HDJF-F超聲波區域性放電巡檢儀使用說明書

產品概述

電氣裝置檢修技術的發展大致可以分為三個階段，即故障檢修、定期檢修和狀態檢修，狀態檢修以可靠性為主，它是根據裝置的狀態而執行的預防性作業。作為電力系統執行的首要要求，供電可靠性日益凸顯其重要性，因此狀態檢修逐步取代了以往的定期預防性檢修。狀態檢修透過對裝置關鍵引數的測量來識別其已有的或潛在的劣化跡象，可在裝置不停運的情況下對其進行狀態評估。

高頻區域性放電巡檢儀針對帶電巡檢的特點，採用高頻電流及超聲波兩種檢測法，其體積小，效能優異，易於操作。可對電纜、變壓器（電抗器）等接地線進行測量。本系統採用現代電子和計算機綜合技術，實現訊號放大（模擬、電子、數字）、濾波、資料採集、資料處理、圖形顯示、試驗報告自動生成，從而完成區域性放電的測量、分析。

引用標準

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 第一部分：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

高頻電流互感器（

HFCT）測量原理

高頻電流互感器主要用於高壓電氣裝置的區域性放電檢測，採用脈衝電流原理。由於絕大部分高壓電氣裝置，其高低壓側或接地部分都存在分佈電容，高場強區發生放電時，會耦合到接地部分並透過接地線進入大地。HFCT卡在接地線上，檢測其局放產生的脈衝電流訊號，從而獲得被檢測裝置的區域性放電資訊。主要用於電纜、變壓器、電抗器、GIS、開關櫃等中高壓裝置的區域性放電訊號檢測。

電纜高頻電流檢測

由於製造或安裝的缺陷，會在電纜端頭（接頭）的絕緣部分發生放電，直至發生絕緣擊穿損壞，甚至會發生著火或爆炸。所以，如何在事故發生之前發現故障隱患是解決問題的關鍵，這就使帶電檢測具有必要性。

在高壓電纜中，導線和金屬護套（鎧裝）遮蔽之間由絕緣材料隔開形成分佈電容，該電容約為幾百pF，對高頻訊號形成通路。因此，高頻的區域性放電訊號由分佈電容對接地引線構成迴路傳輸。當內部放電發生的瞬間，會產生一個高頻的脈衝電流，高頻脈衝電流透過線芯與金屬護套（鎧裝）之間的分佈電容，由高電位的線芯流到低電位的金屬護套（鎧裝）上，並且透過電纜中間接頭或終端處的接地線進入大地。因此，在中間接頭或終端處的接地線接上一個高頻電流互感器（HFCT），便可將高頻脈衝區域性放電電流耦合到HFCT中，透過HFCT與巡檢儀之間的測試電纜傳入巡檢儀進行訊號採集分析

圖 31 HFCT電纜檢測原理

變壓器高頻電流檢測

利用變壓器或電抗器繞組與鐵芯之間的分佈電容形成的耦合通路，如果變壓器或電抗器內部發生區域性放電，放電產生的高頻訊號透過此耦合通路經鐵芯接地線構成迴路，卡裝在鐵芯接地線上的高頻電流互感器即可接收到變壓器內部的放電訊號並在巡檢儀上顯示出相應的檢測資料。

超聲波（

US）測量原理

電力裝置內部產生區域性放電訊號時，會產生衝擊的振動及聲音。超聲波法透過在裝置腔體外壁上安裝超聲波感測器來測量區域性放電訊號。該方法特點是感測器與地理裝置的電氣迴路無任何聯絡，不受電器方面的干擾，但在現場使用時容易受周圍環境噪聲或裝置機械振動的影響。由於超聲訊號在電力裝置常用絕緣材料中的衰減較大，超聲波檢測法的檢測範圍有限，但具有定位準確度高的優點。

變壓器超聲波檢測

變壓器長時間使用，可能存在內部部件鬆動，絕緣表面汙穢，絕緣內部存在氣隙等情況，會引起裝置內部出現非貫穿性放電現象。在放電時會伴隨著衝擊的振動及聲波的產生，區域性放電產生的聲波的頻譜很寬，可以從幾十Hz 到幾MHz，其中頻率低於20kHz 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。透過測量超聲波訊號的聲壓大小，推測放電的強弱。

