PDV5_GIS局部放電檢測儀用戶手冊

1、PDV 5局部放電檢測儀 目錄PDV 511 產(chǎn)品概述32 檢測原理43 儀器操作44傳感器操作55儀器的功能65.1 頻譜掃描75.2 啟/停測量75.3結(jié)果顯示75.4放電類型識別85.5抗干擾85.5.1 主要干擾類型95.5.2 儀器對干擾的抑制95.6 數(shù)據(jù)回讀瀏覽95.7 自動(dòng)更新105.8 數(shù)據(jù)導(dǎo)出105.9 幫助106使用條件107性能指標(biāo)108現(xiàn)場測量方法與注意事項(xiàng)11附錄A GIS 局部放電的典型圖譜14附錄B 干擾信號的典型圖譜15附錄C 檢測數(shù)據(jù)的要求16附錄D 術(shù)語和定義161 產(chǎn)品概述 局部放電測量有助于發(fā)現(xiàn)以SF6氣體作為絕緣介質(zhì)的氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（以下簡

2、稱GIS，包括HGIS和罐式斷路器等）內(nèi)部的多種絕緣缺陷，是診斷GIS健康狀態(tài)的重要手段。在GIS制造、安裝、運(yùn)行和檢修的各個(gè)環(huán)節(jié)，凡是具備條件的，都應(yīng)該進(jìn)行局部放電檢測。為此，我們精心設(shè)計(jì)了PDV5局部放電檢測儀，專門用于定量檢測GIS等電力變電設(shè)備內(nèi)部的局部放電的狀況，直觀分析局部放電的嚴(yán)重程度，衡量設(shè)備內(nèi)部絕緣的劣化程度，使維護(hù)人員在變電設(shè)備出現(xiàn)絕緣劣化時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，采取相應(yīng)措施，避免設(shè)備出現(xiàn)短路等嚴(yán)重故障。PDV5局部放電檢測儀采用目前流行的超高頻和超聲波檢測局部放電的方法，通過外置的UHF天線接收GIS內(nèi)部局部放電輻射和產(chǎn)生的超高頻和超聲波信號，能有效檢測到設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的微弱局部放

3、電信號。PDV5在使用上以超高頻為主要檢測方法，超聲波為輔助檢測手段。PDV5具有如下特點(diǎn)：單通道設(shè)計(jì)，可以選擇接入超高頻傳感器或者超聲波傳感器。便攜式設(shè)計(jì)，維護(hù)人員能隨身攜帶，并且一個(gè)人就能實(shí)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(gè)檢測，方便現(xiàn)場人員使用。在檢測過程中自動(dòng)實(shí)時(shí)進(jìn)行局部放電智能化診斷，并且將判斷結(jié)論顯示在儀器界面上，幫助現(xiàn)場工作人員分析局部放電類型。具備連續(xù)檢測和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，數(shù)據(jù)能通過外插U盤的方式導(dǎo)出。在檢測過程中實(shí)時(shí)顯示放電幅度趨勢圖，Q-N-圖（PRPD）, 特征棒圖，有經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)場分析人員可以清楚的觀測到設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的局部放電的時(shí)域和相

4、域的特征，從而判斷局部放電嚴(yán)重程度和類型。2 檢測原理電氣設(shè)備在使用過程中，絕緣子表面逐步產(chǎn)生缺陷，在局部出現(xiàn)的微小放電的物理狀況。檢測局部放電是診斷電力設(shè)備絕緣狀態(tài)的重要辦法。GIS局部放電的起因有如下幾種：1.導(dǎo)體上的毛刺或顆粒 4. 自由移動(dòng)的帶電顆粒2.殼體上的毛刺或顆粒 5. 盆式絕緣子上的顆粒3.懸浮屏蔽（接觸不良） 6. 盆式絕緣子內(nèi)部缺陷從能量的角度來看，放電是能量的一個(gè)瞬時(shí)的爆發(fā)，是電能以聲能、光能、熱能、電磁能，氣體形式（臭氧、一氧化二氮）等形式釋放出去的一個(gè)過程，可采用多種手段進(jìn)行測量。目前局部放電的檢測手段主要有如下4種：傳統(tǒng)檢測法 （實(shí)驗(yàn)室常用，不適合在線）超高頻（U

