一,、LYTCD-9808局部放電檢測儀安全提示
1,、本系統(tǒng)的操作、維護應(yīng)由能勝任的相關(guān)專業(yè)人員進行,。
2,、局部放電試驗現(xiàn)場電壓高達幾萬伏,試驗人員應(yīng)嚴格遵守所有安全預(yù)防措施,。試驗區(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)被隔離在試驗區(qū)域之外,。在試驗過程中及上電后,,任何人不得進入高壓區(qū)。
3,、在試驗以前,,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,,因為表面的濕氣和污垢會引起表面的局部放電,,導(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、在試驗開始加壓前,,試驗人員必須詳細而全面地檢查一遍線路,,以免線路接錯。特別應(yīng)關(guān)注接地線,、高壓線和強電回路的連線是否牢固連接,。
8、試驗異常時,,應(yīng)首先切斷電源,,再作進一步處理。
二,、功能特點
測量通道:2/4/6通道測量,,獨立的信號調(diào)理、AD采樣,、處理,、顯示,且實現(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行波形分析,確定信號的性質(zhì),。
開窗功能:可在任意相位開窗(消隱),,用于特別顯示(或屏蔽)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),、試驗電源和試驗現(xiàn)場空間的干擾進行同步濾除。
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),實現(xiàn)增益連續(xù)可調(diào),。
保存打?。嚎杀4鎲未畏烹姷臄?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,、LYTCD-9808局部放電檢測儀局部放電測試系統(tǒng)
1,、系統(tǒng)概述
本儀器是按照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)備運行維護的局部放電測試,,儀器結(jié)構(gòu)緊湊、攜帶方便,,抗干擾能力強,。適用于各種電壓等級和容量的變壓器、發(fā)電機,、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,、輸入阻抗單元、校準脈沖發(fā)生器,、耦合電容分壓器(外零標輸入),、PC機(分體機)以及連接電纜等組成。
2,、主機
(1)面板結(jié)構(gòu)
(2)主機硬件框圖
本儀器采用脈沖電流法,。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,另一個是來自試驗電源經(jīng)分壓后的試驗電壓信號
每個通道的輸入信號獨立的經(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)過細調(diào)增益控制,經(jīng)過更精密一級的高低通濾波,,進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機或工控主機系統(tǒng)進行顯示,。
試驗電壓信號經(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)理得到試驗電壓的外零標信號,,另一路經(jīng)過有效值轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換得到試驗電壓數(shù)據(jù),。該數(shù)據(jù)由FPGA送給PC機或工控主機系
統(tǒng)進行顯示。
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回路或試品,為達到佳的靈敏度而專門設(shè)計的,。本系統(tǒng)配備了十三種獨立的輸入單元,,其中第十三種為單元。面板示意如下圖:
