一、非侵入式局部放電活動檢測

1.1 概論

局部放電不會使電極*短路的電氣放電。 這種放電的幅值通常都很小。 但是它們確實會導致絕緣層性能的不斷下降，zui終導致電氣設備的故障。

非侵入式局部放電檢測提供了既快速又簡單的方法， 用于識別可能會引起停電或造成人員傷害的潛在絕緣故障。

局部放電會以下述的方式放射能量：

電磁能量：無線電波、光、熱

聲能：聲波、超聲波

氣體：臭氧、氮氧化物。

非侵入式檢測zui實用的技術都是基于檢測電磁頻譜中的高頻部分以及超聲波信號。本產品是于檢測電磁波及超聲波活動的儀器。

2.2 空氣傳播的超聲波放電活動

局部放電活動中的聲波輻射會出現在整個聲譜范圍中。 聽聲音是可能的，但是要取決于各人的聽覺能力。

使用儀器來檢測聲譜中的超聲波具有幾個優點。 儀器比人耳更敏感，與操作員無關，且工作在音頻以上的頻率，并且具有更強的方向性。

zui敏感的檢測方法是使用中心頻率為40 ~200kHz 的超聲波傳感器。 該方法可以非常成功地檢測局部放電活動。

2.3 空氣傳播的超聲波放電活動

當局部放電活動出現在高壓開關柜絕緣層中時， 它會產生高頻電磁波， 它只可以通過金屬外殼上的開孔從開關柜內泄漏到外表面。這些開孔可以是外殼縫隙或密封墊圈及其它絕緣部件周圍的間隙。

當電磁波傳播到開關柜外面時， 它會在接地的金屬外殼上產生瞬態電壓。瞬態地電壓( TEV) 在幾個毫伏至幾伏的范圍內，存在時間很短，具有幾個納秒的上升時間。

可采用非侵入方式將探頭放在開關柜的外面來檢測局部放電活動。

二、技術參數

產品外形

1、適用范圍：采用非侵入式檢測方式，對高壓電氣設備的局部放電缺陷進行檢測及定位。

2、傳感器配置

標配：超聲波傳感器(UA)、地電波傳感器(TEV)

選配：變壓器傳感網、GIS特高頻傳感器、高壓電纜傳感器，也可根據用戶要求定制。

2、檢測原理：超聲波法(UA)、地電波法(TEV)及特高頻法(UHF)。

3、檢測頻帶：

 超聲波: 40～200KHz

   地電波: 3~100MHz

 特高頻: 300~2000MHz

4、測量范圍：

超聲波： -90～80dB

地電波： -80～10dBm

特高頻： -80～10dBm

5、靈敏度：zui小10pC(具體取決于傳感器與放電源之間的距離)。

6、傳感器：

① 超聲波傳感器：20～200(kHz);

② 地電波(TEV)：5 ~ 100MHz。

③ 特高頻傳感器：300～2000(MHz)，具備定向接收特性；

7、具有內置超聲傳感器，地電波、超聲波二合一傳感器，可選變壓器傳感器、GIS傳感器、電纜傳感器等部件；

8、軟件功能：

① 連續檢測特高頻、地電波及超聲波信號，判斷是否存在局部放電；

② 實時顯示被測信號的變化趨勢、可對局部放電信號的發展作出較為直觀的判斷；

③ 具備數據的現場存儲功能。

9、儀器特征：

① 屏幕顯示：高對比度 3.5 英寸TFT彩屏。

② 數據存儲：可保存 1000 組測試數據。

③ 工作電源：內置 8.4V 鋰電池，可連續工作 8 小時。

④ 電源：輸入100-240VAC，輸出8.4V/3A，充電時間3～4小時。

⑤ 外形尺寸：230 * 120 * 55(mm)。

⑥ 儀器重量：0.7kg。

⑦ 使用溫度：-25℃～45℃。

⑧ 存儲溫度：-35℃～60℃。

10、成套配置：主機、傳感器、交流適配器、連接電纜及運輸箱。
三、結構與外觀

3.1面板布置

本產品采用便攜式結構，內含信號接收及數據處理模塊，具備多種分析模式，可方便地對電氣設備局部放電所產生的特高頻信號及超聲波信號進行測量。與同類產品相比具有操作便捷，功能強大的特點。

