1 技術(shù)背景

1.1 技術(shù)背景

    電氣絕緣是支撐高壓設(shè)備正常運(yùn)行的基本條件，電氣絕緣在被擊穿前，已存在大量的局部放電，持續(xù)的局部放電是造成絕緣劣化的主要因素，局部放電水平又是表征絕緣性能最靈敏的技術(shù)方式。

    局部放電時(shí)可以發(fā)生許多物理現(xiàn)象，如：電脈沖、超聲波、電磁波等等，通過檢測(cè)這些物理特征及其強(qiáng)度，就可反映局部放電的特性與強(qiáng)度。

    電脈沖法即電流脈沖法，是通過電路耦合方式檢測(cè)局放時(shí)產(chǎn)生的低頻電流脈沖信號(hào)，反映絕緣介質(zhì)在試驗(yàn)電壓下的局放水平。電脈沖法是諸多檢測(cè)方式中最典型，并且唯一具備計(jì)量條件和標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方式。

1.2 適用范圍

    XD51系列電脈沖局部放電檢測(cè)儀，配套相應(yīng)的試驗(yàn)電源，可適用于各類電壓等級(jí)的變壓器、互感器、電纜、GIS、高壓開關(guān)、避雷器、套管及電機(jī)等高壓電氣設(shè)備的局部放電測(cè)量與分析。

1.3 技術(shù)水平

    本產(chǎn)品整體技術(shù)水平不低于瑞士Haefely—tettex、德國(guó)LDIC等國(guó)際著名品牌，尤其在基本不損害有效局放信號(hào)下的抗干擾方面，本所的相關(guān)技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。作為本產(chǎn)品的研制單位—杭州西湖電子研究所，歡迎、支持相關(guān)單位進(jìn)行性能對(duì)比。

1.4 重大新技術(shù)應(yīng)用

    現(xiàn)有的局放檢測(cè)表達(dá)方式及相關(guān)的抗干擾技術(shù)與手段都是基于時(shí)域?qū)用?。所有檢測(cè)或表達(dá)時(shí)點(diǎn)的信號(hào)量值，都是該時(shí)點(diǎn)相關(guān)檢測(cè)頻譜范圍所有信號(hào)的疊加。

    在該時(shí)點(diǎn)上，有任何背景干擾或其他非局放信號(hào)的幅值或疊加幅值大于局放信號(hào)強(qiáng)度，則真正的局放信號(hào)即被淹沒。時(shí)域?qū)用娴母鞣N手段，在不明顯損害局放信號(hào)的前提下，是無法剔除背景干擾的。這就是構(gòu)成局放測(cè)量困難性和不確定性原因所在，尤其是在變電現(xiàn)場(chǎng)。

    隨著電子算法處理能力提高，基于FFT及小波變換等數(shù)學(xué)算法的頻譜分析與頻點(diǎn)濾波技術(shù)，可提供檢測(cè)信號(hào)的實(shí)時(shí)頻域特性圖譜，可實(shí)現(xiàn)針對(duì)干擾狀況實(shí)施頻點(diǎn)濾波，從而實(shí)現(xiàn)不損害局放信號(hào)的大幅值（60～90%）干擾抑制。

    頻譜分析與頻點(diǎn)濾波技術(shù)，一直是公認(rèn)的處理局放測(cè)量干擾信號(hào)的最理想方法。鑒于其數(shù)學(xué)形態(tài)和程序表達(dá)的復(fù)雜性，包括瑞士Haefely、德國(guó)LDIC這些國(guó)際著名品牌，實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用一直未曾實(shí)現(xiàn)。本所已獨(dú)家取得實(shí)質(zhì)性突破，將相關(guān)技術(shù)成功應(yīng)用于本所研發(fā)的局放檢測(cè)儀，并在眾多現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中取得顯著效果。

2 產(chǎn)品型號(hào)

3 功能描述

3.1 測(cè)量功能

    可檢測(cè)試品的局部放電幅值、極性、相位、重復(fù)次數(shù)、放電起始電壓、熄滅電壓、視在放電量等局部放電的相關(guān)參數(shù)。

3.2 抗干擾

    頻域技術(shù)  本所獨(dú)家實(shí)現(xiàn)，基于頻譜分析與頻點(diǎn)濾波技術(shù)，對(duì)固定頻率干擾，可降低噪音90%以上；對(duì)綜合頻率干擾，可降低噪音60%以上，實(shí)施上述抗干擾措施的頻譜損失率≤3%（參見演示軟件）。

    可視化濾波  可針對(duì)干擾和局放的頻譜特性差異，實(shí)施人為或自動(dòng)（自適應(yīng)）的頻點(diǎn)濾波。濾波前后不同時(shí)域圖譜和頻域圖譜，可同步表達(dá)同一頁面上，濾波措施對(duì)局放信號(hào)的影響可得到清晰反映。

