高壓電纜線上局放分析系統

LYPCD-4000高壓電纜線上局放分析系統概述

系統介紹

可配合使用特高頻感測器☁·、TEV感測器☁·、聲電組合感測器☁·、超聲感測器和寬頻帶電流互感器（HFCT）線上檢測變壓器☁·、高壓開關櫃☁·、GIS☁·、電纜接頭等高壓裝置的區域性放電情況╃•▩✘。攜帶方便☁·、測量快速☁╃，抗干擾能力強☁╃，便於現場使用╃•▩✘。

其配置軟體具有實時波形圖☁·、大峰值顯示☁·、定位等功能☁╃，軟體也可以詳查分析某個相位波形☁╃，視窗隨意放大和縮小☁╃，也可以對該段資料進行頻譜分析☁╃，分析放電波形的頻譜含量☁╃，使放電波形之間更具可比性☁╃，全面統計分析試驗資料☁╃，減少試驗中非穩定性因素對試驗結果的影響╃•▩✘。

本儀器採用自動或手動記錄儲存試驗資料和瞬態放電波形☁╃，提供後期資料分析參考╃•▩✘。

LYPCD-4000高壓電纜線上局放分析系統技術引數

LYPCD-4000引用標準

高壓開關裝置和控制裝置標準的共用技術要求 DL/T 593

3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開關裝置和控制裝置 DL/T 404

3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開關裝置和控制裝置 GB 3906

區域性放電測量GB/T 7354

電力裝置區域性放電現場測量導則 DL/T 417

高電壓試驗技術 *部分·↟↟••：一般試驗要求 GB/T 16927.1

高電壓試驗技術 第二部分·↟↟••：測量系統 GB/T 16927.2

高電壓試驗技術 第3 部分: 現場試驗的定義及要求 GB/T 16927.3

各種高壓裝置測量

變壓器測量

 1☁·、超聲波法檢測原理

當變壓器內部產生放電訊號時☁╃，除產生放電脈衝電流沿容性迴路傳輸外☁╃，同時還會激發出機械波（超聲波）訊號透過變壓器油向四周輻射傳播╃•▩✘。雖然電力變壓器的結構較為複雜☁╃，但是變壓器的整個器身內充滿了變壓器油☁╃，而繞組☁·、絕緣材料☁·、支撐☁·、夾件☁·、引線等部件均浸在油中☁╃，由於變壓器油為超聲波的良好傳播媒介☁╃，這為在箱壁外側檢測局放產生的超聲訊號提供了有力條件╃•▩✘。所以☁╃，在變壓器的箱壁外側安放超聲波感測器可以接收到內部較大的放電訊號╃•▩✘。

2☁·、 脈衝電流法檢測原理(HFCT)

由電力變壓器的結構所決定☁╃，其繞組除匝間電容外還與鐵心之間存在幾百甚至幾千皮法的分佈電容☁╃，同時繞組與油箱間也存在上百皮法的分佈電容╃•▩✘。當變壓器的繞組等主絕緣迴路中發生區域性放電時☁╃，其產生的高頻訊號覆蓋了從幾十千赫茲到幾十兆赫茲☁╃，甚至到千兆赫茲☁╃，由於幾百皮法電容對於幾百千赫茲以上的高頻訊號相當於通路☁╃，所以放電訊號就會向所有與放電點有容性關係的迴路中傳播☁╃，其中一條迴路必然包括鐵心接地迴路╃•▩✘。所以在鐵心接地線上安裝高頻電流互感器可有效接收變壓器內放電訊號╃•▩✘。

LYPCD-4000開關櫃測量

1☁·、開關櫃超聲波法檢測原理

區域性放電現象存在多樣性特徵☁╃，發生放電時☁╃，不僅輻射出電磁波訊號☁╃，也會出現聲波發射現象☁╃，區域性放電部分能量會以聲波的形式向周圍傳播╃•▩✘。利用超聲波感測器即可測試這些聲脈衝☁╃，從而也可反映區域性放電的狀況╃•▩✘。透過測試區域性放電訊號中聲波特徵的方法稱為超聲波法╃•▩✘。開關櫃內部放電過程中會產生聲波╃•▩✘。放電產生的聲波的頻譜很寬☁╃，可以從幾十赫茲到幾十兆赫茲☁╃，其中頻率低於20 kHz 的訊號能夠被人耳聽到☁╃，而高於這一頻率的超聲波訊號必須用超聲波感測器才能接收到╃•▩✘。

