LYPCD-3500 高壓開關(guān)柜局放監(jiān)測儀產(chǎn)品概述  

開關(guān)柜的故障類型一般可分為拒動/誤動故障,、絕緣故障,、開斷與關(guān)合故障、載流故障,、外力及其他故障,。中國電力科學(xué)院對1989～1997年和2004年40.5KV以下開關(guān)設(shè)備的故障進行了統(tǒng)計，其中絕緣與載流性故障占30%～53%,。而廣東電網(wǎng)公司對1992～2002年開關(guān)設(shè)備故障類型的統(tǒng)計結(jié)果顯示,，絕緣與載流性故障的比例甚至高達66%  .以上兩種故障均與放電現(xiàn)象有關(guān)。近年來,，英國電力企業(yè)對國內(nèi)使用中壓真空開關(guān)進行故障統(tǒng)計：其中誤操作和機械性兩類故障占30%～38% ,；放電互感器和電纜箱類故障占26%～44% 。這些故障都會伴隨著局部放電現(xiàn)象的產(chǎn)生,。采用傳統(tǒng)方法檢測需浪費大量的財力,，造成巨大的損失。

采用暫態(tài)對地電壓(TEV)測量和超聲波(US)測量兩種新興技術(shù)對開關(guān)柜進行故障檢測,。 設(shè)備采用便攜式,，操作簡單，TEV傳感器貼在箱壁,，US傳感器沿著開關(guān)柜上的縫隙掃描檢測,，對高壓開關(guān)及開關(guān)柜無任何損害，所有的檢測對高壓開關(guān)及開關(guān)柜設(shè)備的運行不產(chǎn)生任何影響,。該產(chǎn)品可以對測量進行信號多周期觀察,，對放電進行頻率識別，并通過多種模式進行分析,，能夠清楚地判斷出開關(guān)柜是否出現(xiàn)故障,。

引用標(biāo)準(zhǔn)

局部放電測量GB/T 7354

電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場測量導(dǎo)則 DL/T 417

高電壓試驗技術(shù) *部分：一般試驗要求 GB/T 16927.1

高電壓試驗技術(shù) 第二部分：測量系統(tǒng) GB/T 16927.2

高電壓試驗技術(shù) 第3 部分: 現(xiàn)場試驗的定義及要求 GB/T 16927.3

LYPCD-3500 高壓開關(guān)柜局放監(jiān)測儀產(chǎn)品簡介

本產(chǎn)品主要由以下幾部分組成：

LYPCD-3500巡檢儀一臺。

主機充電器一套

LYTEV-II傳感器1個,。

LYCS-Ⅳ非接觸式超聲傳感器1個

BNC-SMA 50Ω同軸電纜2條,。

LYTX-03無線同步發(fā)射器及電源線一套。

讀卡器1個,。

后臺報告生成軟件光盤1個

                                               圖 3?1系統(tǒng)組成

暫態(tài)地電壓（TEV）測量原理

當(dāng)配電設(shè)備發(fā)生局部放電現(xiàn)象時,，帶電離子會快速地由帶電體向接地的非帶電體快速遷移，如配電設(shè)備的柜體,，并在非帶電體上產(chǎn)生電流行波,，且以光速向各個方向快速傳播。受集膚效應(yīng)的影響,，電流行波往往僅集中在柜體的內(nèi)表面,，而不會直接穿透金屬柜體,。但是當(dāng)電流行波遇到不連續(xù)的金屬斷開或絕緣連接處時，電流行波會有金屬柜體內(nèi)表面轉(zhuǎn)移到外表面,，并以電磁波形式向自由空間傳播,，且在金屬外表面產(chǎn)生暫態(tài)地電壓。而該電壓可用的TEV傳感器布置在開關(guān)柜外面進行測量,。TEV傳感器類似傳統(tǒng)的RF耦合電容器,，其殼體可做絕緣和保護雙重功能，傳感器內(nèi)部可感應(yīng)出高頻脈沖電流信號,。其測量原理如圖：

