【正文】 一個(gè)探頭。最初，測(cè)量通道的衰減設(shè)為 0dB 以獲得最大靈敏度。如果探測(cè)到放電源，通過(guò)逐漸增加衰減直至剛好能觸發(fā)儀器可以測(cè)量其幅值。輸入信號(hào)大時(shí)比輸入信號(hào)小時(shí)需要更大的衰減，因此達(dá)到極限條件所需的衰減是對(duì)輸入信號(hào)幅值的衡量。衰減器定值在前面板上以分貝顯示。兩個(gè)通道的衰減器獨(dú)立調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)可以采用手動(dòng)或自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，為方便起見(jiàn)，衰減控制在探頭上反復(fù)進(jìn)行。 3)當(dāng)測(cè)量到異常信號(hào)時(shí) (幅值高于相鄰設(shè)備 sdB 以上 )，采用兩個(gè)探頭。通 黃河水院自動(dòng)工程系畢業(yè)論文 23 過(guò)比較 每個(gè)探頭探測(cè)到的地電波的到達(dá)時(shí)間可以進(jìn)行定位。儀器的 LED 指示哪個(gè)通道最先觸發(fā)，于是知道哪個(gè)探頭離放電源更近。儀器可以分辨 Zns 時(shí)差，相當(dāng)于暫態(tài)過(guò)程在空氣中傳播 600mm 需要的時(shí)間?；诒容^暫態(tài)到達(dá)不同探頭的時(shí)間原理的定位天然地比基于比較信號(hào)幅值原理的要可靠，因?yàn)楹笳咝盘?hào)的多次反射會(huì)產(chǎn)生反常的結(jié)果。 超聲波局放監(jiān)測(cè)技術(shù) 超聲波局放檢測(cè)技術(shù)主要適用于空氣中的放電檢測(cè)。聲的干擾主要是機(jī)械振動(dòng)和電磁振動(dòng)，其頻率一般小于 10kHz，而空氣中的放電頻率非常豐富，一般高于 10kHz。超聲波檢測(cè)主要采用 20kHz 以 上頻帶，可不受外部噪聲的干擾。通常認(rèn)為，當(dāng)在被測(cè)設(shè)備外殼的接縫處進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于探頭完全置于設(shè)備體外，放電信號(hào)通過(guò)絕緣介質(zhì)衰減很嚴(yán)重，靈敏度較差、定量分析比較困難，僅對(duì)局放初測(cè)及比較嚴(yán)重的空氣中的放電才比較有效。但是，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)實(shí)踐表明當(dāng)處于某一發(fā)展階段的缺陷主要反應(yīng)為振動(dòng)信號(hào)時(shí)，超聲檢測(cè)方法發(fā)現(xiàn)缺陷是具有優(yōu)勢(shì)的。 設(shè)備工作原理及主要技術(shù)指標(biāo) Ultraprobe9000 可以把接收到的超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化成可聽(tīng)的聲音信號(hào)。這種可聽(tīng)的信號(hào)可以用耳機(jī)收聽(tīng)，也可以儲(chǔ)存下來(lái)供其它人員使用。 Ultraprobe9000 還可以顯示超聲波信號(hào)的強(qiáng)度，用于保存或比較。一般都把信號(hào)的強(qiáng)度作為歷史資料保存。 主要技術(shù)指標(biāo) : l)測(cè)量頻率范圍 :20100kHz 2)輸出 :外差法校準(zhǔn)輸出 3)探測(cè)器 :可選聲音掃描模式和聽(tīng)診器模式 4)耳機(jī) :豪華抗干擾頭戴式耳機(jī)，雜訊衰減大于 23dB，符合 ANSI 和 OSHA 標(biāo)準(zhǔn) 5)尺寸 :150 220 70mm 6)重量 :主機(jī) 。 實(shí)現(xiàn)的主要功能 : 1)可以對(duì)開(kāi)關(guān)柜、配電變壓器等設(shè)備進(jìn)行超聲波局放普測(cè)和定位。 2)可以對(duì) GIS 設(shè)備進(jìn)行超聲波局放測(cè)試。 