數(shù)顯局放儀

一、**提示

1、系統(tǒng)的操作、維護(hù)應(yīng)由能勝任的相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行。

2、現(xiàn)場電壓高達(dá)幾萬伏，試驗(yàn)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守所有**預(yù)防措施。試驗(yàn)區(qū)域應(yīng)有明顯、清晰的警示牌，現(xiàn)場任何人都應(yīng)該知道高壓區(qū)域。直接從事的測量人員應(yīng)了解測量回路中所有帶電元件、高壓元件，不直接從事測量的人員應(yīng)被隔離在試驗(yàn)區(qū)域之外。在試驗(yàn)過程中及上電后，任何人不得進(jìn)入高壓區(qū)。

3、在試驗(yàn)以前，操作人員應(yīng)掌握測試線路、測試方法、測試步驟和測試目的。

4、試驗(yàn)現(xiàn)場要整潔、干凈，不應(yīng)存放其他無關(guān)的物品。在高壓區(qū)間的地面上不應(yīng)有雜亂的金屬小塊（如裸銅線段、螺絲、螺帽和其它小金屬塊等），被試品、升壓變壓器、耦合電容等應(yīng)與周圍保持適當(dāng)距離。

5、被試品、升壓變壓器、耦合電容等表面應(yīng)保持干燥清潔，因?yàn)楸砻娴臐駳夂臀酃笗鸨砻娴木植糠烹?，?dǎo)致測量異常。

6、高壓導(dǎo)線應(yīng)盡可能短而粗，以防止電暈，可采用蛇皮管等。試驗(yàn)回路所圍的面積盡可能小，以降低干擾的引入。電壓等級高的高壓端應(yīng)加防電暈帽。試驗(yàn)區(qū)各種金屬物體應(yīng)牢固接地，不能懸浮，檢查并改善試驗(yàn)區(qū)內(nèi)一切可能放電的部位（如不能有尖、銳角），特別注意各種地線是否良好接地。

7、在試驗(yàn)開始加壓前，試驗(yàn)人員必須詳細(xì)而全方面地檢查一遍線路，以免線路接錯。特別應(yīng)關(guān)注接地線、高壓線和強(qiáng)電回路的連線是否牢固連接。

8、試驗(yàn)異常時，應(yīng)首先切斷電源，再作進(jìn)一步處理。

二、功能特點(diǎn)

測量通道：2/4/6通道測量，獨(dú)立的信號調(diào)理、AD采樣、處理、顯示，且實(shí)現(xiàn)同步采樣。

測量功能：可檢測局部放電幅值、極性、相位、放電起始電壓、熄滅電壓、次數(shù)等相關(guān)參數(shù)。

同步功能：內(nèi)、外同步任意選擇，且具有零標(biāo)指示和相位分辨功能。

顯示方式：可選擇橢圓、直線、正弦及二維、三維等界面顯示局部放電信號，可直觀的分析測試過程中信號的頻率、相位、幅度以及試驗(yàn)電壓之間的相互關(guān)系。

局部放大：可對單個或某一段放電信號進(jìn)行波形分析，確定信號的性質(zhì)。

開窗功能：可在任意指定相位開窗（消隱），用于特別顯示（或屏蔽）指定相位的信號（干擾）。

同步消隱：在配合阻抗單元和耦合電容的情況下，可對來自地網(wǎng)、試驗(yàn)電源和試驗(yàn)現(xiàn)場空間的干擾進(jìn)行同步濾除。

極性鑒別：可通過放電信號的脈沖極性區(qū)分，是試品內(nèi)部，還是外部的放電，有效去除外部干擾。

頻譜分析：基于FFT算法實(shí)現(xiàn)的頻譜分析與FIR數(shù)字濾波功能。

增益可調(diào)：在量程切換跨度內(nèi)，實(shí)現(xiàn)增益連續(xù)可調(diào)。

保存打印：可保存單次放電的數(shù)據(jù)，也可記錄一段時間的局部放電圖形及相關(guān)參數(shù)，保存的數(shù)據(jù)可回放和重現(xiàn)方便后期分析。對單次放電的數(shù)據(jù)提供打印功能。

三、局部放電測試系統(tǒng)

1、系統(tǒng)概述

是按照DL/T846.4-2004 《高電壓測試設(shè)備通用技術(shù)條件》、GB/T 7354-2003 《局部放電測量》開發(fā)的，應(yīng)用于電力系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的局部放電測試，儀器結(jié)構(gòu)緊湊、攜帶方便，抗干擾能力強(qiáng)。適用于各種電壓等級和容量的變壓器、發(fā)電機(jī)、互感器、套管、GIS、電容器、CVT、電力電纜、開關(guān)等高壓電氣設(shè)備的局部放電檢測。

系統(tǒng)主要由主機(jī)、輸入阻抗單元、校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器、耦合電容分壓器（外零標(biāo)輸入）、PC機(jī)（分體機(jī)）以及連接電纜等組成。

2、主機(jī)

（1）面板結(jié)構(gòu)