技術引數

儀器基本操作

儀器開啟/

關閉

按下

按鈕，等待1秒，接通儀器電源。1秒後，開機畫面顯示在螢幕中。

若要關閉儀器，長按

按鈕3秒鐘。

自檢及系統資訊

儀器啟動後，系統會進行自檢，自檢完成後，顯示屏會顯示下列資訊：

·自檢測試結果-顯示加電自檢測試結果，顯示正常或失敗。如果儀器自檢失敗，則列出故障點，請根據故障型別相應處理，若無法處理，則應將儀器返廠修理。

·裝置型號—顯示裝置型號名稱。

·裝置編號—顯示裝置編號資訊。

·軟體版本號—顯示儀器上安裝的當前軟體的版本。

另外也可以從

系統設定

中按

來瀏覽系統資訊顯示屏。

設定

進入系統主畫面後，使用

按鍵進入設定畫面，使用

和

按鍵選擇想要修改的專案，選中專案後使用

和

按鍵對專案進行修改。

其中特殊項：系統設定中的裝置名稱、任務編號、日期時間對其進行修改時首先使用

和

按鍵選擇該項，然後使用

和

按鍵來選擇要修改的具體位置，當要修改的位置閃爍後使用

和

按鍵對該位置進行修改，修改完畢後使用

和

按鍵調整到沒有閃爍區域後，使用

和

按鍵選擇想要修改的其他專案。

系統設定

圖63 系統設定畫面

檔名稱—顯示資料儲存檔案的名稱，顯示當前儲存狀態。

裝置名稱—被檢測裝置的編號。

任務編號—試驗任務編號。

測量通道—當前工作通道。

觸發方式—選擇觸發模式，內同步、外同步可選。

按鍵聲音—按鍵聲音開、關控制。

日期時間—系統日期時間設定。

圖片儲存位置—設定圖片儲存路徑，可儲存在SD卡內，也可透過USB口儲存到終端裝置。

US設定

圖 64 US設定畫面

預警值（黃色）—設定黃色“交通燈”門限值（預設值3mV）

報警值（紅色）—設定紅色“交通燈”門限值（預設值5mV）

增益—通道增益調節，系統採用自動增益控制調節，範圍為：42dB、35dB、28dB、21dB、14dB、7dB、-0dB、-7dB。

測量模式—US測量模式的切換，包含波形模式、連續模式、相位模式。

波形模式周波數—更改波形模式下顯示波形的周波數量。

HFCT設定

圖 65 HFCT設定畫面

預警值（黃色）—設定黃色“交通燈”門限值（預設值20dBmV）

報警值（紅色）—設定紅色“交通燈”門限值（預設值29dBmV）

測量模式—HFCT顯示模式的切換，包含波形模式、統計模式、脈衝模式。

增益—通道增益調節，系統採用自動增益控制調節，範圍為：40dB、34dB、28dB、22dB、16dB、10dB、4dB、-2dB、-8dB、-14dB、-20dB、-26dB。