                                 圖 4-1 TEV檢測原理

超聲波（US）測量原理

局部放電發(fā)生前,，放點點周圍的電場力絕緣介質(zhì)的機械應(yīng)力和粒子力處于相對平衡狀態(tài)。局部放電發(fā)生時電荷的快速釋放或遷移使電場發(fā)生改變,，打破了平衡狀態(tài),，引起周圍粒子發(fā)生震蕩性機械運動，從而產(chǎn)生聲音或振動信號,。超聲波法通過在設(shè)備腔體外壁上安裝超聲波傳感器來測量局部放電信號,。該方法特點是傳感器與地理設(shè)備的電氣回路無任何，不受電器方面的干擾,，但在現(xiàn)場使用時容易受周圍環(huán)境噪聲或設(shè)備機械振動的影響,。由于超聲信號在電力設(shè)備常用絕緣材料中的衰減較大，超聲波檢測法的檢測范圍有限,，但具有定位準(zhǔn)確度高的優(yōu)點。局部放電產(chǎn)生的聲波的頻譜很寬,，可以從幾十Hz 到幾MHz,，其中頻率低于20kHz 的信號能夠被人耳聽到，而高于這一頻率的超聲波信號必須用超聲波傳感器才能接收到,。通過測量超聲波信號的聲壓大小,，推測放電的強弱。

               圖 5-1 US測量原理

LYPCD-3500 技術(shù)參數(shù)

LYPCD-3500 基本操作

                          圖 7?1 整機接口圖

儀器開啟/關(guān)閉

按下按鈕,，等待1秒,，接通儀器電源。1秒后,，開機畫面顯示在屏幕中,。

                     圖 7?2 開機畫面

若要關(guān)閉儀器,，長按 按鈕3秒鐘。

自檢及系統(tǒng)信息

儀器啟動后,，系統(tǒng)會進行自檢,，自檢完成后，顯示屏?xí)@示下列信息：

·自檢測試結(jié)果-顯示加電自檢測試結(jié)果,，顯示正?；蚴　Ｈ绻麅x器自檢失敗,，則列出故障點,，請根據(jù)故障類型相應(yīng)處理，若無法處理,，則應(yīng)將儀器返廠修理,。

·設(shè)備型號—顯示設(shè)備型號名稱。

·設(shè)備編號—顯示設(shè)備編號信息,。

·軟件版本號—顯示儀器上安裝的當(dāng)前軟件的版本,。

另外也可以從系統(tǒng)設(shè)置中按來瀏覽系統(tǒng)信息顯示屏。

設(shè)置

進入系統(tǒng)主畫面后,，使用按鍵進入設(shè)置畫面，使用和按鍵選擇想要修改的項目,，選中項目后使用和按鍵對項目進行修改,。

其中特殊項：系統(tǒng)設(shè)置中的設(shè)備名稱、任務(wù)編號,、日期時間對其進行修改時首先使用和按鍵選擇該項,，然后使用和按鍵來選擇要修改的具體位置，當(dāng)要修改的位置閃爍后使用和按鍵對該位置進行修改，修改完畢后使用和按鍵調(diào)整到?jīng)]有閃爍區(qū)域后,，使用和按鍵選擇想要修改的其他項目。

LYPCD-3500 系統(tǒng)設(shè)置

                 圖7?3 系統(tǒng)設(shè)置畫面SZ

文件名稱—顯示數(shù)據(jù)存儲文件的名稱,，顯示當(dāng)前存儲狀態(tài),。

設(shè)備名稱—被檢測設(shè)備的編號。

任務(wù)編號—試驗任務(wù)編號。

測量通道—當(dāng)前工作通道,。

同步方式—選擇同步方式，內(nèi)同步,、光同步,、外同步,。

內(nèi)同步：可檢測電力設(shè)備是否存在放電及其放電大小。

光同步：在室內(nèi)或其他無陽光直射地點檢測時,，需打開白熾燈,，可將同步方式改為光同步,。

外同步：為了得到穩(wěn)定而且準(zhǔn)確的相位。

按鍵聲音—按鍵聲音開,、關(guān)控制,。

日期時間—系統(tǒng)日期時間設(shè)置。

圖片存儲位置—設(shè)置圖片存儲路徑,，可存儲在SD卡內(nèi),，也可通過USB口存儲到終端設(shè)備。

US設(shè)置

                   圖 7?4 US設(shè)置畫面

預(yù)警值（黃色）—設(shè)定黃色“交通燈”門限值（默認(rèn)值3mV）

報警值（紅色）—設(shè)定紅色“交通燈”門限值（默認(rèn)值7mV）

增益—通道增益調(diào)節(jié),，系統(tǒng)采用自動增益控制調(diào)節(jié),，范圍為：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(xù)模式,、相位模式,。

