以在電纜中間接頭檢修工井電纜外護套交叉互聯(lián)接地線或直接接地線上卡裝HFCT方法進行檢測,如果條件允許可以開挖電纜接頭及本體,在電纜接頭和本體上卡裝HFCT進行輔助檢測;對于隧道內(nèi)電纜,應(yīng)綜合采用以上兩種方法進行檢測;對于電纜終端頭,在保證安全、具有充分手段和條件情況下,可在電纜終端頭接地線上卡裝HFCT進行局部放電檢測。
測試過程主要包括如下基本步驟:
(1)安裝高頻局放傳感器,連接檢測裝置的電源線、信號線、同步線、數(shù)據(jù)傳輸線等一系列接線,并開始檢測;
(1)觀察數(shù)據(jù)處理終端(筆記本電腦)的檢測信號時域波形與對應(yīng)的PRPD譜圖,排除干擾并判斷有無異常局放信號;
(2)確定存在異常局放信號后,可利用去噪、模式識別以及放電聚類等方法進一步識別(詳細介紹見診斷方法);
(3)對放電源進行定位,結(jié)合放電特征及放電缺陷診斷結(jié)果給出檢測診斷結(jié)論,并提出檢修建議。
圖5-5 電纜本體及接頭HFCT安裝示意圖 圖5-6中間頭三相交叉接地箱內(nèi)HFCT安裝圖
現(xiàn)場電纜局部放電帶電測試時應(yīng)注意以下事項:
- 根據(jù)現(xiàn)場測試環(huán)境應(yīng)準備相應(yīng)的防護和工作器具,如在電纜隧道內(nèi)工作應(yīng)確認隧道內(nèi)是否存在有毒易燃氣體并采取相應(yīng)手段予以排除。
- 對于在電纜互層交叉互聯(lián)接地線和直接接地線上進行的測試工作應(yīng)使用合適的工具打開接地箱,在開啟過程中嚴禁接觸裸母排等導(dǎo)體,傳感器的卡裝等操作應(yīng)佩戴10kV電壓等級絕緣手套。
- 對于電纜終端下方的測試應(yīng)保證所有操作處于電氣安平頂山市容性設(shè)備絕緣帶電測試儀選型全距離范圍內(nèi)。其他電力設(shè)備
對于其他電力設(shè)備,如旋轉(zhuǎn)電機、開關(guān)設(shè)備以及變壓器等,利用高頻電流互感器進行局部放電檢測方法與電纜類似,都是在連接設(shè)備電纜本體或接地線上進行測量,圖5-7是幾種利用HFCT進行帶電或在線監(jiān)測時的檢測示意圖。對于這些設(shè)備,在進行局部放電測試前,同樣需要對局部放電檢測系統(tǒng)進行校驗,以確保檢測設(shè)備的正常運行。由于開關(guān)柜、旋轉(zhuǎn)電機等正常運行時電壓均較高,在進行傳感器安裝、設(shè)備調(diào)試過程中務(wù)必佩戴相應(yīng)等級的絕緣手套以及在一定的電氣安全距離內(nèi)操作,確保人生安全。
圖5-7 帶接地引下線設(shè)備高頻局部放電檢測原理圖診斷方法
對于不同電力設(shè)備,高頻局部放電檢測的診斷方法基本一平頂山市容性設(shè)備絕緣帶電測試儀選型致,主要包括兩大部分:噪聲抑制及放電信號區(qū)分、局部放