黃河水院自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 24 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方法 應(yīng)用方法如下 : 1)采用非接觸模式，將儀器指向開(kāi)關(guān)柜面板或變壓器縫隙處。開(kāi)關(guān)柜面板包括斷路器和金屬封裝的縫隙處、電纜或母線窗、母線通風(fēng)板 /蓋處的縫隙、開(kāi)關(guān)面板 /門處的縫隙、高壓電纜接頭箱的側(cè)面或底部的通風(fēng)孔等部位。變壓器包括高壓端子箱和封裝板蓋的縫隙、高壓端子箱的側(cè)面或底部的通風(fēng)孔等部位。沿著縫隙掃描以拾取異常信號(hào)，依此程序，掃描所有的開(kāi)關(guān)柜或變壓器。 2)如果某一區(qū)域有太多的超聲信號(hào)，降低靈敏度直到可以決定最大聲音的方向。某些干擾聲音可能來(lái)自水銀燈以及附近走動(dòng)的人或運(yùn)行的機(jī)器，隔離這些干擾噪聲，需要集中注意力在設(shè)備發(fā)出的超聲 上。盡可能的移近測(cè)試的區(qū)域，連續(xù)調(diào)整靈敏度以決定聲音的來(lái)源方向，觀察顯示面板給出的最高 dB值，給出最高 dB 值和做大聲音的點(diǎn)可能就是聲源。降低靈敏度，移動(dòng)儀器到聲源進(jìn)一步確認(rèn)，一旦儀器遠(yuǎn)離聲源，超聲信號(hào)消失。如果很難隔離干擾噪聲，將橡膠探頭罩在超聲掃描探頭上繼續(xù)尋找超聲源。 OWTS 振蕩波局放監(jiān)測(cè)技術(shù) 基本原理 近年來(lái)，隨著我國(guó)電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電纜已經(jīng)廣泛用于中壓電網(wǎng)中。根據(jù)北京市電力公司配電電纜事故統(tǒng)計(jì)得出 :電纜老化、附件質(zhì)量和工藝不良等原因是造成故障的主要原因。隨著電纜運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，潛伏的局 部缺陷對(duì)城市電網(wǎng)可靠性的危害將會(huì)越來(lái)越突出，對(duì)供電質(zhì)量和公司形象造成的危害也會(huì)越來(lái)越大。因此必須采取必要和恰當(dāng)?shù)氖侄蝸?lái)監(jiān)測(cè)電纜的運(yùn)行狀況，預(yù)防事故的發(fā)生。 局放檢測(cè)是電纜絕緣評(píng)估的重要內(nèi)容，它可以對(duì)電纜網(wǎng)故障提供早期的診斷。國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)已經(jīng)證明了振蕩波電壓和工頻電壓具有良好的等效性，與工頻電壓、超低頻電壓()相比，具有作用時(shí)間短，操作方便，可以發(fā)現(xiàn)電纜中的各種缺陷，且不會(huì)對(duì)電纜造成損傷等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)際上已得到廣泛應(yīng)用。 黃河水院自動(dòng)工程系畢業(yè)論文 25 設(shè)備工作原理及主要技術(shù)指標(biāo) 設(shè)備工作原理 : M 280wTS 振蕩波電纜局 部放電檢測(cè)裝置由高壓發(fā)生單元和局放測(cè)試回路組成，可以施加 028kV 的直流電壓。圖 3n為測(cè)試系統(tǒng)原理圖。測(cè)量過(guò)程中，首先對(duì)被測(cè)電纜施加直流電壓到期望值，然后合上電子開(kāi)關(guān)，被測(cè)電纜和系統(tǒng)內(nèi)的電感線圈將發(fā)生諧振。在電纜上施加一個(gè)衰減振蕩的電壓，其頻率由公式 31計(jì)算。由于測(cè)試回路中電阻的壓降可以忽略，所以振蕩波電壓幅值的衰減是由電纜本身的介質(zhì)損耗 (tan6)決定的，所以電纜的 tan6 可以測(cè)得。 由公式 31可知 :測(cè)試不同的電纜，由于電纜的電容值不同，振蕩波的頻率也不同。