本產品鍵盤布局如下所示：

1) F1鍵：在測試過程中按下“F1”鍵用于存儲當前的測量數據；

2) F2鍵：通過“F2”鍵可以調出主機存儲器內的歷史數據；

3) F3鍵：在測量界面時F3鍵用于切換傳感器類型，在數據管理或設置界面中為退出鍵；

4) 方向鍵：上下方向鍵在測試時用于增益的調節，可以在0～90dB之間調節；在功能設置中用于調整時間等；在歷史數據瀏覽中用于上下翻頁；

 鍵盤布局圖

5) 確認鍵：測試中按下確認鍵即可進入設置菜單；

6) 電源：開啟和關閉儀器電源，需要長按 3 秒鐘方可生效；

本產品主機除了內置一個超聲傳感器外還配備一個外部傳感器接口，TEV傳感器、外置超聲波傳感器均通過該接口連接，采用同一接口設計，使操作更為簡單。

注意：外置傳感器接口采用進口接插件，在插入外置傳感器接頭時請將接頭的標志方向與插座的標志方向一致后徑向插入，聽到“咔擦”聲后表示連接成功，切勿旋轉接頭，以免損壞接插件。拔出傳感器接頭時只需要拿住金屬外殼的接頭往外拔即可，切勿拉拽連接線。

3.2傳感器配置

四、使用操作

4.1 主界面

主界面

顯示完開機界面后直接進入測量界面，如圖五所示。測試界面分為傳感器狀態區、波形區、數據區和柱狀圖區。

傳感器狀態區。傳感器的選擇可以通過“F3”鍵來選擇，標準配置的傳感器類型有：超聲波傳感器（UA）、地電波傳感器（TEV）等，連續按“F3”鍵會在以上傳感器之間選擇。

注意：需要連接上對應的傳感器后才能測量到對應傳感器的數據。

波形區主要顯示儀器采集到的放電信號波形，此波形在超聲測量模式下以射頻信號的方式顯示，而在地電波模式下則以電平的方式顯示。TEV地電波測量界面： 

 TEV模式測量界面

柱狀圖區。柱狀圖是用來表明當前局部放電的嚴重程度，用綠色、橙色及紅色表示，綠色表示局部放電比較輕微，黃色表示有放電現象，設備需要檢查，紅色表示局部放電比較嚴重，設備需要檢修。

數據顯示區。針對傳感器的不同，數據區現實的意義也不同。

在超聲波測量模式下，數據以dBuV（分貝微伏）來表示，而在TEV 測量模式下則以dB（分貝）來表示，儀器內部已經預置了常用電氣設備的閾值數據，因此用戶不需要自行設置。

4.2 超聲波測量程序

使用超聲波傳感器測量信號時，需要選擇對應的傳感器類型，本產品具有記憶上一次狀態設置的功能，開機時會自動調用上次關機時傳感器的狀態，并測量環境值，準備就緒后即可測量局部放電值，因此，在開機時請勿將傳感器指向被測區域，以免將被測區域的放電信號誤測為環境值。

開啟儀器，按“F3”鍵進入超聲波模式，如果讀數太大，比如超過15dBuV，說明此事背景噪聲太大，可以按左方向鍵濾除背景噪聲。

背景噪聲濾除后正式進入測量程序，讀數會在顯示屏上連續更新。開始時，應該將增益調整到較大位置，當讀數變得太大時，則應該減少增益。也可以根據右下側的箭頭標志來確定是增加增益還是減小增益，綠色箭頭表示此時增益可以增加，如果顯示的是紅色箭頭則說明信號過大，需要減小增益。

若要檢查開關柜，應該將超聲波傳感器指向開關柜（尤其是斷路器的端口、充氣式電纜盒、電壓互感器以及母排室）上的任何空氣間隙。 在任何情況下，都應該確保遵守安全距離的要求。