波形模式周波數(shù)—更改波形模式下顯示波形的周波數(shù)量。

TEV設(shè)置  

              圖 7?5 TEV設(shè)置畫面

預(yù)警值（黃色）—設(shè)定黃色“交通燈”門限值（默認(rèn)值20dBmV）

報警值（紅色）—設(shè)定紅色“交通燈”門限值（默認(rèn)值29dBmV）

測量模式—HFCT顯示模式的切換,，包含波形模式,、統(tǒng)計模式、脈沖模式,。

統(tǒng)計模式統(tǒng)計時長—設(shè)置統(tǒng)計模式的統(tǒng)計時間

系統(tǒng)信息

              圖 7?6 系統(tǒng)信息畫面

瀏覽在加電時顯示的系統(tǒng)信息,。

TEV測量

TEV有3種測量模式：波形模式、統(tǒng)計模式,、脈沖模式,。

TEV—波形模式

在系統(tǒng)設(shè)置中測量方式選擇TEV，按TEV設(shè)置中測量模式選擇波形模式后設(shè)置周波數(shù),，再點擊按鈕進入顯示畫面：

                        圖 7?7 TEV波形運行模式

測量通道—顯示正在測量的通道,。

測量模式/顯示模式—顯示當(dāng)前測量模式（正常模式、脈沖模式,，統(tǒng)計模式,。）

觸發(fā)方式—顯示當(dāng)前觸發(fā)方式及運行狀態(tài)。

時間日期—顯示系統(tǒng)時間日期,。

電池狀態(tài)—顯示當(dāng)前剩余電池電量,。

報警指示—顯示當(dāng)前的報警狀態(tài)，如綠色,、黃色或紅色,，具體由設(shè)定值決定,。默認(rèn)值為：小于20 dB = 綠色、20-29 dB = 黃色,、以及大于 29dB = 紅色。

測試背景—顯示當(dāng)前測試背景,，在停止?fàn)顟B(tài)下,，點擊保存測試背景。

峰值讀數(shù)—當(dāng)前周波測量到的峰值讀數(shù),，用dBmV表示,。

報警歷史—以流動柱狀態(tài)圖的形式顯示近 20 個測量值，色彩編碼類似于交通指示燈,。還可以通過按下按鈕來清除歷史,。

歷史大讀數(shù)—進入測量模式以來，所獲得的大讀數(shù),。還可以通過按下按鈕來復(fù)位,。

操作指示—系統(tǒng)對當(dāng)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(jù)放電特性來判斷是否放電,，通過和按鈕可對波形幅值顯示進行縮放,。

             圖 7?8 TEV波形停止模式

保存記錄—以數(shù)據(jù)庫的形式對測量數(shù)據(jù)，波形進行存儲,。

查看記錄—查看測量數(shù)據(jù),，對數(shù)據(jù)進行處理。

設(shè)為背景—將當(dāng)前測得值設(shè)為背景值,。

清除歷史—對報警歷史進行清除處理,。

存儲圖片—將測得波形以圖片形式進行保存。

TEV—統(tǒng)計模式

在TEV設(shè)置中測量模式選擇統(tǒng)計模式后,，點擊按鈕進入顯示畫面,，TEV的統(tǒng)計模式有3種顯示模式，若要在各模式之間進行切換,，則可以在運行狀態(tài)下使用左,、右方向鍵在各個不同顯示屏之間進行切換

                                 圖 7?9 顯示模式切換

二維圖譜（峰值圖譜）

顯示單周期內(nèi)波形幅值和相位的關(guān)系，以及脈沖次數(shù)與相位的關(guān)系,。

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，不同的像素顏色代表不同的峰值頻次,。點擊按鈕開始重新統(tǒng)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,，脈沖不同顏色代表放電水平的大小不同,，右側(cè)顏色標(biāo)識代表縱軸不同的百分比所使用的不同顏色。通過該模式可以區(qū)分干擾和放電,，以及隨時間變化不同相位信號的變化,。

TEV—脈沖模式

               圖 7?10 脈沖模式

在TEV設(shè)置中測量模式選擇脈沖模式后，點擊按鈕進入顯示畫面：

脈沖數(shù)/2S—顯示在 2 秒期間內(nèi)的脈沖計數(shù),。

脈沖數(shù)/周期—顯示 50Hz主頻率下的每周期內(nèi)的脈沖數(shù),。

嚴(yán)重度—顯示短期嚴(yán)重度（根據(jù) TEV幅值（mV）x 每周期內(nèi)的脈沖數(shù)計算）。

US測量

US有3種測量模式：波形模式,、連續(xù)模式,、相位模式。

在系統(tǒng)設(shè)置中測量方式選擇US,，US設(shè)置中選擇需要的測量模式后,，點擊按鈕進入顯示畫面。

US—波形模式

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

           圖 7?11 US波形模式測量畫面

US—連續(xù)模式

連續(xù)檢測模式是局部放電超聲波檢測中應(yīng)用為廣泛的一種檢測方法?？裳杆贆z測被測信號特征,，顯示直觀，響應(yīng)速度快,。該模式通過不同參數(shù)值的大小組合判斷被測設(shè)備是否存在局部放電以及可能的放電類型,。