統計模式統計時長—設定統計模式的統計時間

系統資訊

圖 66 系統資訊畫面

瀏覽在加電時顯示的系統資訊。

HFCT

測量

HFCT有3種測量模式：波形模式、統計模式、脈衝模式。

HFCT—波形模式

在

系統設定

中

測量方式

選擇

HFCT

，

HFCT

設定

中

測量模式

選擇

波形模式

後設置周波數，再點選

按鈕進入顯示畫面：

圖 67 HFCT波形執行模式

測量通道—顯示正在測量的通道。

測量模式/顯示模式—顯示當前測量模式（正常模式、脈衝模式，統計模式。）

觸發方式—顯示當前觸發方式及執行狀態。

時間日期—顯示系統時間日期。

電池狀態—顯示當前剩餘電池電量。

報警指示—顯示當前的報警狀態，如綠色、黃色或紅色，具體由設定值決定。預設值為：小於20 dB = 綠色、20-29 dB = 黃色、大於 29dB = 紅色。

測試背景—顯示當前測試背景，在停止狀態下，點選儲存測試背景。

峰值讀數—當前周波測量到的峰值讀數，用dBmV表示。

報警歷史—以流動柱狀態圖的形式顯示最近 20 個測量值，色彩編碼類似於交通指示燈。還可以透過按下按鈕來清除歷史。

歷史最大讀數—進入測量模式以來，所獲得的最大讀數。還可以透過按下按鈕來複位。

增益—當前通道增益係數，系統根據訊號大小自動調節。

操作指示—系統對當前畫面可用操作進行提示。

波形圖—顯示測量波形可顯示多個周波根據放電特性來判斷是否放電，透過和按鈕可對波形幅值顯示進行縮放

圖 68 HFCT波形停止模式

儲存記錄—以資料庫的形式對測量資料，波形進行儲存。

檢視記錄—檢視測量資料，對資料進行處理。

設為背景—將當前測得值設為背景值。

清除歷史—對報警歷史進行清除處理。

儲存圖片—將測得波形以圖片形式進行儲存。

HFCT—統計模式

在

HFCT

設定

中

測量模式

選擇

統計模式

後，點選按鈕進入顯示畫面，HFCT的統計模式有3種顯示模式，若要在各模式之間進行切換，則可以在執行狀態下使用左、右方向鍵在各個不同顯示屏之間進行切換。

圖 69 顯示模式切換

二維圖譜（峰值圖譜）

顯示單週期內波形幅值和相位的關係，以及脈衝次數與相位的關係。

二維圖譜（指紋圖）

該模式下縱軸代表放電水平，橫軸代表相位0-360度，不同的畫素顏色代表不同的峰值頻次。點選按鈕開始重新統計。

三維圖譜（Q-Φ-T）

該模式縱軸代表放電水平，橫軸代表相位，Z軸代表時間，脈衝不同顏色代表放電水平的大小不同，右側顏色標識代表縱軸不同的百分比所使用的不同顏色。透過該模式可以區分干擾和放電，以及隨時間變化不同相位訊號的變化。

HFCT—脈衝模式

在

HFCT

設定

中

測量模式

選擇

脈衝模式

後，點選按鈕進入顯示畫面：

圖 610 脈衝模式

脈衝數/2S—顯示在 2 秒期間內的脈衝計數。

脈衝數/週期—顯示 50Hz主頻率下的每週期內的脈衝數。

嚴重度—顯示短期嚴重度（根據 HFCT幅值（mV）x 每週期內的脈衝數計算）。

US

測量

US有3種測量模式：波形模式、連續模式、相位模式。

在系統設定中測量方式選擇US，US設定中選擇需要的測量模式後，點選按鈕進入顯示畫面。

US—波形模式

波形檢測模式用於對被測訊號的原始波形進行診斷分析，以便能直觀的觀察被測訊號是否存在異常。

圖 611 US波形模式測量畫面

US—連續模式

連續檢測模式是區域性放電超聲波檢測中應用最為廣泛的一種檢測方法。可迅速檢測被測訊號特徵，顯示直觀，響應速度快。該模式透過不同引數值的大小組合判斷被測裝置是否存在區域性放電以及可能的放電型別。

按下F1停止後，再點選確定可設定背景。

有效值—顯示被測訊號在一個週期內的有效值。

週期峰值—顯示被測訊號在一個週期內的峰值。

50Hz相關性—顯示被測訊號50Hz頻率成分。

100Hz相關性—顯示被測訊號100Hz頻率成分。

US—相位模式

由於區域性放電訊號的產生與工頻電場具有相關性，因此可以將工頻電壓作為參考量，透過觀察被測訊號的發生相位是否具有聚集效應來判斷被測訊號是否是因裝置內部放電引起的。

圖 613 US相位模式測量畫面

橫軸為角度（0～360°），縱軸為訊號幅值（mV）。

資料儲存

系統將資料儲存在SD卡中，為了保證軟體正常儲存及讀取，應保證SD卡有效。在儲存前應先在系統設定中設定檔名稱、裝置名稱、任務編號，以作為日後檢視標識。

在停止狀態下，按下

按鍵，可對資料及圖形進行儲存。

資料檢視

停止狀態下按下

按鍵，可開啟歷史資料視窗，在該視窗下，可對記錄進行刪除，對檔案可進行匯出和刪除，同時提供藍芽傳送介面。

外同步的使用

在現場試驗時，為了得到穩定而且準確的相位，可以採用外同步觸發方式，在系統設定裡，將觸發方式改成外同步，將無線同步發射器接到試驗電源上，點選執行，此時放電相位為穩定而準確的相位。