5、HF）檢測法（檢測靈敏度高，適合現(xiàn)場）超聲波（AE）檢測法（檢測靈敏度高，適合現(xiàn)場）氣體分析法（檢測靈敏度低，反應(yīng)速度慢）UHF檢測法和AE檢測法適合現(xiàn)場檢測應(yīng)用，可以相互補(bǔ)充。在變電站現(xiàn)場，由于受電磁環(huán)境、檢測設(shè)備和試驗(yàn)電源等條件的限制，通常難以對GIS進(jìn)行常規(guī)的脈沖電流法檢測。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，局部放電超高頻檢測方法具有檢測靈敏高和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于發(fā)電廠和變電站現(xiàn)場條件下的GIS局部放電測量。目前電力行業(yè)內(nèi)已經(jīng)認(rèn)可此方法，并且有相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。3 儀器操作步驟一：將UHF天線接入儀器UHF通道輸入接口。步驟二：將AE探頭與調(diào)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

6、，通過上方面板，打開電源開關(guān)，系統(tǒng)啟動(dòng)，便可進(jìn)入測量狀態(tài)工作。步驟四：在儀器操作界面上選擇測量頻段，設(shè)置測量參數(shù)，啟動(dòng)測量后，通過儀器界面觀察局部放電脈沖特征。注：在環(huán)境惡劣的條件下，需對儀器進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)措施，以免對儀器造成損傷。4傳感器操作將UHF傳感器靠近運(yùn)行中的GIS盆式絕緣子與金屬法蘭的的接縫附近就可以得到信號，不需要對GIS做任何改動(dòng)，不需停電，不影響GIS的正常運(yùn)行。 外置的UHF傳感器應(yīng)置于未包裹金屬屏蔽的GIS盆式絕緣子外側(cè)或GIS殼體上存在的介質(zhì)窗處，注意：當(dāng)GIS盆式絕緣子外包金屬屏蔽時(shí)，需要對金屬屏蔽開窗。傳感器安裝不應(yīng)影響設(shè)備美觀。需要使用超聲波（AE）傳感器時(shí)，需要將

7、超聲波傳感器緊貼GIS殼體表面(為了保證傳感器與GIS殼體良好緊密的接觸，應(yīng)在超聲波傳感器表面涂抹硅膠)并且連接好超聲波前置放大器。傳感器布置應(yīng)保證GIS內(nèi)部發(fā)生在任何位置的局部放電都能夠被有效傳感，在此前提下，傳感器應(yīng)盡量安裝在GIS關(guān)鍵設(shè)備附近，包括斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器等。對于長直母線段測點(diǎn)間隔宜為5-10m。5儀器的功能5.1 頻譜掃描用戶在待機(jī)狀態(tài)下按下“頻譜掃描”鍵后，系統(tǒng)自動(dòng)在400MHz-1600MHz范圍內(nèi)以25MHz-50MHz帶寬對每個(gè)頻段進(jìn)行掃描，計(jì)算出每個(gè)頻段的信噪比，并自動(dòng)選擇出干擾最小，信噪比最高的頻段作為測量的頻段。5.2 啟/停測量用戶在數(shù)據(jù)采集前，需要

8、對所需采集數(shù)據(jù)自定義范圍，選擇相應(yīng)的頻段，時(shí)間范圍，脈沖寬度（若不進(jìn)行選擇，系統(tǒng)確認(rèn)為默認(rèn)值），選擇確定后，點(diǎn)擊鍵盤上的“啟動(dòng)/停止”鍵，儀器開始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，如需停止采集需再次按下“啟動(dòng)/停止”鍵。測量結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)提示用戶是否保存測量的數(shù)據(jù)，用戶可根據(jù)自身需要，進(jìn)行選擇。對已經(jīng)保存的數(shù)據(jù)，用戶在瀏覽后能夠選擇是否“刪除”。5.3結(jié)果顯示趨勢圖：反應(yīng)放電幅度（峰值和均值）隨時(shí)間變化的關(guān)系；PRPD圖(j-q-n圖）：反應(yīng)放電幅度，相位，次數(shù)的關(guān)系，用二維偽彩圖的形式表達(dá)出來；特征棒圖：Qp:表示固定時(shí)間尺度下，所有放電脈沖的最大峰值。Qm:固定時(shí)機(jī)尺度下，所有放電脈沖的最大峰值。F1:固定時(shí)