              一體機(jī)前面板結(jié)構(gòu)圖

               一體機(jī)后面板結(jié)構(gòu)圖

            分體機(jī)面板

（2）主機(jī)硬件框圖

采用脈沖電流法。硬件框圖如下：

由上圖可知被測信號有兩個：一個是來自輸入耦合單元的放電脈沖信號，另一個是來自試驗(yàn)電源經(jīng)分壓后的試驗(yàn)電壓信號

                  主機(jī)硬件框圖

每個通道的輸入信號獨(dú)立的經(jīng)過前級低通濾除部分低頻信號，再經(jīng)過衰減或放大處理，然后經(jīng)過細(xì)調(diào)增益控制，經(jīng)過更精密上等的高低通濾波，進(jìn)一步篩選出放電信號，經(jīng)過高速寬頻帶12位AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過FPGA存儲在緩存SDRAM中，再由FPGA通過USB（或以太網(wǎng)）上傳給PC機(jī)或工控主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行顯示。

試驗(yàn)電壓信號經(jīng)過電壓互感器隔離變換成小信號，小信號分兩路：一路經(jīng)過調(diào)理得到試驗(yàn)電壓的外零標(biāo)信號，另一路經(jīng)過有效值轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換得到試驗(yàn)電壓數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)由FPGA送給PC機(jī)或工控主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行顯示。

3、輸入阻抗單元

本系統(tǒng)的放電脈沖檢測阻抗，又稱耦合裝置或輸入單元，包括耦合電容和輸入單元，是測試系統(tǒng)和測試回路的主要組成部分，輸入單元針對特定的試驗(yàn)回路或試品，為達(dá)到*佳的靈敏度而專門設(shè)計的。本系統(tǒng)配備了十三種獨(dú)立的輸入單元，其中第十三種為專用單元。面板示意如下圖：

系統(tǒng)配備的輸入單元是RLC型檢測阻抗，是一種調(diào)諧型阻抗。檢測阻抗的檢測回路及等效電路，如圖所示：

圖b是圖a的等值電路，它是一電感、電容并聯(lián)電路，當(dāng)電路諧振時，在Ct和Lm兩端產(chǎn)生較高的諧振電壓。當(dāng)測量回路一經(jīng)確定，測量回路的諧振電容便可求得。而且，測量系統(tǒng)的測量中心頻率f₀也是已知的。因此只要恰當(dāng)選擇測量阻抗電感值Lm。使時，便可達(dá)到足夠高的測量靈敏度。

系統(tǒng)備有12個獨(dú)立檢測阻抗，足以滿足選擇之要求。

只要選取檢測阻抗的調(diào)諧電容C_t的中心值等于測量回路的諧振電量C_t，可使測量回路的靈敏度足夠高。一般使C_t值落入C_t的范圍就可以了。

根據(jù)試品的容量Cx，耦合電容的大小Ck，選取適合序號的輸入單元。表中調(diào)諧電容量系指與輸入單元初級繞組并聯(lián)的電容（粗略估算以按試品容量與耦合電容的容量串聯(lián)計算）。例如：試品容量為500pF，耦合電容量為1000pF，則所需檢測阻抗為 500×1000/(500+1000)=333.33，查表可取3號單元。

輸入單元應(yīng)盡量靠近試品，輸入單元經(jīng)測量電纜與放大器輸入插座相連。

本測試系統(tǒng)采用的是脈沖電流法進(jìn)行局部放電測量，該方法的基本測試回路通常有三種：并聯(lián)測試回路、串聯(lián)測試回路和平衡回路（橋式回路）。

注：Cx：代表試品電容。

Zm：代表檢測阻抗。

Ck：代表耦合電容，它的作用是為Cx與Zm之間提供一個低阻抗通道。

Z：代表接在電源和測量回路間的低通濾波器，Z可以讓工頻電壓作用到試品上，但阻止被測的高頻脈沖或電源中的高頻分量通過。

圖a為并聯(lián)回路，多用于試品電容Cx較大，試驗(yàn)電壓下，試品工頻電容電流超出檢測阻抗Zm允許值，或試品有可能被擊穿，或試品無法與地分開的情況。該測量回路應(yīng)用較多。

圖b為串聯(lián)回路，多用于試品電容Cx較小，試驗(yàn)電壓下，試品工頻電容電流符合檢測阻抗Zm允許值時，耦合電容Ck兼有濾波（抑制外部干擾）和提高測量靈敏度的作用，其效果隨Cx/Ck的增大而提高。Ck也可以用高壓引線的雜散電容Cs來代替。這樣，可使線路更為簡單，從而減少過多的高壓引線和聯(lián)結(jié)頭，避免電暈干擾，該方法多用于220kV及以上的產(chǎn)品試驗(yàn)。試品的低壓端必須與地絕緣。

圖c為平衡測試回路，利用電橋平衡原理將外來干擾信號平衡掉，因而這種回路的抗干擾能力較強(qiáng)。但是，由于平衡測試回路，利用電橋的平衡條件和頻率有關(guān)，因此有當(dāng)Cx和Ck的電容量比較接近時，才有可能同時完全平衡掉各種外來干擾。平衡測試回路的靈敏度一般低于直接測試回路。

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