注意：無線同步連線試驗電源時，應嚴格按照LNE的標識進行接線。

圖 615 無線同步發射器

感測器的使用

高頻電流互感器（HFCT）

高頻電流互感器（HFCT）是放電測量的一種前端耦合裝置，一次電纜穿纜的原則為：根據HFCT上的箭頭標識從高頻電流互感器的正面（有標牌面）穿入，背面穿出接地。

圖 616高頻電流互感器（HFCT）圖片

超聲感測器（HCCS-II）使用

使用時在探頭處塗抹耦合劑，將感測器緊貼在被測裝置外殼上

圖 617接觸式超聲感測器（HCCS）圖片

儀器充電

第一次使用前，應為該裝置充電。完全充電所需時間大約4小時；但是，如果該裝置已經部分充電，則應減少充電時間。一旦電池充滿，指示燈變為綠色。充電狀態由靠近充電器插孔旁邊的LED指示。

·如果LED熄滅，該裝置未充電，如果接入電源介面卡後充電指示燈不亮，表示充電線路有故障，請檢查電源介面卡是否通電。

·如果LED紅色，則表示電池正在充電。

·如果LED綠色，則表示電池已充滿。

·充電時務必關閉高頻區域性放電巡檢儀。

·充電器插入時，不得用儀器進行測量。

注：對本儀器內建電池進行充電時，必須使用本儀器配帶的專用電源介面卡充電，不得使用其它電源，否則可能造成電池或儀器損壞！

檢測流程

HFCT

區域性放電檢測流程

設定引數：點選

設定檔名，裝置名稱，任務編號，測量方式選擇HFCT；再點選

，透過

選擇測量模式，點選

選為波形模式（出廠預設模式），再點選

返回測量介面。

背景檢測：連線HFCT感測器，當訊號保持穩定時按下

停止執行，再點選

，記錄下背景值，點選

執行。

接入感測器：將HFCT感測器卡在裝置的接地線上，根據HFCT上的箭頭標識從高頻電流互感器的正面（有標牌面）穿入，背面穿出接地。

訊號檢測：觀察所測波形是否具有周期性，並與背景訊號比較，看是否有明顯變化。

異常診斷：當透過波形模式檢測到異常訊號時，應對區域性放電進行診斷與分析，透過改變測量模式記錄和分析訊號。

資料記錄：透過儀器的記錄功能將資料儲存：在各個模式下點選

停止，點選

儲存記錄。

生成報告：取下SD卡，或在USB埠插入隨身碟在停止狀態下點選

，再點選

檔案匯出可將資料匯出到隨身碟，按照第9章生成巡檢報告。

US

區域性放電檢測流程

塗抹耦合劑：為了保證感測器與殼體良好接觸，避免在殼體與感測器之間產生氣泡，首先要在感測器表面塗抹耦合劑。

設定引數：點選

設定檔名，裝置名稱，任務編號，測量方式選擇US；再點選

，測量模式選為連續檢測模式，儀器會根據訊號自動轉換增益（常規檢測時無需設定，可使用內建引數）。

背景檢測：將感測器經耦合劑貼附在裝置構架上，當訊號保持穩定時按下

停止執行，再點選

，記錄下背景值，點選

執行。

訊號檢測：將感測器經耦合劑貼在裝置外殼上，觀察訊號有效值，週期峰值，50Hz頻率成分，100Hz頻率成分的大小，並與背景訊號比較，看是否有明顯變化。

異常診斷：當連續模式檢測到異常訊號時，應開展區域性放電診斷與分析，包括透過應用相位檢測模式，時域波形檢測模式判斷放電型別；或是挪動感測器位置，尋找訊號最大值，查明可能的放電位置。

資料記錄：透過儀器的記錄功能將資料儲存：在當前模式下點選

停止，點選

儲存記錄，按照第8。1節第7步生成檢測報告。

圖 71 US檢測流程

巡檢報告

巡檢資料可透過SD卡或者隨身碟等匯出到PC機中，從而完成使用者報告的建立。報告生成對PC機的要求：

系統：為XP系統或WIN7系統。

軟體：應安裝Microsoft Word2003或者Word2007。

執行HCDR。exe軟體，啟動介面如下：

圖 81 HCDR。exe主介面

載入資料檔案—載入要建立報告的資料檔案。

關閉資料檔案—關閉已經載入的資料檔案。

全選—對資料記錄全選。

反選—反選資料記錄。

建立報告—點選建立報告。

退出—退出