概述

HDJD-200W架空線小電流接地故障定位儀，適用于小電流接地系統架空線路，在線路發生單相接地故障而停運后，可用本設備對接地點進行定位，HDJD-200W架空線小電流接地故障定位儀是一套便攜設備，可進行多條線路的故障定位。整套設備由發射機、傳感器、接收機及附件組成。在故障線路停運后，由發射機向線路施加超低頻高壓信號使故障重現，在線路沿途用絕緣桿將傳感器掛在線路上檢測信號，并通過無線方式向地面上的接收機傳輸數據，接收機顯示測量結果。在故障點前，電流持續存在，故障點后，電流消失。可行粗略分段，再定點，從而快速確定故障位置。

二、功能特點

1.  適用于小電流接地系統配電網，檢測架空線路的單相金屬性接地、經電弧接地、經過渡電阻接地等多種故障。

2.  在線路停運后進行定位，特別適用于有電纜分支的故障線路。

3.  施加高壓信號使故障重現，電流信號穩定，易于檢測。

4.  超低頻信號避免系統分布電容影響，能對高阻值故障進行定位。

5.  發射機安全特性：高壓啟動閉鎖功能、輸出允許直接短路。

6.  傳感器使用高靈敏度傳感器，開口設計，無需閉合，方便在線路上掛接。

7.  傳感器和接收機無線通訊傳輸，安全可靠。

8.  發射機可使用市電、發電機供電，傳感器和接收機干電池供電。

9.  發射機體積小，重量輕；傳感器為體積重量小化設計，方便沿線掛接；接收機為手持式設計。

10.  接收機采用大屏幕液晶顯示器，顯示傳感器狀態、電流波形和電流值。

三、技術指標  

1. 定位精度：0.2米。

2. 發射機輸出特性：

(1)  輸出頻率1Hz

(2)  開路電壓： 基波有效值0~2800V，

（脈動直流，峰值8kV，相當于10kV線路的相電壓峰值）；

(3)  短路電流： 基波有效值0~35mA（脈動直流，峰值100mA）

3. 傳感器與接收機的無線通訊距離：不小于100m。

4. 發射機電源：AC 220V市電，可接發電機（輸出功率≥1500W）。

5. 發射機功率：功率900W。

6. 傳感器電源：3節5號堿性干電池。

7. 接收機電源：5節5號堿性干電池。

8. 體積：

發射機417×234×318mm；傳感器180×100×35mm；接收機205 ×100×35mm

9. 質量：發射機16.8kg；傳感器0.45kg；接收機0.45 kg

10.    使用條件：溫度:-10℃－40℃，濕度5-90％RH，海拔<4500m。

第二章 設備組成

本設備包括發射機、傳感器、接收機及相關附件：發射機的接線盤、輸出連接線、掛線桿、電源線及保護地線，傳感器的掛線桿等組成。

一、發射機

       發射機用于向故障線路施加超低頻脈動直流信號使接地故障復現，電流由發射機輸出，流經故障線路，在接地點入地并返回發射機。

       其中：

1.    電源插座、保險管、電源開關：用于連接220V電源線，更換保險管，以及進行電源的開關。

2.    高壓合按鈕：電源開關打開之后，需要電壓調整在零位時，按“高壓合”按鈕，設備才有高壓信號輸出。

3.    高壓分按鈕：用于停止設備輸出。

4.    零位指示：用于指示調壓旋鈕處在零位。

5.    保護指示：用于指示設備進入保護狀態。該指示燈亮時，表示設備處于保護閉鎖狀態，設備停止信號輸出。調整“輸出調整”旋鈕至零位，復位該指示燈。

6.    輸出調整旋鈕：用于調整輸出電流、電壓大小。該旋鈕只有在零位時（零位指示燈亮），才能按“高壓合”按鈕啟動發射機正常輸出信號。

7.    保護電流：用于指示設備輸入電流的大小，如輸入電流大于保護定值4A，則內部保護電路動作，設備停止工作。此時需要將電壓調整旋鈕調至零位后復位保護電路，然后重新調整電流大小。

8.    輸出電壓：用于指示設備輸出電壓的大小

9.    保護地端子：用于連接保護地線，接大地網。

10.  高壓輸出插座：用于連接故障線路。根據現場情況，可使用短連接線夾在開關柜的線路側；若必須接在架空的線路上，則選用接線盤裝的長連接線，并用掛線桿掛在故障線路上。