對高壓電纜進行局放檢測時也可使用的外置傳感器

 高壓電纜傳感器

使用前應將保護端蓋取出，使用后應將端蓋套好端部，以免傳感器受潮，端蓋如圖九所示：

 電纜傳感器保護端蓋

取出端蓋后可將絕緣桿di一節拉出，然后將測試線插入絕緣桿尾部端口：

電纜傳感器端口

連接好測試線后就可以按照超聲波測量程序對高壓電纜進行局放檢測，高壓電纜zui容易出故障的地方是分接頭、中間接頭等絕緣薄弱的地方，這些地方用以受潮，所以應該著重檢測這些位置。

注意事項：使用電纜傳感器時應特別注意安全距離的限制，不允許將傳感器用在超出絕緣范圍的場合，本傳感器前端部分耐壓35kV，使用前請按照絕緣桿耐壓試驗規程做好di一節絕緣桿的耐壓試驗方可進行電纜的局放測試！

4.3 TEV測量程序

背景噪聲

開關柜外部的一些信號源發出的電磁信號也可能在開關柜的外部產生瞬時接地電壓。這些源可以是架空線絕緣子、變壓器進線套管、無線電信號甚至是附近高速公路的車流量。這些也可以在不連接到開關柜的金屬體如變電站房門或圍欄等金屬體上產生瞬時接地電壓信號。因此在對開關柜進行檢測之前，就應該測量這些表面上的背景噪聲。測量不屬于開關柜組成部分的金屬體如金屬門、金屬圍欄等的背景噪聲。記下三次連續的有關金屬體的分貝值和計數，并取中間幅值的讀數作為背景測量的讀數。 

TEV傳感器

開始測量

儀器開啟，確保TEV傳感器處在離開金屬體的自由空間中，否則會影響自檢。選擇TEV模式。為了準確測量，應該使TEV探頭垂直地與在其上面要進行測量的金屬體接觸，（是保持儀器主機本體遠離鄰近的金屬體）。一旦TEV探頭從金屬體上拆下后讀數就不再在顯示屏上繼續顯示。

您可能會因為確保數據一致性，可能需要重復測量幾次。

對開關柜的測量是在每一個面板的每一個部件如電纜盒、 電流互感器室、母排室、斷路器以及電壓互感器等的中心位置進行的。 斷路器以及其它中高壓開關儀器的位置都要記錄下來， 因為如果這些設備處于斷開的位置，則某些部件就不會帶電，因此這些部件上不會測到讀數。

記錄每一個位置上的di一組讀數。 但是如果測到的幅值比背景干擾水平高出10dB, 本身幅值大于20dB時， 就應該連續記錄三組讀數。

4.4 特高頻UHF測量程序

UHF一般針對GIS等設備的特高頻局部放電檢測，此功能模式下需要連接特高頻傳感器：

 GIS傳感器

可以將GIS傳感器固定在GIS管道與管道之間的絕緣盆上，而不是固定在金屬管道上，局部放電信號會沿著管道在絕緣盆處輻射至外面而被傳感器接收。可以用橡皮帶將傳感器兩端固定住以方便測量。

跟其他運行模式類似，使用前需要先濾除環境值背景值。

連接好傳感器后將運行模式切換至“UHF”，即特高頻模式，跟其他傳感器一樣，先按左鍵實現背景噪聲的的濾除，幾秒鐘后即可正常讀數。

4.5 放電聲音

本產品無論在哪種模式下測量局放信號時都可以檢測到局放聲音，有局放的情況下會聽到“咝咝”的聲音，通過測試數據和聲音可綜合判斷被測設備的放電情況。

4.6 歷史數據查看

在測量界面下按“F1”鍵用于數據保存，磁盤圖標右側的數字表明當前存儲數據的組數，您可以保存1000組數據。如需查看只需要按下“F2”鍵即可，通過上下鍵實現數據的翻頁，按下“F3”鍵可以回到測試界面。