有關(guān)文獻(xiàn)表明 :振蕩波頻率在 600Hz 以下時(shí)，振蕩波電壓和工頻交流電壓具有較好的等效性。所以在測(cè)量短電纜時(shí)，當(dāng)振蕩波頻率高于 600Hz 時(shí)，通常要補(bǔ)償無(wú)局放電容來(lái)降低振蕩頻率，保證局放測(cè)量的有效性。 局放測(cè)量回路采用傳統(tǒng)的脈沖電流法，系統(tǒng)標(biāo)定是根據(jù) IEC6O270 標(biāo)準(zhǔn)。局放測(cè)量過(guò)程中通過(guò)逐步升高試驗(yàn)電壓，找到局放的起始電壓 。根據(jù)衰減的電壓曲線找到局放熄滅電壓 。根據(jù)局放的相角特性和局放發(fā)生率來(lái)判別放電模式。局放起始電壓 Ui，終止電壓 Ue，和 Ui 時(shí)局放水平是判斷電纜絕緣狀況的三個(gè)重要參數(shù)。同時(shí)為了能夠根據(jù)電纜局部放電測(cè)量結(jié)果，正確評(píng)價(jià)電纜狀態(tài)，電纜 的類型，長(zhǎng)度，接頭類型，接頭位置等電纜基本信息是非常必要的。通常情況下，當(dāng)局部放電起始電壓低于運(yùn)行電壓，表明電纜正常運(yùn)行中存在局部放電，并依據(jù)電纜本體和附件各自的局放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電纜采取相應(yīng)的黃河水院自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 26 維修策略。 主要技術(shù)指標(biāo) : l)最大輸出電壓 (峰值 ):28kV 2)最大輸出電壓 (有效值 ):20kV 3)測(cè)試電壓波形 :DAC(衰減的正弦波 ) 4)測(cè)試電壓頻率 :50Hz800Hz 5)高壓充電電流 :10mA 6)電抗器電感 : 7)電抗器直流電阻 :20歐 8)最大振蕩電流： 100A 9)被測(cè)電纜電容 : 10)局放測(cè)試范圍 :lpC100nC 11)局放定位帶寬 :150kHz45MHz(根據(jù)被測(cè)電纜長(zhǎng)度自動(dòng)設(shè)置 ) 12)局放定位方法 :脈沖反射法 13)局放定位精度 :l% 14)介損角 tan6 測(cè)試 :%10% 15)電源 :220V， 50Hz 16)高壓?jiǎn)卧亓?:約 55 公斤。 實(shí)現(xiàn)的功能 : 1)采用振蕩電壓對(duì) 10kV 電纜進(jìn)行局部放電診斷 2)測(cè)試中利用振蕩波電壓誘發(fā)局放 3)非破壞性試驗(yàn) (診斷電壓不超過(guò)電纜的運(yùn)行電壓 ) 4)自動(dòng)獲取電纜本體、接頭和終端的局放數(shù)據(jù) 5)自動(dòng) 預(yù)定位局放點(diǎn)的位置 6)自動(dòng)測(cè)量并顯示介損 tan6 值 7)局放水平的測(cè)試依據(jù) IEC60270 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 8)自動(dòng)設(shè)置測(cè)試電路的帶寬以獲得最佳信號(hào) 9)自動(dòng)校正接頭位置 黃河水院自動(dòng)工程系畢業(yè)論文 27 10)局放傳感器集成于高壓?jiǎn)卧獌?nèi) 11)在筆記本電腦上通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò) (WLAN)控制整個(gè)系統(tǒng) 12)在線處理功能，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)局放測(cè)試數(shù)據(jù) 13)全菜單操作 14)便攜式設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)便。 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方法 應(yīng)用方法如下 : l)根據(jù)原理圖，正確連接測(cè)試線路，確保連接部位干凈 (有利于降低背景干擾 )、可靠。 