2☁·、 地電波法檢測原理（開關櫃）

當開關櫃的對地絕緣部分發生區域性放電時☁╃，高壓帶電導體對接地金屬殼之間就有少量電容性放電電量☁╃，這種電容性放電電量的特點是電量很小（幾兆分之一庫倫）☁╃，持續時間很短（幾納秒）╃•▩✘。由於放電點在開關櫃內部☁╃，電磁波產生的電壓脈衝在金屬外殼內表面傳播☁╃，被金屬外殼所遮蔽╃•▩✘。如果遮蔽層是連續的☁╃，則無法在外部檢測到放電訊號╃•▩✘。實際上☁╃，遮蔽層通常在金屬箱體的接縫處☁·、氣體開關的絕緣襯墊☁·、墊圈的連線處☁·、電纜絕緣終端等部位因破損而導致不連續╃•▩✘。當電壓脈衝透過這些不連續處時☁╃，將透過這些通道傳播出去☁╃，然後沿著金屬殼外表傳到大地☁╃，同時在開關櫃的金屬箱體上產生一個暫態對地電壓（一般在幾十毫伏到幾伏☁╃，而且時間只能維持幾納秒）☁╃，可以在執行中的開關櫃金屬外箱殼上放置電容耦合式感測器來檢測這個訊號╃•▩✘。

暫態對地電壓法檢測部位主要是母排（連線處☁·、穿牆套管☁╃，支撐絕緣件等）☁·、斷路器☁╃，CT☁·、PT☁·、電纜接頭等部件所對應到開關櫃櫃壁的位置☁╃，這些部件大部分位於開關櫃前面板中部及下部☁╃，後面板上部☁·、中部及下部☁·、側面板的上部☁·、中部及下部╃•▩✘。開關櫃暫態對地電壓法檢測部位可參考圖 5進行測試╃•▩✘。

LYPCD-4000電纜及附件測量

1☁·、聲電組合探測器檢測原理

電纜發生區域性放電時產生超聲波和電磁波☁╃，並以故障點為中心向四周輻射☁╃，其中電磁波傳播速度遠大於超聲波☁╃，在距離故障點一定距離測量時☁╃，電磁波訊號與超聲波訊號有時間差☁╃，根據時間差計算放電位置☁╃，組合探測器利用這一原理☁╃，同時測量電磁波訊號和超聲波訊號☁╃，根據訊號時間差計算當前故障點所處位置╃•▩✘。

2☁·、脈衝電流法檢測原理(HFCT) 

在電纜中☁╃，導線和金屬遮蔽之間由絕緣材料隔開形成分佈電容☁╃，該電容只有幾百皮法☁╃，對高頻訊號為良導體╃•▩✘。因此☁╃，高頻的局放訊號由分佈電容對接地引線構成迴路傳輸☁╃，在電纜接頭遮蔽接地線上安裝寬頻帶電流互感器（HFCT）可檢測到放電脈衝訊號☁╃，並能夠確定區域性放電的量值╃•▩✘。

GIS測量

1☁·、UHF檢測原理

UHF檢測法的下限頻率在300MHz以上☁╃，上限頻率在1000MHz或以上☁╃，因而可把電暈放電引起的干擾排除掉☁╃，其抗干擾性能是優越的╃•▩✘。UHF測量將UHF感測器（超高頻感測器）凹面部分緊貼在GIS盆式絕緣子上☁╃，有的GIS盆式絕緣子有遮蔽層☁╃，但是開有測量視窗☁╃，將UHF感測器對準測量視窗☁╃，就能取出GIS內部放電訊號╃•▩✘。