本系統(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,,便可達到足夠高的測量靈敏度。
系統(tǒng)備有12個獨立檢測阻抗,,足以滿足選擇之要求,。
輸入單元序號 | 調(diào)諧電容范圍 | 允許電流有效值 | |
不平衡電路 | 平衡電路 | ||
1 | 6-25-100微微法 | 30mA | 0.25 A |
2 | 25-100-400微微法 | 60mA | 0.5A |
3 | 100-400-1500微微法 | 120mA | 1A |
4 | 400-1500-6000微微法 | 0.25A | 2A |
5 | 1500-6000-25000微微法 | 0.5A | 4A |
6 | 0.006-0.025-0.1微法 | 1A | 8A |
7 | 0.025-0.1-0.4微法 | 2A | 15A |
8 | 0.1-0.4-1.5微法 | 4A | 30A |
9 | 0.4-1.5-6.0微法 | 8A | 60A |
10 | 1.5-6.0-25微法 | 15A | 120A |
11 | 6.0-25-60微法 | 25A | 200A |
12 | 25-60-250微法 | 50A | 300A |
7R | 電阻 | 2A | 15A |
只要選取檢測阻抗的調(diào)諧電容Ct的中心值等于測量回路的諧振電量Ct,可使測量回路的靈敏度足夠高,。一般使Ct值落入Ct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,。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,。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*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,。
4、校準脈沖發(fā)生器(詳見附錄1)
5,、耦合電容分壓器
零標輸入單元作為局部放電檢測系統(tǒng)的相位基準,,對識別局部放電和干擾有重要作用,本儀器系統(tǒng)內(nèi)置內(nèi)零標單元和外零標輸入單元,。外零標輸入時,,系統(tǒng)的相位可以和外零標輸入嚴格同步,且無頻率間隔要求,,故可以和無局放串聯(lián)諧振電源相配合,,外零標的輸入范圍為:交流10∽380V,30Hz∽300Hz,。
在實際試驗中,,可以將試驗電源電壓經(jīng)分壓器降至10∽380V再接入零標單元。如果在屏幕上輸入分壓器的變比,,可以直接測量出試驗電源電壓,。例如,電容分壓器變比是500:1,,則選擇變比為500,。
如果試驗電源和儀器電源同相或試驗電源和工頻嚴格同步,,可使用儀器內(nèi)零標。
一般,,當(dāng)沒有外零標輸入信號時,,儀器自動選擇內(nèi)零標作為本系統(tǒng)的相位基準。如果試驗電源和儀器電源相位不同,,必須對其相位進行校正后才可測量,。
如圖是耦合電容分壓器,既可以當(dāng)耦合電容使用,,又可以當(dāng)電容分壓器使用,;試驗時,,分別接到輸入單元和主機的分壓器輸入(即外零標輸入),,就可以同時測量試品的局部放電和試驗電壓。
四,、LYTCD-9808軟件操作說明
1,、軟件安裝與刪除
配置要求:
軟件要求安裝系統(tǒng)為Windows XP/2000(暫不支持Win7系統(tǒng))。推薦配置:Pentium 1.5G(或更高),,內(nèi)存256M以上,,必須支持USB2.0。
軟件安裝
數(shù)字式局部檢測系統(tǒng)安裝步驟
*步:雙擊光盤中“數(shù)字式局部檢測系統(tǒng)”進入如下界面
第二步:單擊下一步進入用戶信息設(shè)置界面如下圖
第三步:單擊下一步進入安裝類型選擇界面,,推薦選擇完整安裝
第四步:單擊下一步進入如下界面,,準備安裝程序