    同步消隱  可任意確定一個(gè)通道作為干擾輸入的鑒別通道，根據(jù)干擾性質(zhì)和來源，選配適應(yīng)的檢測(cè)單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)空中、地網(wǎng)及試驗(yàn)電源干擾的電源干擾關(guān)門等功能。

    固定相位開窗與消隱  可在任意指定相位多次開窗、消隱（開反窗），屏蔽掉與局放信號(hào)不同相位的干擾。

    數(shù)字標(biāo)尺  具有數(shù)字標(biāo)尺功能，可以準(zhǔn)確讀取局放信號(hào)與干擾相位相同時(shí)的局放量值。

    模擬濾波  -3dB帶寬的下限頻率為10kHz～80KHz可調(diào), 上限頻率100kHz～1000kHz 可調(diào)，并可多檔任意組合成窄帶和寬帶測(cè)量?jī)x器，以適應(yīng)不同的干擾環(huán)境下局部放電的精確測(cè)量。

3.3 時(shí)域視窗（圖譜）

    提供橢園、直線、正弦及二維(fq-φ，n-φ)、三維(q-φ-t，n-q-φ)局放圖譜，可直觀、總攬地觀察、分析試驗(yàn)過程的各種放電頻度、相位、強(qiáng)度與試驗(yàn)電壓的關(guān)聯(lián)度等特性。

3.4 頻域視窗（圖譜）

    提供實(shí)時(shí)頻域視窗，能同步觀察局放信號(hào)的時(shí)域特性和頻域特性；能觀察局放信號(hào)的時(shí)域特性、頻域特性與施加電壓之間的關(guān)系，根據(jù)局放信號(hào)在時(shí)域視窗和頻域視窗上同步特征，可清晰確定局放的起始和熄滅電壓。

3.5 存貯與回放

    可以連續(xù)實(shí)時(shí)記錄試驗(yàn)過程的局部放電圖譜及相關(guān)參數(shù)，具有事后自由回放、重現(xiàn)、分析等功能，以便于局部放電數(shù)據(jù)的記錄和積累，可以保存和打印單幅局部放電圖形、試驗(yàn)報(bào)告。

3.6 靜態(tài)分析

    可以靜態(tài)截取任意周波的局放圖譜，甚至局放圖譜中的任意單個(gè)放電脈沖進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量、分析，確定放電性質(zhì)及放電強(qiáng)度。

3.7 自動(dòng)同步

    局放時(shí)域圖譜表達(dá)周期，能在30～300Hz范圍，與外部或內(nèi)部試驗(yàn)電源的頻率自動(dòng)同步。具有零標(biāo)指示及相位分辨功能。

3.8 試驗(yàn)電壓監(jiān)測(cè)

    具有外部試驗(yàn)電源電壓監(jiān)測(cè)功能，并與局放參數(shù)與圖譜同屏顯示。

3.9 實(shí)時(shí)多通道

    一體化模塊設(shè)計(jì)，每個(gè)通道都有自已獨(dú)立的信號(hào)調(diào)制電路、高速A/D數(shù)字采樣電路、專用超高速DSP算法處理芯片組、以太網(wǎng)通信接口和TCP/IP協(xié)議，上位PC機(jī)只負(fù)責(zé)人機(jī)交流、顯示及存儲(chǔ)等功能。檢測(cè)通道擴(kuò)展不影響其他通道及PC機(jī)處理速度，支持遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)通信和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)專家會(huì)診。

3.10 低噪音設(shè)計(jì)

    整體低噪化設(shè)計(jì)，盡一切可能避免引入、增加噪音的相關(guān)電路，在每個(gè)環(huán)節(jié)采取降噪電路和工藝措施，儀器本機(jī)噪音可控制在0.1PC以下。

3.11 平臺(tái)與通信

    分析軟件基于WINDOWS 2000以上的中文操作系統(tǒng)，全過程中文界面，方便使用和升級(jí)。

    可以使用USB口、U盤和局域網(wǎng)絡(luò)等WINDOWS平臺(tái)支持的各種模式與外界交流、傳輸測(cè)試數(shù)據(jù)、測(cè)試報(bào)告和測(cè)試圖形。

3.12 大電流檢測(cè)阻抗

    鑒于現(xiàn)行model5體系的檢測(cè)阻抗，7號(hào)及以上檢測(cè)靈敏度很低。本所研發(fā)了高靈敏度大電流檢測(cè)阻抗，靈敏度可提高5～100倍。

4 遵循標(biāo)準(zhǔn)

    XD51系列電脈沖局部放電檢測(cè)儀遵循但不限于以下相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：