GIS巡檢部位一般取GIS內部容易放電位置☁╃，例如斷路器☁·、高壓套管下側等☁╃，母線可以間隔一段距離檢測一個點╃•▩✘。

2☁·、超聲波檢測原理

超聲波法就是在GIS外部安放感測器☁╃，感測器的靈敏範圍為20KHz-100KHz╃•▩✘。用該方法可以檢測☁·、識別和定位GIS中的故障☁╃，而不需要預先在GIS上安裝內部耦合器和感測器╃•▩✘。提高頻率可降低環境噪聲的影響☁╃，這種方法的靈敏度對於絕大多數常見故障是比較高的╃•▩✘。對於移動中的顆粒☁╃，這個方法比傳統的局放測量法和UHF☁·、VHF更優越╃•▩✘。對檢測來自位於絕緣子上的顆粒引起的放電時☁╃，這個方法還存在一些問題☁╃，由於在環氧樹脂絕緣中超聲波訊號衰減很大☁╃，所以這種方法不能測量環氧樹脂絕緣中的缺陷（例如氣泡)╃•▩✘。

使用超聲波測量法測量GIS區域性放電時☁╃，需將超聲波感測器探頭部分塗抹超聲耦合劑☁╃，然後將超聲波感測器貼到GIS金屬外殼上☁╃，在測量期間不能震動感測器☁╃，以免造成測量資料的不準確╃•▩✘。

儀器操作

面板介紹

開機·↟↟••：將“電源開關”按下☁╃，電源指示燈（藍色）長亮☁╃，儀器啟動☁╃，進入WINDOWS介面☁╃，在桌面有SCJF-2H.EXE快捷方式☁╃，雙擊☁╃，根據操作指示進入測量介面╃•▩✘。

關機·↟↟••：退出測量介面☁╃，關閉WINDOWS系統☁╃，然後按下“電源開關”☁╃，電源指示燈熄滅☁╃，完成關機╃•▩✘。注·↟↟••：一定要關掉電源開關☁╃，否則會造成電池能量耗盡☁╃，影響下次使用╃•▩✘。

充電·↟↟••：使用充電器☁╃，將充電插頭插入充電口☁╃，一次需7個小時╃•▩✘。注·↟↟••：當電池耗盡時☁╃，需充電20分鐘可開機使用╃•▩✘。

軟體操作說明

使用者可以根據自己的需求☁╃，利用系統軟體☁╃，為每次試驗建立試驗檔案☁╃，填寫檢測說明資訊☁╃，儲存檢測資料☁╃，以便將檢測資料與檢測資訊對應起來╃•▩✘。

當軟體*次啟動時☁╃，系統會出現“試驗設定”對話方塊☁╃，提醒使用者填寫試驗資訊☁╃，同時可以對試驗列表進行檢視和刪除某個試驗☁╃，當單擊試驗列表中某個試驗時☁╃，試驗資訊區將顯示對應試驗資訊╃•▩✘。