9、間尺度下，所有放電脈沖的50Hz的相關(guān)性，在相位分布上表現(xiàn)為單峰特征。F2:固定時(shí)間尺度下，所有放電脈沖的100Hz的相關(guān)性，在相位分布上表現(xiàn)為雙峰特征。Qp, Qm反映放電幅度的統(tǒng)計(jì)特征， F1與F2反映放電相位的統(tǒng)計(jì)特征。反映的統(tǒng)計(jì)特征與放電類型密切相關(guān)。相位圖：反應(yīng)放電幅度（峰值和均值）隨相位變化的關(guān)系5.4放電類型識別在測量過程中，系統(tǒng)對測量的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析并進(jìn)行智能判斷，并將判斷結(jié)果自動(dòng)分類，類別如下：1-懸浮電位放電2-絕緣子內(nèi)部氣隙放電3-絕緣子沿面放電4-尖端毛刺放電5-自由顆粒放電6外部干擾7-沒有明顯放電特征系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給出所識別結(jié)果的數(shù)據(jù)和置信度，并在屏幕下方的狀態(tài)欄中顯示出

10、來。5.5抗干擾現(xiàn)場干擾將降低局部放電檢測的靈敏度，甚至導(dǎo)致誤報(bào)警和診斷錯(cuò)誤。因此，局部放電檢測裝置應(yīng)能將干擾抑制到可以接受的水平。5.5.1 主要干擾類型GIS局部放電特高頻檢測中主要存在以下幾類干擾形式： 1) 移動(dòng)通訊和雷達(dá)等無線電干擾； 2) 變電站架空線上尖端放電干擾；3) 變電站高電壓環(huán)境中存在的浮電位體放電干擾；4) 照明、風(fēng)機(jī)等電氣設(shè)備中存在的電氣接觸不良產(chǎn)生的放電干擾；5) 開關(guān)操作產(chǎn)生的短時(shí)放電干擾。5.5.2 儀器對干擾的抑制PDV5局部放電檢測儀在設(shè)計(jì)上充分考慮到測量現(xiàn)場復(fù)雜的電磁環(huán)境，采取了多種抗干擾措施。選用400M-1600MHz 頻段范圍的UHF 傳感天線，避開

11、架空線上的電暈主能量頻段。采用儀器的頻譜掃描功能可以在400M-1600MHz范圍內(nèi)以25MHz或50MHz帶寬對每個(gè)頻段進(jìn)行掃描，計(jì)算出每個(gè)頻段的信噪比，并自動(dòng)選擇出干擾最小，信噪比最高的頻段作為測量的頻段。儀器在采集單元部分采用取得專利的脈沖特征提取技術(shù)，可以有效的減少移動(dòng)通訊或雷達(dá)等干擾信號的輸入。5.6 數(shù)據(jù)回讀瀏覽在測量結(jié)束后，PDV5儀器提供前后頁翻頁瀏覽數(shù)據(jù)的功能，用戶可以查看整個(gè)測量過程不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)。也可以讀取已經(jīng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)文件來了解一個(gè)測量過程不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)。一旦用戶在測量結(jié)束后保存了數(shù)據(jù)文件，用戶可隨時(shí)查看測量過程中任何時(shí)刻的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征和以及原始脈沖數(shù)據(jù)。軟件提供選擇