    GB/T/7354-2003 《局部放電測(cè)量》（IEC60270-2000）

    DL/T846.4—2004 《局部放電測(cè)量?jī)x》

    DL417—2006 《電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量導(dǎo)則》

    GB5583—85 《互感器局部放電測(cè)量》

    GB1208-1997 《電流互感器》

    GB1207-1997 《電壓互感器》

    GB/T16927-1997 《高電壓試驗(yàn)技術(shù)》

    DL/T596-1996 《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》

    GB 50150-2006 《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》

    Q/GDW168-2008 《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》

5 技術(shù)指標(biāo)

5.1 主機(jī)技術(shù)指標(biāo)

5.1.1 測(cè)量通道： 2/4/6（完全獨(dú)立）；

5.1.2 檢測(cè)靈敏度： 0.1pc；

5.1.3 測(cè)量頻帶與截止頻率：

       3dB帶寬：10kHz～1000kHz，可多檔任意組合；

       低端分10K、20K、40K，80K；

       高端分100K、200K、300K,500K，1000K；

5.1.4 視在放電量Q的測(cè)量基本誤差:

       線性度誤差應(yīng)不大于±（5%+0.1PC）；

       量程換檔誤差應(yīng)不大于±（5%+0.1PC）；

       低重復(fù)率脈沖響應(yīng)誤差應(yīng)不大于±5%；

       正負(fù)脈沖響應(yīng)的不對(duì)稱度誤差應(yīng)不大于±5%；

5.1.5 脈沖分辨時(shí)間小于100μS；

5.1.6 穩(wěn)定性：局部放電測(cè)量?jī)x連續(xù)工作8小時(shí)后，注入恒定幅值的校準(zhǔn)脈沖信號(hào)時(shí)，其脈沖響應(yīng)值的變化應(yīng)不超過±3%；

5.1.7 增益范圍： －20 dB ∽ +40 dB四檔,可粗調(diào)細(xì)調(diào)；

5.1.8 采樣精度： 12Bit；

5.1.9 外零標(biāo)輸入：電壓范圍 AC10～220V； 電壓監(jiān)測(cè)：有效值，10位精度；

5.1.10 同步：內(nèi)外可選，外同步：30～300Hz 自動(dòng)同步。

5.2 校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器

5.2.1 標(biāo)準(zhǔn)型

       輸出標(biāo)準(zhǔn)脈沖上升沿<60nS；

       輸出標(biāo)準(zhǔn)脈沖下降沿>100μS；

       校準(zhǔn)電荷量誤差﹤±5%；

       標(biāo)準(zhǔn)脈沖電壓檔分為： 0.5V,1.0V,2.0V,5.0V；

       校準(zhǔn)電容分為：10pF，100pF兩檔；

       輸出內(nèi)阻﹤100Ω。

5.2.2 大功率型

       輸出標(biāo)準(zhǔn)脈沖上升沿<60nS；

       輸出標(biāo)準(zhǔn)脈沖下降沿>100μS；

       校準(zhǔn)電荷量誤差﹤±10%；

       標(biāo)準(zhǔn)脈沖電壓：10.0V；

       校準(zhǔn)電容分為：5000pF，1000pF，500pF，200pF，100pF共5檔；

       輸出內(nèi)阻﹤100Ω。

5.3 測(cè)量阻抗

5.3.1 通用型（1～6號(hào)阻抗）

       每個(gè)阻抗通以標(biāo)稱電流連續(xù)工作1小時(shí)，應(yīng)無任何損壞；

       每個(gè)阻抗都應(yīng)能承受雷擊標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓100V而無損壞。

5.3.2 大電流型1號(hào)（相當(dāng)于7號(hào)阻抗）

       額定通流容量：≤25A；

       試品電容量：3.3～200 nF；

       檢測(cè)靈敏度：5倍于model5的7號(hào)阻抗。

5.3.3 大電流型2號(hào)（相當(dāng)于9號(hào)阻抗）

       額定通流容量限值50A；

       試品電容量：33～2000nF；

       檢測(cè)靈敏度：20倍于model5的9號(hào)阻抗。

5.3.4 大電流型3號(hào)（相當(dāng)于11號(hào)阻抗）

       額定通流容量限值75A；

       試品電容量：0.1～10μF；

       檢測(cè)靈敏度：80倍于model5的11號(hào)阻抗。

5.4 安全性能

5.4.1 絕緣電阻：＞ 2MΩ；

5.4.2 介電強(qiáng)度：電源進(jìn)線對(duì)機(jī)殼能承受1500V(50HZ有效值)1min的耐壓試驗(yàn)。

5.5 使用條件

5.5.1 環(huán)境溫度：-10℃~45℃；

5.5.2 相對(duì)濕度：當(dāng)環(huán)境空氣溫度為25℃，相對(duì)濕度小于95%；

5.5.3 使用電源：AC220V±10%，頻率：50Hz。

6 相關(guān)圖示

                           6通道頁面

                           頻點(diǎn)濾波效果

                          消隱頁面

                           時(shí)域三維圖

                           脈沖細(xì)節(jié)放大

                           直流局放頁面

7 工程實(shí)例