1、.wd.wd.wd.PD-HAT局部放電檢測儀用戶手冊目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc349135712PD-HAT PAGEREF _Toc349135712 h 2HYPERLINK l _Toc3491357131 產品概述 PAGEREF _Toc349135713 h 4HYPERLINK l _Toc3491357142 檢測原理 PAGEREF _Toc349135714 h 5HYPERLINK l _Toc3491357153 儀器操作 PAGEREF _Toc349135715 h 6HYPERLINK l _Toc3491357164

2、傳感器操作 PAGEREF _Toc349135716 h 7HYPERLINK l _Toc3491357175儀器的功能 PAGEREF _Toc349135717 h 8HYPERLINK l _Toc3491357185.1 啟/停測量 PAGEREF _Toc349135718 h 8HYPERLINK l _Toc3491357195.2 切換顯示 PAGEREF _Toc349135719 h 8HYPERLINK l _Toc3491357205.3 圖譜分析 PAGEREF _Toc349135720 h 9HYPERLINK l _Toc3491357215.4 放電判斷

3、PAGEREF _Toc349135721 h 11HYPERLINK l _Toc3491357225.5 數據回讀瀏覽 PAGEREF _Toc349135722 h 11HYPERLINK l _Toc3491357235.6 自動更新 PAGEREF _Toc349135723 h 11HYPERLINK l _Toc3491357245.7 數據導出 PAGEREF _Toc349135724 h 11HYPERLINK l _Toc3491357255.7 幫助 PAGEREF _Toc349135725 h 12HYPERLINK l _Toc3491357266使用條件 PAG

4、EREF _Toc349135726 h 12HYPERLINK l _Toc3491357277性能指標 PAGEREF _Toc349135727 h 12HYPERLINK l _Toc3491357288現場測量方法與本卷須知 PAGEREF _Toc349135728 h 14HYPERLINK l _Toc349135729現場測量步驟： PAGEREF _Toc349135729 h 14HYPERLINK l _Toc349135730附錄A 常見干擾源和抗干擾方法 PAGEREF _Toc349135730 h 18HYPERLINK l _Toc349135731附錄B 干

5、擾信號的典型圖譜 PAGEREF _Toc349135731 h 19HYPERLINK l _Toc349135732附錄C 檢測數據的要求 PAGEREF _Toc349135732 h 20HYPERLINK l _Toc349135733附錄D 術語和定義 PAGEREF _Toc349135733 h 201 產品概述中壓開關柜3-66KV是城市配電網中重要根基設施，其運行的穩定性直接影響到城市經濟的開展與人民生活水平質量的提高。開關柜設備的可靠性直接決定了用戶供電的可靠性。狀態檢修是提高供電設備可靠性的重要技術手段。但是開關柜不可能采取像變壓器、GIS設備那樣實現全面、實時的在線監

6、測。因為開關柜數量眾多，開關柜的設備造價低，監測設備的成本很高。但往往開關柜的故障會導致嚴重的后果，導致供電中斷，嚴重影響城市電網穩定運行。經統計，開關柜的絕緣與載流故障占整個開關柜的30%-50%，并且絕緣與載流故障與局部放電現象密切相關，對中壓開關柜的局部放電檢測能顯著減少故障概率。為此，我們精心設計了PD-HAT局部放電檢測儀，專門用于檢測開關柜局部放電的狀況，直觀分析局部放電的嚴重程度，衡量設備內部絕緣的劣化程度，使維護人員在變電設備出現絕緣劣化時能夠及時發現，采取相應措施，防止設備出現短路等嚴重故障。PD-HAT局部放電檢測儀采用目前流行的暫態地電壓(TEV)和超聲波(AE)檢測局部

7、放電的方法，通過外置的TEV天線接收開關柜內部局部放電輻射和產生的暫態地電壓和超聲波信號。PD-HAT在使用上以暫態地電壓為主要檢測方法，超聲波為輔助檢測手段，還集成了HFCT檢測方式，可以對開關柜局部放電進展全方位的檢測。PD-HAT具有如下特點：單通道設計，可以選擇接入暫態地電壓傳感器、超聲波傳感器或HFCT傳感器。便攜式設計，維護人員能隨身攜帶，并且一個人就能實施局部放電的檢測過程。操作過程簡單，通過儀器上的快捷按鍵就能輕松完成整個檢測，方便現場人員使用。在檢測過程中自動實時進展局部放電智能化診斷，并且將判斷結論顯示在儀器界面上，幫助現場工作人員分析設備局部放電的狀態與不安全等級。具備連

