一、LYTCD-9808局放測試裝置安全提示
1、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、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、LYTCD-9808局放測試裝置試驗現(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,導致測量異常。
6、高壓導線應(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、LYTCD-9808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、LYTCD-9808局部放電測試系統(tǒng)
1、LYTCD-9808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、LYTCD-9808主機
(1)面板結(jié)構(gòu)
一體機前面板結(jié)構(gòu)圖
一體機后面板結(jié)構(gòu)圖
分體機面板
(2)主機硬件框圖
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,另一個是來自試驗電源經(jīng)分壓后的試驗電壓信號
主機硬件框圖
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
LYTCD-9808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:
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,當電路諧振時,在Ct和Lm兩端產(chǎn)生較高的諧振電壓。當測量回路一經(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,既可以當耦合電容使用,又可以當電容分壓器使用;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。
耦合電容分壓器示意圖