           圖 7?12 US連續(xù)模式測量畫面

按下F1停止后，再點擊確定可設(shè)置背景,。

有效值—顯示被測信號在一個周期內(nèi)的有效值,。

周期峰值—顯示被測信號在一個周期內(nèi)的峰值。

50Hz相關(guān)性—顯示被測信號50Hz頻率成分,。

100Hz相關(guān)性—顯示被測信號100Hz頻率成分,。

US—相位模式

由于局部放電信號的產(chǎn)生與工頻電場具有相關(guān)性，因此可以講工頻電壓作為參考量,，通過觀察被測信號的發(fā)生相位是否具有聚集效應(yīng)來判斷被測信號是否因設(shè)備內(nèi)部放電引起的,。

圖 7?13 US相位模式測量畫面

橫軸為角度（0～360°）,，縱軸為信號幅值（mV）,。

按下后，可查看存儲記錄,。

點擊按鈕可以消除統(tǒng)計。

數(shù)據(jù)存儲

系統(tǒng)將數(shù)據(jù)存儲在SD卡中,，為了保證軟件正常存儲及讀取,，應(yīng)保證SD卡有效。在存儲前應(yīng)先系統(tǒng)設(shè)置中設(shè)置文件名稱,、設(shè)備名稱,、任務(wù)編號,，以作為日后查看標(biāo)識。

在停止?fàn)顟B(tài)下,，按下按鍵，可對數(shù)據(jù)及圖形進行存儲,。

數(shù)據(jù)查看

停止?fàn)顟B(tài)下按下按鍵，可打開歷史數(shù)據(jù)窗口,，在該窗口下，可對記錄進行刪除,，對文件可進行導(dǎo)出和刪除，同時提供藍(lán)牙發(fā)送接口,。

              圖 7?14 歷史數(shù)據(jù)畫面

外同步的使用

在現(xiàn)場試驗時,，為了得到穩(wěn)定而且準(zhǔn)確的相位，可以采用外同步觸發(fā)方式,，在系統(tǒng)設(shè)置里，將觸發(fā)方式改成外同步,，將無線同步發(fā)射器接到試驗電源上，點擊運行,，此時放電相位為穩(wěn)定而準(zhǔn)確的相位。

注意：無線同步連接試驗電源時,，應(yīng)嚴(yán)格按照LNE的表示進行接線。

    圖 7?15 無線同步發(fā)射器

傳感器的使用

TEV傳感器

TEV傳感器能夠感應(yīng)出開關(guān)柜金屬柜體上的暫態(tài)電壓形成一定的高頻感應(yīng)電流,。使用時將TEV傳感器緊貼在金屬柜體上,。

         圖 7?16 TEV傳感器圖片

非接觸式超聲傳感器（CS）使用

非接觸式超聲傳感器是對發(fā)生局放時在空氣中傳播的超聲波進行檢測,。要求放電源與傳感器之間必須有良好的空氣路徑，對于封閉良好,，無氣孔及空氣間隙的開關(guān)柜將無法檢測,。使用時將傳感器吸附在開關(guān)柜體上,，防止超聲移動產(chǎn)生干擾信號,，并將超聲探頭對準(zhǔn)設(shè)備的縫隙處進行檢測。

                             圖 7?17非接觸式超聲傳感器（CS）圖片

儀器充電

*次使用前,，應(yīng)為該裝置充電。*充電所需時間大約4小時,；但是，如果該裝置已經(jīng)部分充電,，則應(yīng)減少充電時間。一旦電池充滿,，指示燈變?yōu)榫G色。充電狀態(tài)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,，如果接入電源適配器后充電指示燈不亮，表示充電線路有故障,，請檢查電源適配器是否通電。

·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(wù)必關(guān)閉LYPCD-3500 TEV局部放電巡檢儀,。

·充電器插入時，不得用儀器進行測量,。

注：對本儀器內(nèi)置電池進行充電時,，必須使用本儀器配帶的電源適配器充電,，不得使用其它電源，否則可能造成電池或儀器損壞,！

檢測流程及聲電聯(lián)合檢測有效性

TEV局部放電檢測流程

設(shè)置參數(shù)：點擊設(shè)置文件名，設(shè)備名稱,，任務(wù)編號，測量方式選擇TEV,；再點擊，通過選擇測量模式,，點擊選為波形模式（出廠默認(rèn)模式），再點擊返回測量界面,。