8、續檢測和存儲數據的能力，數據能通過外插U盤的方式導出。在檢測過程中實時顯示放電幅度趨勢圖，Q-N-圖PRPD, 特征棒圖有經歷的現場分析人員可以清楚的觀測到設備內部產生的局部放電的時域和相域的特征，從而判斷局部放電嚴重程度和類型。2檢測原理 開關柜里的局部放電主要分為2類： 內部局部放電：發生在絕緣體內部的放電 原因絕緣材料不均勻或者內部存在空洞和雜質或者絕緣強度的缺乏； 外表局部放電：發生在絕緣體外表的放電 原因導體外表存在凸出部；環境因素的影響：潮濕、過熱。 目前公認的測量開關柜局部放電的方式是暫態地電壓TEV)和超聲波(AE)法。暫態地電壓(Transient Earth Voltage

9、)測量方式： 局部放電發生時，放電點產生高頻電流波，并向兩個方向傳播；受集膚效應的影響，電流波僅集中在金屬柜體內外表傳播，而不會直接穿透；在金屬斷開或絕緣連接處，電流波轉移至外外表，并以電磁波形式進入自由空間；電磁波上升沿碰到金屬外外表，產生暫態對地電壓，如圖1所示。 圖1 開關柜局部放電示意圖暫態對地電壓可用TEV傳感器進展測量，其幅值與放電量和傳播途徑的衰減程度有關；衰減量主要取決于放電點位置、設備的內部構造以及開口大小有關，如墊圈的厚度。開關柜殼體上暫態對地電壓的變化會在傳感器的金屬極板上感應出高頻電流，對傳感器輸出的高頻電流進展處理，可以間接獲得局部放電的強度和頻度。超聲波(AE)測量

10、方式：局部放電發生時，放電點產生超聲波信號，電纜絕緣的內部放電導致的振動幅度較小，難以采用超聲波方法測量；絕緣子、母排導致的外表放電導致的振動幅值較大，方便使用超聲波方法進展測量；暫態地電壓檢測法和超聲波檢測法適合現場檢測應用，可以相互補充。暫態地電壓檢測法測量絕緣內部放電，超聲波檢測法測量絕緣外表放電，如表1所示。暫態地電壓TEV超聲波(AE)對絕緣的內部放電比較敏感對介質類型比較敏感，適合檢測空氣介質放電；比較適合檢測套管、終端、絕緣子的外表放電；對放電頻譜較低的套管、終端、絕緣子外表放電不敏感對絕緣的內部放電不敏感易受外界電磁干擾的影響易受現場機械振動的干擾傳播過程衰減較小傳播過程衰減大

11、 表1 暫態地電壓與超聲波檢測方法比較高頻電流互感器HFCT測量方式：儀器集成了HFCT測試通道，可以接入HFCT傳感器檢測開關柜進出線纜的局部放電狀況。 HFCT檢測方法是目前帶電檢測標準推薦方法之一，使用HFCT傳感器對開關柜進出線纜終端末屏接地電流進展檢測，從而發現線纜內部的局部放電。實踐經歷說明，開關柜暫態地電壓檢測方法具有檢測靈敏高的特點，目前電力行業內已經認可此方法，并且有相應的技術標準。3 儀器操作步驟一：將TEV傳感器或HFCT傳感器接入儀器TEVHFCT通道輸入接口。步驟二：將AE探頭與調理放大器連接后接入儀器AE通道接口。步驟三：用戶佩戴好儀器后，通過上方面板，翻開電源開關

12、，系統啟動，便可進入測量狀態工作。步驟四：在儀器操作界面上設置測量參數，啟動測量后，通過儀器界面觀察局部放電脈沖特征，包括幅度與相位等信息。注：在環境惡劣的條件下，需對儀器進展相應保護措施，以免對儀器造成損傷。4傳感器操作暫態地電壓信號可以通過開關柜的金屬門的縫隙，通風孔，墊圈等部位傳導到金屬門外表，測量時將TEV傳感器貼在上述部位附近即可。注意：開關柜不能是雙層金屬門的，傳感器必須貼在單層金屬門外表。將TEV傳感器貼在開關柜金屬門外表就可以得到信號，不需要對開關柜做任何改動，不需停電，不影響開關柜的正常運，如圖2所示需要使用超聲波AE傳感器時，需要將超聲波傳感器緊貼開關柜殼體外表(為了保證傳