12、“時(shí)間尺度”的功能，可以選擇10，30， 60秒來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，只需移動(dòng)趨勢圖上的透明透明條到想要查看的時(shí)間位置后，結(jié)合時(shí)間尺度來查看數(shù)據(jù)。5.7 自動(dòng)更新當(dāng)PDV系統(tǒng)中的軟件需要升級時(shí)， 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PDV5儀器的USB接口，PDV5自動(dòng)檢測文件的版本信息后自動(dòng)重新啟動(dòng)儀器來更新軟件。5.8 數(shù)據(jù)導(dǎo)出 U盤插入儀器USB接口后，儀器會(huì)自動(dòng)檢測到U盤插入，并提示是否導(dǎo)出數(shù)據(jù)，選擇導(dǎo)出后，儀器會(huì)把本地存儲(chǔ)器上的測量數(shù)據(jù)文件復(fù)制到U盤上。本儀器最大可支持U盤為8G。5.9 幫助頂級菜單中“幫助”，進(jìn)入后將以圖形化方式向您展示PDV5儀器

13、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(zhǔn) PDV5系統(tǒng)的工具，分別是觸摸屏和時(shí)鐘的校準(zhǔn)。這兩項(xiàng)在儀器出廠前已經(jīng)進(jìn)行了校準(zhǔn)，一般用戶不需要再次校準(zhǔn)。但是如果您發(fā)現(xiàn)儀器出現(xiàn)觸摸屏和時(shí)鐘的偏差，可以在這里進(jìn)行校準(zhǔn)，可以有效避免硬件的偏差給您的測量過程帶來困擾。6使用條件環(huán)境溫度：-15-65標(biāo)高：海拔3000m以下不結(jié)露的最大相對濕度:95%污穢等級     級最大風(fēng)速     35m/s7性能指標(biāo) 指標(biāo)描述通道數(shù)1個(gè)測量通道，可以選擇接入超高頻或者超聲波傳感器采樣速率20Msps采

14、樣精度12Bit檢測靈敏度UHF通道最小可測放電量5pC，AE通道最小可測放電量50pC檢測動(dòng)態(tài)范圍UHF通道60dB/AE通道40dB檢測信號帶寬超高頻400MHz-1600MHz， 超聲波20KHz-200KHz同步方式默認(rèn)為內(nèi)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(jìn)行切換。量程切換顯示量程可在大，中，小三檔可切換電池容量5Ah待機(jī)時(shí)間12小時(shí)整機(jī)功耗7瓦/時(shí)CPU(主頻)Freescale iMX257 400MHz操作系統(tǒng)Windows CE 6.0開機(jī)啟動(dòng)時(shí)間8秒用戶可用內(nèi)存64MB/40MB用戶空間8GB彩色顯示和觸摸屏480*272(256色)電阻式

15、彩色觸摸屏USB接口USB 2.0自動(dòng)軟件更新插入U(xiǎn)盤自動(dòng)更新軟件防護(hù)能力檢測裝置電源端子和信號端子對地應(yīng)能承受1min/2kV的工頻耐壓和5kV標(biāo)準(zhǔn)雷電波（1.2/50us）有VFTO瞬態(tài)過壓、過流、防雷等保護(hù)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(dòng)試驗(yàn)（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(guī)定的嚴(yán)酷等級4級能承受 GB/T17626.5中規(guī)定的嚴(yán)酷等級4級能承受GB/T17626.8中規(guī)定的嚴(yán)酷等級4級8現(xiàn)場測量方法與注意事項(xiàng)本儀器為內(nèi)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(shù)據(jù)采集過程中出現(xiàn)斷電

16、，引起數(shù)據(jù)丟失。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，打開電源開關(guān)，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，便可開始進(jìn)入工作狀態(tài)。在現(xiàn)場檢測時(shí)，UHF傳感器靠近運(yùn)行中的GIS盆式絕緣子與金屬法蘭的的接縫附近，觀測是否有局部放電脈沖信號在現(xiàn)場檢測時(shí)，AE傳感器通過吸附或捆扎在設(shè)備外殼上，但需要頻繁變換檢測部位； 在局部放電帶電檢測中，如果檢測到放電信號，并確定為GIS內(nèi)部的局部放電，則可以把所測波形和譜圖與典型放電波形和譜圖進(jìn)行比較，確定其局部放電的類型。局部放電類型識別的準(zhǔn)確程度取決于經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)的不斷積累，目前尚未達(dá)到完善的程度。在實(shí)際檢測中，當(dāng)檢測結(jié)果和檢修結(jié)果確定