如果你點選取消按鈕☁╃，不建立自己的試驗檔案☁╃，系統軟體也可以快速建立預設資料庫quik_test.db3☁╃，保證完成試驗資料的儲存╃•▩✘。

軟體會在硬碟D:TESTV2.X\test中建立儲存目錄以儲存資料☁╃，例如·↟↟••：

試驗名稱為·↟↟••：     TEST1

則 檢測資料儲存路徑為·↟↟••：D:TESTV2.0\test\test1

所有的檢測原始資料都以二進位制方式儲存以節省儲存空間☁╃，所有的記錄資料都儲存在SQLite資料庫中☁╃，以備生成報告使用╃•▩✘。

利用本系統進行檢測檢測資料都儲存在硬碟中☁╃，也可以匯出到PC機進行備份╃•▩✘。歷史資料可以被載入入系統進行追蹤分析╃•▩✘。

試驗設定對話方塊·↟↟••：

當上述引數均設定完畢後☁╃，點選開始試驗進行試驗╃•▩✘。

系統軟體主視窗

系統狀態引數

當系統軟體啟動之後☁╃，狀態列就會顯示當前系統狀態☁╃，如記錄儲存狀況☁·、系統時間☁·、執行狀況☁·、觸發方式以及裝置電池電量╃•▩✘。

水平·↟↟••：當前視窗每格顯示時間長度；

豎直·↟↟••：

（1）當前操作通道選擇·↟↟••：如選擇“CH1”當前所有引數設定物件為1通道╃•▩✘。

（2）通道開啟/關閉·↟↟••：可將選種通道開啟/關閉╃•▩✘。

（3）通道供電選擇·↟↟••：標記該選項可對所選通道供電；

注·↟↟••：當外接有源感測器時把“供電”對話方塊選中☁╃，未接有源感測器的通道“供電”對話方塊選擇空白狀態；

（4） 通道量程設定·↟↟••：更改當前通道量程；

（5）校正引數設定·↟↟••：透過標準源校準儀器；

（6）校正按鈕·↟↟••：在儀器暫停情況下按下執行校正功能；

觸發·↟↟••：

觸發模式·↟↟••：提示當前觸發方式☁╃，從而保證系統根據觸發方式正確的使用╃•▩✘。

觸發方式·↟↟••：可選擇自動觸發☁·、單次觸發；

電池電量·↟↟••：提示當前電池剩餘電量☁╃，當剩餘電量小於5%時☁╃，系統會發出嘀嘀嘀嘀報警聲☁╃，提示使用者應連線介面卡充電☁╃，或儲存資料關閉系統☁╃，防止因電池沒電關機導致試驗資料丟失╃•▩✘。

顯示介面·↟↟••：

顯示介面為獨立四通道顯示☁╃，可同時顯示波形☁·、放電量值╃•▩✘。

設定介面·↟↟••：

在主顯示視窗上方有一排設定選項

（1）退出功能鍵

退出按鍵☁╃，當實驗完畢時單擊此按鍵退出試驗介面

（2）單位轉換按鍵

顯示單位轉換功能☁╃，顯示單位在mV和dB之間轉換

（3）自動定位按鍵

自動定位功能

（4）暫停/開始按鍵

開始/暫停功能

（5）儲存功能

錄波和儲存圖片功能

（6）頻域分析功能

將當前所選通道時域波形轉換為頻域波形

（7）螢幕鍵盤

調取軟體盤

（8）三維圖顯示功能

N-Q-φ三維圖

4. 區域性放電檢測儀配置

該裝置配置主機可共用不同感測器可測量不同裝置☁╃，不同感測器使用方法不同☁╃，其主要區別是是否需要供電☁╃，區別如下表·↟↟••：

1☁·、概述

是我公司總結幾十年局放檢測經驗☁╃，運用技術手段實現的高效能數字化區域性放電線上監測系統╃•▩✘。該裝置採用高精度採集卡進行A/D轉換☁╃，可實現被監測高壓裝置的實時資料監測與統計分析功能╃•▩✘。

該系統採用多種抗干擾措施☁╃，能夠有效的去除現場環境中的干擾☁╃，準確提取區域性放電訊號☁╃，判斷裝置執行狀況；透過乙太網把放電量值☁·、報警事件等監測資料定期上傳到遠方的資料中心伺服器☁╃，利用資料中心伺服器上執行的後臺軟體可獲取現場的監測資料並進行統計與分析☁╃，與此同時資料中心伺服器還可以遠端登入現場監測單元☁╃，觀測實時波形☁╃，對裝置的絕緣狀態進行更加系統的評估╃•▩✘。

資料中心的伺服器程式運行於固定IP地址的計算機上☁╃，可同時監測多個裝置☁╃，並實時顯示每一個登入裝置的放電訊號☁╃，能根據引數設定☁╃，定期儲存已登入的監測裝置從現場傳來的資料☁╃，以便日後隨時查閱分析╃•▩✘。

2☁·、組成及原理

該區域性放電線上監測系統由局放感測器☁·、現場監測單元☁·、遠端監控計算機以及區域性放電監測軟體組成╃•▩✘。

3☁·、各組成單元

3.1 局放感測器

局放感測器可以是接觸式超聲波感測器☁·、非接觸式超聲波感測器☁·、TEV感測器☁·、特高頻感測器及寬頻帶電流互感器,透過50Ω同軸電纜將訊號傳遞到線上監測單元╃•▩✘。

3.2 現場監測單元

接收前端感測器的各種區域性放電模擬訊號☁╃，對多路訊號進行訊號調理☁·、噪聲去除☁·、A/D轉換☁·、干擾處理☁·、資料處理☁·、放電量顯示☁·、超標報警☁╃，並將實時資料透過乙太網上傳至後臺╃•▩✘。