11.  測試地插座：接工作接地線，接大地網。

成一定的危害。結合現場測量數據對軸電壓的性質作了分析，列舉出對發電機造成損壞的各種情形。在其檢測手段上，分別對軸絕緣檢測法和軸電流測量法的原理進行了分析，對三峽電站的應用效果作了評估，比較了兩種方法的特點優劣，提出了應用注意事項和優化手段。

軸電壓的性質與軸絕緣系的必要性由于定、轉子之間的氣隙不均勻以及定子鐵芯的局部磁阻較大、磁路不對稱等原因，導致發電機的定子磁場存在不平衡，這會使得水輪發電機的轉子上產生與軸相交的交變磁通和軸向的感應電勢，即軸電壓[1]。對于水輪發電機，由于機組轉速不高，且通過設計制造和安裝單位對機組安裝質量的控制，機組正常運行時該感應電勢對地不會太高，發電機上端軸軸電壓一般不超過10 V，三峽電站機組的軸電壓也大致處于這一水平。為某型水輪發電機的軸電壓現場實錄波形，該型機因定子磁路設計上的問題，軸電壓偏高，峰值甚至達數十伏。電壓諧波特征明顯，但起主要作用的是基波與三次諧波[2]。以三峽某機型為例，通過FFT 分析，(如圖2)當機端壓為額定時，三次諧波占整個電壓比例的一半以上。清華大學與福建省電力系統研究和生產單位合作，也獲取了有價值的軸電壓頻譜數據[3]，結論與三峽機型的特征是吻合的。盡管軸電勢有效值不大，但在發電機內部各種交變的脈沖磁場的作用下，其峰值可能很高。對水輪發電機而言，由于轉子大軸電阻很小，且一般軸承與大軸間只有不到1 mm 的油膜間隙，如軸領與大軸間絕緣破壞，軸電壓將沿軸承和底板形成閉合回路產生軸電流。視瓦面油膜破壞情況，輕則使潤滑油劣化進一步惡化軸瓦的運行環境，軸承震動增大，重則對軸瓦放電甚至擊穿，對軸瓦造成電氣侵蝕，灼傷瓦面和鏡板。除了對瓦面和鏡板造成潛在損壞外，如果軸電流足夠大，還會磁化大軸。已知發生過的故障軸電流系大值可達數百安培。有案例[4]表明，某200 MW 汽輪發電機發生軸承油膜被軸電壓擊穿而受破壞，導致較大軸電流。經過近4個月的檢修再次起動并列時，由于軸向剩磁太大，轉軸成為單極直流發電機，感應電動勢產生的軸電流很快使軸瓦冒煙，被迫再次停機進行嚴格退磁，才使剩磁降低。正常的軸電壓對設備本身并不產生直接危害，只有在軸絕緣破壞后才產生后果。因此，軸絕緣的監測的必要性逐漸成為廣泛共識。從某種意義上講，軸瓦的破壞程度取決于軸電流的幅值和作用時間;從運行角度來講，運行人員需要隨時或提前知道軸電流的變化或軸承絕緣的損壞程度。根據這兩種取向，一次設備制造廠家就提出各種對軸絕緣進行監測的方法。架空線小電流接地故障定位儀開關電器用適用于

 軸絕緣監測方法為了防止軸電流對潤滑油和軸瓦的損害，三峽電站機組主要采用兩種防范手段。一是從結構上入手，在轉子下端對大軸碳刷接地，在上端軸與上端軸領間加酚醛玻璃板絕緣，以防止軸電流形成回路，同時限制大軸對地電位;二是采用軸絕緣監測手段對軸絕緣進行監測，以保證在軸電流達到軸瓦的破壞電流值以前，通知運行人員，采取必要的措施。峽機組的生產廠家分別采用了兩類不同的軸絕緣監測方案。一類監測方案是架空線小電流接地故障定位儀開關電器用適用于加裝軸CT，通過監測軸電流系上端軸絕緣情況;另一類監測方案是采用兩塊SINEAX V604 通用可編程變送器利用姆歐法對上端軸軸領、軸領與大軸間的銅箔及大軸間的絕緣進行分段系，可參見圖4。

2.1 軸CT 電流測量法通過軸CT 對通過大軸的交流電流的大小進行監測的方