17、以后，應(yīng)保留波形和譜圖數(shù)據(jù)，作為今后局部放電類型識別的依據(jù)。在局部放電帶電檢測中，如果檢測到放電信號，同時(shí)定位結(jié)果位于重要設(shè)備如斷路器、電壓互感器、隔離開關(guān)、接地刀閘或盆式絕緣子處，則應(yīng)盡快安排停電檢修。如果放電源位于非關(guān)鍵部位，則應(yīng)縮短檢測周期，關(guān)注放電信號的強(qiáng)度和放電模式的變化。在帶電測量過程中，在GIS的高電壓位置，如GIS的變壓器和線路出線套管，請注意保持傳感器及其電纜線和裸露的高壓部件的安全絕緣距離，否則可能危及人身安全。測試人員及測試設(shè)備在移動(dòng)過程中，應(yīng)注意對GIS設(shè)備的SF6管道、閥門及二次走線管道等的防護(hù)。如果GIS發(fā)生絕緣擊穿，GIS外殼可能出現(xiàn)危及人身安全的暫態(tài)電壓。測試人

18、員應(yīng)注意防護(hù)。在GIS現(xiàn)場交接試驗(yàn)中，宜在GIS通過工頻耐壓試驗(yàn)后進(jìn)行局部放電檢測。絕緣缺陷并非一定導(dǎo)致局部放電或持續(xù)的局部放電。局部放電經(jīng)常是斷續(xù)發(fā)生的。投運(yùn)前和檢修后的GIS交接試驗(yàn)中進(jìn)行局部放電帶電測量時(shí)，建議用橡膠錘敲擊GIS殼體，激發(fā)浮電位局部放電以增加檢測的有效性。超高頻傳感對金屬顆粒、浮電位部件的局部放電最為敏感，對尖端放電等長間隙放電相對不敏感。附錄A GIS 局部放電的典型圖譜類型放電模式典型放電波形典型放電譜圖自由金屬顆粒放電金屬顆粒和金屬顆粒間的局部放電，金屬顆粒和金屬部件間的局部放電放電幅值分布較廣，放電時(shí)間間隔不穩(wěn)定，其極性效應(yīng)不明顯，在整個(gè)工頻周期相位均有放電信號分

19、布。懸浮電位體放電松動(dòng)金屬部件產(chǎn)生的局部放電放電脈沖幅值穩(wěn)定，且相鄰放電時(shí)間間隔基本一致。當(dāng)懸浮金屬體不對稱時(shí)，正負(fù)半波檢測信號有極性差異。絕緣件內(nèi)部氣隙放電固體絕緣內(nèi)部開裂、氣隙等缺陷引起的放電放電次數(shù)少，周期重復(fù)性低。放電幅值也較分散，但放電相位較穩(wěn)定，無明顯極性效應(yīng)。沿面放電絕緣表面金屬顆粒或絕緣表面臟污導(dǎo)致的局部放電；放電幅值分散性較大，放電時(shí)間間隔不穩(wěn)定，極性效應(yīng)不明顯。金屬尖端放電處于高電位或低電位的金屬毛刺或尖端，由于電場集中，產(chǎn)生的SF6電暈放電。放電次數(shù)較多，放電幅值分散性小，時(shí)間間隔均勻。放電的極性效應(yīng)非常明顯，通常僅在工頻相位的負(fù)半周出現(xiàn)。附錄B 干擾信號的典型圖譜干擾類型干擾特點(diǎn)典型干擾波形典型干擾譜圖手機(jī)信號波形相對固定，幅值穩(wěn)定，沒有工頻相關(guān)性，不具有相位特征，有特定的重復(fù)頻率雷達(dá)信號波形有明顯的具有周期特征的峰值點(diǎn)，沒有工頻相關(guān)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(guān)性，不具有相位特征，沒有周期重復(fù)現(xiàn)象發(fā)動(dòng)機(jī)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(shù)據(jù)的要求特征量單