13、感器與開關柜殼體良好嚴密的接觸，應在超聲波傳感器外表涂抹硅膠)并且連接好超聲波前置放大器。注意： TEV測量易受周圍電磁環境噪聲的影響，所以測量時，有必要對周圍電磁環境噪聲進展測量，推薦的電磁環境噪聲值應該小于20dB。高于此值那么不利于測量。 電磁環境噪聲測量方式：將TEV傳感器貼在不可能產生局放的金屬板上，比方室內金屬門。從儀器上可以直接讀出背景噪聲值。圖2 TEV測量示意圖5儀器的功能 圖3 儀器功能示意圖5.1 啟/停測量用戶在啟動測量前，需要對所需測量數據自定義范圍，選擇相應的檢測方式，時間范圍，脈沖寬度假設不進展選擇，系統確認為默認值，選擇確定后，點擊鍵盤上的“啟動/停頓鍵，儀器開

14、場進展數據采集，如需停頓采集需再次按下“啟動/停頓鍵。測量完畢后，系統會提示用戶是否保存測量的數據，用戶可根據自身需要，進展選擇。對已經保存的數據，用戶在瀏覽后能夠選擇是否“刪除。5.2 切換顯示通過儀器面板上的“切換鍵，可以在簡化界面和分析界面中自由切換。下面主要介紹簡化界面的元素。儀器開機啟動后默認進入簡化操作界面，界面上顯示不安全等級指示燈，并在指示燈下方顯示脈沖幅度值信息。 巡檢過程中主要觀察指示燈的變換，根據不安全等級，指示燈分為綠燈、黃燈、橙燈、紅燈。分別代表正常、關注、預警、檢修等狀態，如表2所示。指示燈狀態不安全等級采取策略綠燈正常可以運行，按照正常檢測周期進展下一次檢測黃燈關

15、注將“關注開關柜的檢測周期縮短為一個月橙燈預警需要定位局部放電源所在開關柜，將“預警開關柜的檢測周期縮短為一周紅燈檢修需要定位局部放電源所在開關柜，進展檢修 表2 指示燈狀態含義表達5.3圖譜分析通過儀器的“切換鍵，可以在簡化界面和分析界面中自由切換。下面主要介紹分析界面的組成元素。趨勢圖：反響放電幅度峰值和均值隨時間變化的關系，如圖4所示。圖4 分析界面的趨勢圖PRPD圖(-q-n圖：反響放電幅度，相位，次數的關系，用二維偽彩圖的形式表達出來，如圖5所示。 圖5 分析界面的PRPD圖特征棒圖：如圖6所示Qp:表示固定時間尺度下，所有放電脈沖的最大峰值。Qm:固定時機尺度下，所有放電脈沖的平均

16、值。飛行時間圖：即飛行時間統計圖，表示了放電幅度和放電時間間隔的關系，便于確定放電類型 。F1:固定時間尺度下，所有放電脈沖的50Hz的相關性，在相位分布上表現為單峰特征。F2:固定時間尺度下，所有放電脈沖的100Hz的相關性，在相位分布上表現為雙峰特征。Qp, Qm反映放電幅度的統計特征， F1與F2反映放電相位的統計特征。反映的統計特征與放電類型密切相關。 圖6 分析界面的棒圖相位圖：反響放電幅度峰值和均值隨相位變化的關系，如圖7所示。 圖7 分析界面的相位圖5.4 放電判斷在測量過程中，系統對測量的數據實時分析并進展是否存在局放異常的判斷，給出判斷結論，軟件界面上將給出如下提示： 正常：

17、 小于等于黃色戒備值關注： 超出黃色戒備值預警：超出橙色戒備值檢修：超出紅色戒備值現場干擾將降低局部放電檢測的靈敏度，甚至導致誤報警和診斷錯誤。因此，在使用PD-HAT局放檢測儀時，要注意對現場干擾的判斷，盡量在消除和減小現場干擾的影響后再進展檢測，具體可以參照附錄A中有關常見干擾源和抗干擾方法。5.5 數據回讀瀏覽在測量完畢后，PD-HAT儀器提供前后頁翻頁瀏覽數據的功能，用戶可以查看整個測量過程不同時刻的數據。也可以讀取已經存儲的數據文件來了解一個測量過程不同時刻的數據。一旦用戶在測量完畢后保存了數據文件，用戶可隨時查看測量過程中任何時刻的數據的統計特征和以及原始脈沖數據。軟件提供選擇“時