背景檢測：連接TEV傳感器,，將傳感器貼在接地的金屬體上（非測量源）當(dāng)信號穩(wěn)定時按下停止運行,，再點擊，記錄下背景值,，點擊運行。 

信號檢測：將傳感器緊貼在檢測部位開關(guān)柜發(fā)生放電的主要部位為母排（連接處,、穿墻套管，支撐絕緣件等）,、斷路器,，CT、PT,、電纜等設(shè)備所對應(yīng)到開關(guān)柜柜壁的位置，這些設(shè)備大部分位于開關(guān)柜前面板中部及下部,，后面板上部、中部及下部,、側(cè)面板的上部,、中部及下部（開關(guān)柜TEV檢測部位如圖8-1）,。

異常診斷：當(dāng)通過波形模式檢測到信號時，應(yīng)對局部放電進行診斷與分析,，觀察信號的周期性通過改變測量模式記錄和分析信號。

數(shù)據(jù)記錄：通過儀器的記錄功能將數(shù)據(jù)保存：在各個模式下點擊停止,，點擊保存記錄，以供后期分析,。

生成報告：取下SD卡，或在USB端口插入U盤在停止?fàn)顟B(tài)下點擊,，再點擊文件導(dǎo)出可將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到U盤，按照第9章生成巡檢報告,。

                   圖 8?1 TEV檢測部位示意圖

US局部放電檢測流程

設(shè)置參數(shù)：點擊設(shè)置文件名，設(shè)備名稱,，任務(wù)編號，測量方式選擇US,；再點擊,，測量模式選為連續(xù)檢測模式,，儀器會根據(jù)信號自動轉(zhuǎn)換增益（常規(guī)檢測時無需設(shè)置，可使用內(nèi)置參數(shù)）,。

背景檢測：將傳感器對著空曠的地方,，當(dāng)信號保持穩(wěn)定時按下停止運行，再點擊,，記錄下背景值,，點擊運行,。

信號檢測：將超聲波傳感器探頭沿著柜體上的縫隙進行掃描檢測，觀察波形變化,。

異常診斷與分析：當(dāng)檢測到周期性信號時進行分析,，觀察在連續(xù)檢測模式下50Hz頻率成分,，100Hz頻率成分的大小，并與背景信號比較,，看是否有明顯變化,。并且開展局部放電診斷與分析，包括通過應(yīng)用相位檢測模式,，時域波形檢測模式判斷放電類型；或是挪動傳感器位置,，尋找信號大值,，查明可能的放電位置,。

圖表 8?1                                 US檢測缺陷判據(jù)

數(shù)據(jù)記錄：通過儀器的記錄功能將數(shù)據(jù)保存：在當(dāng)前模式下點擊停止,，點擊保存記錄，按照第8.1節(jié)第6步生成檢測報告,。

       圖 8?2 US檢測位置示意圖

聲電聯(lián)合檢測

為了更加有效地檢測出高壓開關(guān)柜和工頻試驗變壓器的局部放電及其放電類型，應(yīng)將超聲波（US）測量法與暫態(tài)地電壓（TEV）測量法聯(lián)合使用,。經(jīng)過長期實驗室物理模擬開關(guān)柜放電現(xiàn)象,，發(fā)現(xiàn)了其各自的特點（見下表）,。                   

圖表 8?2                         聲電檢測技術(shù)技術(shù)的區(qū)別

下圖為實驗室模擬開關(guān)柜局部放電模型：

                           圖 8?3 部分局部放電物理模

巡檢報告

巡檢數(shù)據(jù)可通過SD卡或者U盤等導(dǎo)出到PC機中，從而完成用戶報告的創(chuàng)建,。報告生成對PC機的要求：

系統(tǒng)：為XP系統(tǒng)或WIN7系統(tǒng)。

軟件：應(yīng)安裝Microsoft Word2003或者Word2007。

運行LYDR.exe軟件,，啟動界面如下：

                       圖 9?1 LYDR.exe主界面

加載數(shù)據(jù)文件—加載要創(chuàng)建報告的數(shù)據(jù)文件。

關(guān)閉數(shù)據(jù)文件—關(guān)閉已經(jīng)加載的數(shù)據(jù)文件,。

全選—對數(shù)據(jù)記錄全選。

反選—反選數(shù)據(jù)記錄,。

創(chuàng)建報告—點擊創(chuàng)建報告,。

退出—退出軟件,。

                             圖 9?2 報告樣例