如果您想清空所有數據可以在歷史數據頁面下按下右鍵，選擇“確定”后按確認鍵即可清除數據，操作如圖九所示：

 數據清除

五、數據分析

超聲波(UA)數據分析

地電波(TEV)數據分析

相關說明

• 讀數(dBuV)與放電量(pC)之間的關系

傳統的按照 IEC60270 標準進行的局部放電檢測都是測量放電時高壓導體產生的視在電荷量。因此，放電幅值一般用皮庫(pC)來標示，在傳統的局放檢測儀的檢測頻率(一般為10~300kHz)上，各種高壓設備(除長電纜外)都可以等效為集中電容。

高頻傳感器測量則是在 3~100MHz 的頻率范圍內進行的，在這些頻率上，高壓電力設備更近似接近傳輸線而不是集中電容，電壓/時間曲線下的區域面積與放電過程中的電荷轉移量成正比。

高頻傳感器測量瞬態過程中的電壓，因此它不是直接測量電荷，另外，所測的是金屬面板外表面的波峰，這只是面板內部信號的一部分而已，當脈沖沿著金屬鎧甲的表面傳播時，它就會散開即在時域上展開，同時曲線下方的區域面積保持不變，這樣脈沖幅值就會減小，因此，脈沖被檢測到的地方離放電源越遠其衰減越大。

顯然，dBuV 和 pC 之間的關系取決于多種因素，其中大多數都是不可以量化的，無論是使用超聲波傳感器還是特高頻傳感器，都存在聲強(dBuV)與放電量(pV)之間的關系，不同的被測對象及相互關系可以參照表1 ~ 表7。
表1  dBuV - pC 參考指南：靠近25kV電纜終端處

表2 給出的是混合物填充式 11kV 配電電纜終端箱中的相對地放電所獲得的一些經驗結果。

表2 混合物填充式 11kV 配電電纜終端箱的 dBuV - pC 參考指南

表3 給出的是在油斷路器的SRBP套管中的相對地放電所獲得的一些經驗結果。

表3  油斷路器的SRBP套管的 dBuV - pC 參考指南

表4 給出了11kV樹脂澆注型電流互感器內部放電所獲得的一些結果。

表4  11kV 樹脂澆注型電流互感器 dBuV - pC 參考指南

表5 給出了11kV 樹脂澆注型電壓互感器內部放電所獲得的一些結果。

表5  11kV 電壓互感器 dBuV - pC 參考指南

表6 給出了35kV/12500kVA 變壓器內部放電所獲得的一些結果。

表6  35kV/12500kVA 變壓器 dBuV - pC 參考指南

表7 給出了10kV開關柜內部放電所獲得的一些結果。

表7  10kV開關柜 dBuV - pC 參考指南

應該強調一點，上述各表只能作為一個大致的參考指南，盡管一般來說增加 pC 水平就等于增加 dB 電平，但是放電源和衰減路徑等因素都會嚴重影響校準結果，因此，所要做的就是通過歷史數據的比較來判斷被測物的絕緣程度。

六、使用條件

環境溫度：-35℃ ~ 65℃

標高：海拔 3000m 以下

不結露的zui大相對濕度：95%

污穢等級：Ⅲ級

zui大風速：35m/s

七、符合聲明

本產品符合以下適用的規定：

測量的電氣設備IEC標準 EN 61010-1

EMC 電磁兼容規定 2004/108/CE

低電壓規定 2006/95/CE

為了能遵從規定的操作規則，本設備設計有以下原則：

本產品不發射電磁波(電磁兼容)

本產品不受外部電磁輻射干擾(EMI)

本產品有靜電放電保護(ESD

八、保修范圍

8.1 保修

本產品主機提供為期1年的維修擔保。電池及配件(充電器，耳機，傳感器等)的保修期為6個月。保修包括對所有制造故障的部件提供材料的免費更換，前提是用戶的非人為損壞。保修不包括運輸、裝卸。

如果因使用不當或意外損壞產品、產品被以任何方式改變、產品受到未經授權的修復或產品未經書面授權被打開則不提供保修。

8.2 范圍

在任何情況下，不論是代理商的還是任何相關公司，將不承擔任何損害賠償，包括但不僅限于業務損失、業務中斷、信息丟失、本產品組件或其附件的缺陷、人身傷害、時間損失、金錢或物質損失或其他任何因使用造成的直接或間接的損失，或無法使用本產品，即使產品已警告可能已被損壞。