18、間尺度的功能，可以選擇10，30， 60秒來進展統計，只需移動趨勢圖上的透明透明條到想要查看的時間位置后，結合時間尺度來查看數據。5.6 自動更新當PD-HAT系統中的軟件需要升級時， 用戶可以在U盤根目錄的PDVUpdate文件夾中拷入廠家的更新文件后，直接插入PD-HAT儀器的USB接口，PD-HAT自動檢測文件的版本信息后自動重新啟動儀器來更新軟件。5.7 數據導出 U盤插入儀器USB接口后，儀器會自動檢測到U盤插入，并提示是否導出數據，選擇導出后，儀器會把本地存儲器上的測量數據文件復制到U盤上。本儀器最大可支持U盤為8G。導出的數據可以在上位機的回讀分析軟件中進展事后分析瀏覽。5.7

19、幫助頂級菜單中“幫助，進入后將以圖形化方式向您展示PDHAT儀器的快速指南。從快速指南中您將了解儀器底部菜單的操作流程。 幫助還向您提供了校準 PDHAT系統的工具，分別是觸摸屏和時鐘的校準。這兩項在儀器出廠前已經進展了校準，一般用戶不需要再次校準。但是如果您發現儀器出現觸摸屏和時鐘的偏差，可以在這里進展校準，可以有效防止硬件的偏差給您的測量過程帶來困擾。6使用條件環境溫度：-15-65標高：海拔3000m以下不結露的最大相對濕度:95%污穢等級級最大風速 35m/s7性能指標 指標描述通道數1個測量通道，可以選擇接入暫態地電壓或者超聲波傳感器采樣速率20Msps采樣精度12Bit檢測靈敏度A

20、E通道最小可測放電量50pC檢測動態范圍70dB檢測信號帶寬暫態地電壓50-70MHz， 高頻CT(HFCT)0.5-30MHz超聲波20-200KHz同步方式默認為內同步，由儀器提供同步信號，也可外接同步信號裝置，在儀器操作界面上可以進展切換。顯示量程切換顯示范圍高-中-低可在使用過程中隨時切換電池容量5Ah待機時間12小時整機功耗7瓦/時CPU(主頻)Freescale iMX257 400MHz操作系統Windows CE 6.0開機啟動時間8秒用戶可用內存64MB/40MB用戶空間8GB彩色顯示和觸摸屏480*272(256色)電阻式彩色觸摸屏USB接口USB 2.0自動軟件更新插入U

21、盤自動更新軟件防護能力檢測裝置電源端子和信號端子對地應能承受1min/2kV的工頻耐壓和5kV標準雷電波1.2/50us有VFTO瞬態過壓、過流、防雷等保護措施抗震性能能夠耐受地面水平加速度0.25g和地面垂直加速度0.125g的振動試驗g為地心引力加速度，9.8m/s2電磁兼容性能能承受GB/T14598.9中規定的嚴酷等級4級能承受 GB/T17626.5中規定的嚴酷等級4級能承受GB/T17626.8中規定的嚴酷等級4級表3 儀器性能指標表8現場測量方法與本卷須知現場測量步驟：測量現場背景噪音(0-20dB范圍是正常的)消除現場干擾源背景噪聲20dB需要排除干擾源，參照附錄A的方法記錄開

22、關柜的銘牌參數暫態地電壓模式下，測量開關柜的地電波信號，并記錄測量數據超聲波模式下，測量開關柜的超聲波信號，并記錄測量數據判斷開關柜是否存在局放本卷須知：1) 應注意在每次測試讀數時，使檢測儀器在檢測部位停留3 秒以上，待數值穩定后再讀數，如3 秒后數值還一直不穩定，那么讀取3 次測量值的平均值。2) 如存在異常信號，應對該開關柜進展屢次、多點檢測，且在該柜體金屬外表至少選取3 個點進展比較，查找信號最大點的位置。3) 檢測過程應確保檢測數據客觀、如實的反響設備實際運行狀況，全面、準確記錄各項數據。4) 檢測并記錄，建設相關檢測檔案。5) 對數據異常開關柜宜利用照相機、攝像機等設備對開關柜及臨