3.3 後臺監測計算機

透過網路遠端連線伺服器☁╃，實現後臺監測計算機的所有功能☁╃，根據現場各監測系統送來的訊號建立故障監測資料庫☁╃，並顯示各現場監測系統監測到的局放強度變化趨勢及超標報警等資訊╃•▩✘。

4☁·、現場監測單元技術性能指標

5☁·、後臺軟體功能特點

●軟體系統以Win7為平臺☁╃，640*480的螢幕解析度╃•▩✘。

可分析顯示各監測裝置的實時放電波形等╃•▩✘。

可遠端顯示各監測裝置的放電量╃•▩✘。

放電量歷史趨勢圖等資料可連續自動儲存☁╃，並可隨時檢視統計與分析╃•▩✘。

各種監測資料指標超出警戒值時☁╃，可自動給出報警提示╃•▩✘。

6☁·、現場監測單元軟體相關操作說明

6.1實時波形操作

1☁·、當系統軟體啟動之後☁╃，首先進入的是實時波形顯示介面☁╃，該介面為獨立四通道或兩通道顯示☁╃，可同時顯示波形☁·、放電量值╃•▩✘。如下圖所示·↟↟••：

2☁·、狀態列顯示當前系統狀態☁╃，如記錄儲存狀況☁·、系統時間☁·、執行狀況☁·、觸發方式以及裝置電池電量╃•▩✘。

水平·↟↟••：當前視窗每格顯示時間長度；

豎直·↟↟••：

（1）當前操作通道選擇·↟↟••：如選擇“CH1”當前所有引數設定物件為1通道╃•▩✘。

（2）通道開啟/關閉·↟↟••：可將選種通道開啟/關閉╃•▩✘。

（3）通道供電選擇·↟↟••：標記該選項可對所選通道供電；注·↟↟••：當外接有源感測器時把“供電”對話方塊選中☁╃，其餘通道“供電”對話方塊選擇空白狀態；

（4） 通道量程設定·↟↟••：更改當前通道量程；

（5）校正引數設定·↟↟••：透過標準源校準儀器；

（6）校正按鈕·↟↟••：在儀器暫停情況下按下執行校正功能；

觸發·↟↟••：

觸發模式·↟↟••：提示當前觸發方式☁╃，從而保證系統根據觸發方式正確的使用╃•▩✘。

觸發方式·↟↟••：可選擇自動觸發☁·、單次觸發；

3☁·、設定介面·↟↟••：

在主顯示視窗上方有一排設定選項

（1）退出功能鍵

退出按鍵☁╃，當實驗完畢時單擊此按鍵退出試驗介面

（2）單位轉換按鍵

顯示單位轉換功能☁╃，顯示單位在mV和dB之間轉換

（3）自動定位按鍵

自動定位功能

（4）暫停/開始按鍵

開始/暫停功能

（5）儲存功能

錄波和儲存圖片功能

（6）頻域分析功能

將當前所選通道時域波形轉換為頻域波形

（7）螢幕鍵盤

調取軟體盤

（8）三維圖顯示功能

6.2 趨勢圖操作

1☁·、在主控室電腦上雙擊圖示開啟軟體進入趨勢圖介面☁╃，或者在現場機器的軟體上點選下圖介面上紅框內的按鈕進入趨勢圖介面╃•▩✘。

2☁·、趨勢圖介面如下圖所示·↟↟••：

其中下方的報警資訊會顯示近10條報警記錄╃•▩✘。

6.3趨勢圖相關設定操作

1☁·、資料匯入匯出

點選選單中的“資料”按鈕有如下選項☁╃，其中“匯出”可將本機的趨勢圖資料庫檔案匯出到資料夾☁╃，“匯入”命令可以將現場的監測單元趨勢圖資料庫檔案匯入到本機中╃•▩✘。

2☁·、引數設定

點選選單中的“設定”選項或者在趨勢圖上單擊滑鼠右鍵可以彈出如下設定介面·↟↟••：

透過該視窗可以對趨勢圖的站點名稱☁·、記錄時間間隔☁·、量程☁·、顯示的通道數☁·、報警閾值☁·、報警延遲時間☁·、趨勢圖顯示時間段設定等引數進行設定╃•▩✘。其中☁╃，趨勢圖顯示時段有如下選項·↟↟••：