第五步:單擊安裝,進入安裝界面
第六步:安裝完成界面提示如下
七步:單擊完成,,完成安裝,,軟件可以使用。
驅(qū)動程序安裝
*步:將局部放電測試儀主機與PC電腦連機,,開啟局部放電測試儀主機電源,。出現(xiàn)如下新硬件提示界面
第二步:選擇“否,暫時不”,,單擊下一步進入如下界面
第三步:選擇“從列表或位置安裝”項,,單擊下一步,進入如下界面
第四步:選擇“在搜索中包括這個位置”,,單擊“瀏覽”選擇“數(shù)字式局部檢測系統(tǒng)”安裝目錄下的“USB驅(qū)動”(如:C:Program Files數(shù)字式局部檢測系統(tǒng)USB驅(qū)動),,單擊下一步進入如下界面
第五步:選擇“Cypress USB Component”,單擊下一步進入完成界面
第六步:單擊“完成”,,設(shè)備驅(qū)動安裝完成,,可以正常使用。
2,、操作界面
校準界面
橢圓,、直線和正弦界面
橢圓界面
直線界面
正弦界面
二維和三維界面
二維界面
三維界面
多通道界面
局部放大界面
頻譜分析界面
打印預(yù)覽界面
3,、菜單和工具欄功能
菜單
文件
打開:可以打開三種格式的文件分別是*.dat,*.prj和*.opt,,這三種格式的文件分別對應(yīng)單次測量的數(shù)據(jù),,連續(xù)測量的數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)數(shù)據(jù)。
注意:測量過程中不提供打開文件功能,。
保存設(shè)置:保存校準中設(shè)置的通道,、增益、濾波,、校準脈沖等參數(shù),,保存的文件格式為*.opt。
注意:僅在校準界面下有該菜單項,,在其他顯示界面無此功能,。
另存為:保存當(dāng)前時刻的單次測量數(shù)據(jù),保存的文件格式為*.dat,。
打?。捍蛴蟊砉δ堋?/span>
打印預(yù)覽:提供打印報表預(yù)覽,、打印機選擇和打印設(shè)置功能,。
退出:提供軟件退出功能。
視圖
橢圓窗:將顯示界面從其他界面切換到橢圓窗口界面,。
直線窗:將顯示界面從其他界面切換到直線窗口界面,。
二維窗:將顯示界面從其他界面切換到二維窗口界面。
三維窗:將顯示界面從其他界面切換到三維窗口界面,。
校準窗:將顯示界面從其他界面切換到校準窗口界面
正弦窗:將顯示界面從其他界面切換到正弦窗口界面,。
多通道顯示:將顯示界面從其他界面切換到多通道顯示界面,雙通道或四通道,。
注意:顯示通道數(shù)在“設(shè)置”子菜單中的“顯示設(shè)置”菜單項中設(shè)置,。
標尺1:在單通道顯示時,界面中出現(xiàn)pc量指示標尺,;在雙通道顯示時,,界面上方通道出現(xiàn)pc量指示標尺。放電量值此時顯示的是標尺選中的位置的放電量值,。
標尺2:在雙通道顯示時,,界面下方通道出現(xiàn)pc量指示標尺。放電量值此時顯示的是用戶標尺選中的位置的放電量值,。
顯示工具欄,、顯示狀態(tài)欄、顯示設(shè)置欄:用于顯示和隱藏相應(yīng)選中的工具欄,。
設(shè)置
局部窗口:進入局部放大界面,。
注意:局部開窗功能只在橢圓顯示界面下提供,,且只在單通道顯示時提供。
系統(tǒng)設(shè)置:提供如下功能:
脈沖閾值:該值是個百分比值,,表示閾值占滿刻度值的百分比,。該值用于脈沖計數(shù)中的判斷依據(jù),大于該值計一次放電,,二維顯示中涉及該內(nèi)容,。
試驗電源頻率:提供自動和手動選項,當(dāng)此處選擇為自動,,則工具欄中頻率控件只顯示不可設(shè)置,;當(dāng)此處選擇為手動,工具欄中頻率控鍵中的值可設(shè)置,。
同步消隱:可選擇消隱通道和閾值,,當(dāng)同步消隱開啟時,實現(xiàn)用選中通道的信號與被消隱通道的信號相減或相加(正向為相減,,反向為相加),。
系統(tǒng)校正:提供通道系統(tǒng)校正功能,,恢復(fù)默認值按扭將選中通道的當(dāng)前基準值設(shè)置為默認值2048,。