23、近設備進展記錄，以便進展后期分析。6) 對于檢測中發現的異常情況，應在對檢測數據進展嚴謹的數據分析后及時出具相關檢測報告，并上報相關管理部門。 圖8 儀器現場使用圖本儀器為內置式鋰電充電電池，在使用儀器前，請確保電量飽和，以免在數據采集過程中出現斷電，引起數據喪失。本儀器為便攜式局部放電檢測儀，通過配套背帶可隨身攜帶。用戶佩戴好儀器后，通過上方面板，翻開電源開關，系統進入待機狀態，便可開場進入工作狀態，如圖8所示。在局部放電帶電檢測中，首先通過峰值趨勢圖觀察是否有高于20dB戒備值的異常信號，并判斷是否是干擾信號或周圍環境的電子噪聲信號。當觀察到有高于20dB的信號時，再觀察PRPD圖譜，環境

24、噪聲信號的PRPD圖譜無任何相位特征，如果有相位特征時，再將傳感器貼在附近無局放信號的金屬外表上測量是否有干擾信號，如果沒有，那么說明可疑信號來自開關柜內部。在現場檢測時，暫態地電壓方式的檢測部位主要是母排連接處、穿墻套管，支撐絕緣件等、斷路器，CT、PT、電纜等設備所對應到開關柜柜壁的位置，這些設備大局部位于開關柜前面板中部及下部，后面板上部、中部及下部、側面板的上部、中部及下部，如圖9所示： 圖9 暫態地電壓檢測部位示意圖在現場檢測時，超聲波檢測過程中，應將超聲波傳感器貼在開關柜壁上的檢測。開關柜超聲法檢測部位可參考圖10進展測試。圖10 超聲波檢測部位示意圖現場檢測數值與判斷結論，采取措

25、施對照表如表4：背景值設備上的測試值(P)判斷結論采取的措施 0 20dBP 20dB 未發現明顯的放電現象每3個月測試一次20dB P 30dB檢測到一定程度的放電現象要跟蹤測試或用監測儀進展在線監測，觀察設備的放電趨勢。30dB 40dB檢測到強烈的放電現象確定放電源的位置，對缺陷設備進展停電檢修20dB高水平噪聲可能會遮蓋開關柜內的放電如果可能，應該消除外部干擾源再重新測試參照附錄A中常見干擾源和抗干擾方法，或使用更高端的儀器來識別開關柜中的放電 表4 現場檢測結論對照表附錄A 常見干擾源和抗干擾方法常見的干擾源有：1) 戶外架空線的強電暈干擾會對開關室的進線柜及相鄰柜的超聲波和暫態對地

26、電壓測試值造成影響。2) 主變冷卻器等大電機運轉時由于內部線圈的轉動會在外殼產生較高的暫態對地電壓測試值，進而對開關室的進線柜及相鄰柜的超聲波和暫態對地電壓測試值造成影響。3) 蓄電池屏柜和直流屏柜由于內部的整流電路，其暫態對地電壓測試值會異常高，但影響范圍小，在2、3 米開外即可忽略。4) 靠近燈源會使超聲波測試值異常大。5) 屋頂日光燈損壞后鎮流器不停啟動會導致暫態對地電壓測試值提高很多，其影響范圍較大，可以覆蓋一個主控室或高壓開關室。6) 開關柜反面的帶電指示器會造成暫態對地電壓測試值偏高。7) 有些電子電路版、控制箱等會產生一定的干擾，對暫態對地電壓測試值產生影響，但影響范圍僅限于與其

27、連接的金屬面，且不超過0.5m 的距離，如消防控制箱、開關柜就近控制保護屏等。8) 鬧市區的構架暫態對地電壓測試值受車輛等原因影響很大，但存在房屋的屏蔽措施時，內部的設備受影響較小。9) 人耳可聽的聲音等會對超聲波測試帶來極大干擾。10) 電暈放電可明顯增大超聲測試法的數值，且其聲響與開關柜內部產生的聲音 基本類同。11) 超聲測試法的干擾源影響距離一般較小，且有一定的方向性。現場干擾的處理：1) 關閉干擾源，如一些室內的排風扇、日光燈等。2) 采用不同的時間進展測試。3) 避開無線電及其它電子裝置的干擾信號。4) 通過便攜式局部放電定位儀確定信號的傳播方向來確定與被測設備相距較遠的放電干擾源等方法實現。附錄B干擾信號的典型圖譜干擾類型干擾特點典型干擾波形典型干擾譜圖手機信號波形相對固定，幅值穩定，沒有工頻相關性，不具有相位特征，有特定的重復頻率雷達信號波形有明顯的具有周期特征的峰值點，沒有工頻相關性，不具有相位特征日光燈干擾波形幅值變化較大，沒有工頻相關性，不具有相位特征，沒有周期重復現象發動機干擾波形沒有明顯的相位特征，幅值分布較廣。 附錄C檢測數據