除*個和後一個選項外其餘選項為回顧以當前天的23:59:59時刻作為趨勢圖回顧的結束時間向前推一天☁·、一星期☁·、一個月內的資料╃•▩✘。

3☁·、報警詳細資訊顯示

點選選單中的命令或者雙擊介面下方的報警資訊可以開啟報警列表視窗顯示所有報警資訊☁╃，如下圖·↟↟••：

4☁·、現場監測單元實時波形檢視

當我們發現趨勢圖有異常時☁╃，可以透過調某個現場監測單元的實時波形圖來進一步進行分析╃•▩✘。在趨勢圖介面☁╃，點選選單中的命令☁╃，就可以連線現場機器觀察實時波形並進行控制╃•▩✘。

5☁·、程式退出

點選選單中的命令可以退出程式☁╃，但需要輸入密碼☁╃，如下圖·↟↟••：

勾選“重設”選項可以重新設定密碼☁╃，如下圖·↟↟••：

點選選單中的命令可以調出系統鍵盤進行密碼輸入操作╃•▩✘。

6.3軟體註冊

該線上監測軟體分為試用版和*版兩個版本╃•▩✘。

標題欄上的提示了當前版本資訊☁╃，可以透過點選選單中的按鈕進行註冊☁╃，如下圖所示·↟↟••：

向廠家可以獲取試用版本以及*版本的註冊碼╃•▩✘。其中試用版本可以試用三個月☁╃，*版本無時間限制╃•▩✘。如果不註冊軟體將不能正常使用╃•▩✘。

7☁·、後臺監測軟體相關操作說明

7.1主介面

在控制室電腦上執行的監測軟體啟動後介面如下圖所示·↟↟••：

軟體介面分為如下幾個部分·↟↟••：

系統執行狀態資訊

該區域顯示當前軟體執行狀態及系統時間╃•▩✘。

系統選單欄

該區域可以進行系統相關設定操作╃•▩✘。

監測站點列表

該區域顯示當前監測站點及感測器資訊☁╃，並可以透過勾選控制趨勢圖顯示方式☁╃，透過右鍵彈出選單新增刪除監測站點☁╃，並可以設定趨勢圖的顯示效果╃•▩✘。

監測資料（趨勢圖/列表）顯示區域

該區域透過趨勢圖的形式☁╃，或者透過列表的形式顯示監測資料╃•▩✘。

報警資訊列表

該區域顯示近的報警資訊╃•▩✘。

監測控制區域

該區域可以控制監測資料的顯示方式☁·、時間段☁╃，並可以連線到現場機器進行進一步設定╃•▩✘。

7.2系統設定

點選選單欄彈出如下對話方塊可設定監測程式主動更新的時間間隔·↟↟••：

7.3站點管理

在監測站點列表中點選滑鼠右鍵☁╃，根據彈出選單可以新增或者刪除監測站點☁╃，如下圖所示·↟↟••：

如果選擇【新增】則會彈出如下對話方塊站點ip地址☁╃，可以在【設定屬性】選項中對站點ip地址進行修改·↟↟••：

在感測器上點選右鍵可以透過選擇【設定屬性】選項設定感測器趨勢圖的顯示顏色·↟↟••：

列表區域左側的勾選框可以選擇是否顯示該站點或特定感測器的監測資料╃•▩✘。

7.4監測過程及控制

點選選單欄【監測控制】選項可以執行或者停止監測☁╃，並可以退出程式╃•▩✘。

監測過程中可透過監測控制區域設定顯示方式及時間段╃•▩✘。

點選可以切換監測資料以趨勢圖或者列表形式顯示·↟↟••：

點選可以在趨勢圖顯示方式中重點描繪出資料點☁╃，對比效果如下圖·↟↟••：

如果勾選【檢視時間段內資料】則會顯示時間段內資料☁╃，否則顯示的監測資料為當前系統時間所在日期的0點到23點59分59秒內的資料╃•▩✘。

點選彈出如下視窗·↟↟••：

選擇ip地址則可以連線該地址的裝置進行遠端控制·↟↟••：

7.5資料備份

點選選單欄的彈出如下視窗·↟↟••：

點選確定之後可以將監測資料備份到路徑╃•▩✘。