濾波設(shè)置:可選手動,當(dāng)選為手動時,,用戶可以對濾波通道,,濾出頻點個數(shù)及濾波通道進行設(shè)置。
顏色設(shè)置:對坐標,、背景,、波形、網(wǎng)格,、開窗和刻度尺的顏色提供設(shè)置功能,。
顯示設(shè)置:設(shè)置多通道顯示時的通道數(shù)是雙通道或是四通道。
配色方案:對坐標,、背景,、波形、網(wǎng)格,、開窗和刻度尺的顏色提供默認的幾種習(xí)慣的配色方案,。黑色背景的為默認方案,白色背景的是常用于打印的方案,,另紫色,、藍色和灰色背景為其它供選擇的方案。
頻譜分析
頻譜圖
功能:顯示測量數(shù)據(jù)的時域圖和頻域圖,,時域圖顯示同橢圓窗,。
濾波前
功能:圖形界面上方顯示橢圓窗,,下方顯示頻譜展開圖。
濾波后
功能:顯示濾波后的時域圖和濾波后的頻譜展開圖,。
幫助(該項內(nèi)容見相應(yīng)文檔)
工具欄
試驗電源設(shè)置
變比:提供用戶輸入分壓電容(或分壓電阻)的變比值,,默認值為500,正整數(shù),。
頻率:提供用戶手動設(shè)置試驗電壓的頻率,,范圍30到300Hz可選。
角度:提供用戶相位旋轉(zhuǎn)功能0度到345度間隔15度可選,。
橢圓
直線
二維
三維
校準
參數(shù)設(shè)置
校準狀態(tài)圖 測試狀態(tài)圖
通道:提供通道選擇功能,。
放大:選擇放大倍數(shù)的切換。
增益:在校準界面下提供設(shè)置增益值,,在其它界面下僅顯示不能設(shè)置,。
濾波:在校準界面下提供選擇硬件濾波參數(shù)設(shè)置(:100kHz、200kHz,、300kHz和400kHz,;低端:20kHz、40kHz,、60kHz和80kHz),,其它界面下僅顯示不能設(shè)置。
單窗:開窗或消隱功能中提供單個窗口,。
雙窗:開窗或消隱功能中提供兩個相位對稱的窗口,。
校準電壓/電容:在校準界面下提供用戶設(shè)置校準電容100pF或10pF的功能,校準電壓在所有情況下都只是顯示不能設(shè)置,。
脈沖:在校準界面下提供給用戶設(shè)置校準脈沖的功能,,在其他界面下僅能顯示不能設(shè)置。校準電壓u,、電容c和校準脈沖Q三者的關(guān)系為Q=u*c,,所以校準電壓顯示值由校準電容和校準脈沖的設(shè)置值決定。
自動校準:在校準界面下提供自動校準功能,。
保存設(shè)置:在校準界面下提供用戶保存設(shè)置參數(shù)的功能,。
自動記錄和時間:在單通道和雙通道的顯示界面下提供用戶保存一段連續(xù)波形的功能。記錄時間從10秒到60分鐘可選,,記錄過程中狀態(tài)欄中顯示剩余時間秒數(shù),。
注意:該記錄數(shù)據(jù)不提供局部開窗功能。
1) 測量:開始測量按扭,。
2) 返回:在校準界面下,,返回到橢圓顯示界面。
3) 停止:停止測量按扭,。
右鍵菜單
返回:功能同參數(shù)設(shè)置工具欄中返回控件,。
測量:功能同參數(shù)設(shè)置工具欄中測量控件,。
停止:功能同參數(shù)設(shè)置工具欄中停止控件。
自動記錄:功能同參數(shù)設(shè)置工具欄中自動記錄控件,。
消隱:在開窗狀態(tài)下,,將開窗選中部分波形屏蔽,被屏蔽部分不參與放電量值計算,。
恢復(fù):從消隱狀態(tài)恢復(fù)到正常開窗狀態(tài),。
單通道:提供從多通道顯示切換到單通道顯示界面。
多通道:提供從單通道顯示切換到多通道顯示界面,。
頻譜圖:功能頻譜分析菜單中同名菜單項,。
濾波前:功能頻譜分析菜單中同名菜單項。
濾波后:功能頻譜分析菜單中同名菜單項,。
保存圖像:將當(dāng)前圖形界面中的圖形保存成*.bmp格式的圖片,。
狀態(tài)欄
當(dāng)前窗口:顯示當(dāng)前界面窗口的名稱。
當(dāng)前狀態(tài):顯示為等待測量或正在測量
日期:顯示當(dāng)前日期
時間:顯示當(dāng)前時間
記錄剩余時間:在自動記錄過程中,,顯示剩余時間
當(dāng)前設(shè)備狀態(tài):顯示連接/未連接/通訊錯誤/通訊正常