2)對(duì)電纜進(jìn)行加壓試驗(yàn)，單相測(cè)試電壓峰值為 *(對(duì)于 I0kV 電纜 UO取設(shè)計(jì)絕緣電壓 )，測(cè)試電壓取 0kV，從 。每 ，分別在 、 、。處測(cè)試三次，記錄 PD 起始電壓 (PDIV)和熄滅電壓 (PDEV)。 3)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。判斷方法如下 :放電量與放電頻率隨電壓升高、放電信號(hào)波形可明顯分辨出“入射波”與“反射波”、定位圖上有代表局放的、集中的“點(diǎn)集合”或“線集合”、局放相位具有典型的“ 180 度”原則 。 高速示波器精確定位技術(shù) 基本原理 電力設(shè)備產(chǎn)生放電后，信號(hào)將以 電磁波的形式向空間傳播，或者以脈沖電流的形式沿導(dǎo)體向兩端傳播。根據(jù)兩路信號(hào)的時(shí)延，通過(guò)公式 LA=(L△ t v)/2(放電源距離傳感器 A 的位置為以， L 為兩個(gè)傳感器之間的距離，△ t 為兩個(gè)傳感器采集到的信號(hào)首波之間的時(shí)延， v 為光速 )，可以計(jì)算放電源距離傳感器的準(zhǔn)確距離。 設(shè)備工作原理及主要技術(shù)指標(biāo) 設(shè)備工作原理 高速數(shù)字示波器依靠其上 GHz 的采用速率、多種觸發(fā)功能及大容量存儲(chǔ)功能，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)通道實(shí)時(shí)采集 ns 級(jí)的時(shí)域放電波形，并對(duì)各通道的信號(hào)同步分析，通過(guò)比較各通道的信號(hào)時(shí)域特征和時(shí)延差，可以對(duì)放電信號(hào)進(jìn) 行準(zhǔn)確定位。 黃河水院自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 28 該設(shè)備主要功能如下 : 1)時(shí)域波形展示 ,可以實(shí)時(shí)顯示一個(gè)工頻周期下的放電脈沖相位譜圖。 2)放電信號(hào)定位。 主要技術(shù)指標(biāo) 1)采樣率 :10GS/S 兩通道工作， SGS/S 四通道工作 2)存儲(chǔ)深度 :25MptS/兩通道工作， 3)帶寬 :ZGHz 4)通道數(shù) :四個(gè) 5)輸入阻抗 :50 歐姆，直流和交流 1兆歐姆 6)時(shí)鐘精度 :sppm 7)上升時(shí) IbJ:225ps 8)垂直分辨率 :8比特 9)觸發(fā)方式 :自動(dòng)，正常，單次，停止 10)示波器語(yǔ)一言 :包括簡(jiǎn)體中文，英文等語(yǔ)言操作界 面 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方法 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方法如下 : 當(dāng) TECHIMP 高頻局放監(jiān)測(cè)儀或 DMS 超高頻局放監(jiān)測(cè)儀發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常時(shí)，利用同軸電纜采集各自傳感器禍合到的信號(hào)，可以對(duì)單個(gè)脈沖進(jìn)行時(shí)域波形分析，觀察放電波形的大小、振蕩情況，可以對(duì)兩路信號(hào)的波形同時(shí)進(jìn)行對(duì)比分析，比較它們的波形特征和時(shí)間差。為我們判斷放電源的類型、個(gè)數(shù)、位置提供參考。 超高頻局放監(jiān)測(cè)技術(shù) l、基本原理 超高頻局放檢測(cè)技術(shù)是目前國(guó)際上對(duì) GIS 類設(shè)備普遍采用的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)。 GIS 中各種形式的放電，如電暈、雜質(zhì)粒子的放電、澆注環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)黃河水院自動(dòng)工程系畢業(yè)論文 29 部氣隙的放電，持 續(xù)時(shí)間短，脈沖電流可以達(dá)到 ns 級(jí)，特別是在高壓導(dǎo)體上有針狀突出物時(shí)，因 SF6 氣體中負(fù)離子釋放電子而不需要依靠場(chǎng)致發(fā)射電子，正極性下通常發(fā)生脈沖放電，典型波形如圖 314，其等值頻率可 IGHz，屬于微波波段。 GIS 是同軸傳輸線，信號(hào)傳輸特性取決于頻率。對(duì)工頻可用電氣集中參數(shù)來(lái)等值 。瞬態(tài)信號(hào)時(shí)應(yīng)視為分布參數(shù)的傳輸線 。而對(duì)微波則應(yīng)看作同軸波導(dǎo)。根據(jù)分析， PD 信號(hào)在 GIS 同軸系統(tǒng)中不僅以橫向電磁波 (TEM)方式傳播，而且會(huì)建立高次模波即橫向電波 (TE)和橫向磁波 (TM)。研究表明， UHF信號(hào)在 GIS 中的傳播 十分復(fù)雜，不但取決于 GIS 元件尺寸，而且與激發(fā)源和激發(fā)方式有關(guān)，既有 TEM 波又會(huì)建立高次模波。若軸向激發(fā)且該脈沖注入足夠快，則會(huì)產(chǎn)生高次模波 TE0m 及 TM0m。對(duì)徑向激發(fā)，如 PD 脈沖，則可建立最低截止頻率的高次模波。用 UHF 法檢測(cè) GIS 中的 PD 時(shí)，連接腔是最佳的測(cè)量位置，因?yàn)槠浣刂诡l率低于母線的截止頻率，高次模波很容易激發(fā)，而且可以將其看作同軸諧振腔以獲得較高檢測(cè)靈敏度。 特高頻法對(duì) GIS進(jìn)行局放測(cè)試主要有兩種方法 :內(nèi)電極法和外電極法。內(nèi)電極法是在 GIS 開(kāi)口蓋板的干燥劑的凹槽上覆蓋很容易固定的且可以消除應(yīng)力 的電極，禍合器由電極與蓋板組成，電極與蓋板由聚四氟乙烯套管黃河水院自動(dòng)化工程系畢業(yè)論文 30 絕緣，它被一個(gè) 50Q 電阻連接到一個(gè)密封的 N 型 50。同軸孔，當(dāng)?shù)満掀鞑挥脮r(shí)，這些孔裝上防風(fēng)雨的短接帽。電極對(duì)蓋板有 100pF 的電容且連到測(cè)試設(shè)備時(shí)有 50Q 的輸入阻抗，所以它的時(shí)間常數(shù)很小，幾乎測(cè)不到低頻信號(hào)。用內(nèi)電極法的靈敏度能達(dá)到約 IPC?，F(xiàn)在英國(guó)所有新制造的 GIS 都提供了為特高頻監(jiān)測(cè)用的內(nèi)電極，并且可用專家系統(tǒng)去處理特高頻放電數(shù)據(jù)，已經(jīng)取得了較好的效果。 GIS 多處裝有盆式絕緣子，而它與 GIS 的金屬外殼連接處存在絕緣縫隙，當(dāng)電磁波沿著金屬筒傳播時(shí)， 可以從這里輻射到 GIS 體外，對(duì)應(yīng)于盆式絕緣子外緣的縫隙處，用其接收 GIS 內(nèi)部局部放電所產(chǎn)生的特高頻信號(hào)，這就是外電極法?？傊?，利用特高頻監(jiān)測(cè) GIS 局部放電的研究工作己開(kāi)展很多，如局部放電源的位置、大小、電流脈沖幅值和形狀對(duì)特高頻信號(hào)影響的研究 。利用特高頻的相位信息對(duì)局部放電進(jìn)行分類 。接收到的特高頻信號(hào)幅值和放電量的關(guān)系的研究等。隨著研究和應(yīng)用工作的進(jìn)一步深入，對(duì)特高頻的標(biāo)準(zhǔn)化要求也不斷提出，特高頻法將在 Gls 局部放電監(jiān)測(cè)中發(fā)揮更加重要的作用。 設(shè)備工作原理及主要技術(shù)指標(biāo) 設(shè)備工作原理 DMS 便攜式 UHF 局放檢測(cè)儀主要由超高頻傳感器、高速數(shù)據(jù)采集單元、分析診斷軟件三部分組成，如圖 315 所示。其中，超高頻傳感器用來(lái)收集由局部放電脈沖激發(fā)并能透過(guò)絕緣介質(zhì)向外傳播的超高頻電磁波信號(hào)，同黃河水院自動(dòng)工程系畢業(yè)論文