数显局放仪

一、**提示

1、系统的操作、维护应由能胜任的相关专业人员进行。

2、现场电压高达几万伏，试验人员应严格遵守所有**预防措施。试验区域应有明显、清晰的警示牌，现场任何人都应该知道高压区域。直接从事的测量人员应了解测量回路中所有带电元件、高压元件，不直接从事测量的人员应被隔离在试验区域之外。在试验过程中及上电后，任何人不得进入高压区。

3、在试验以前，操作人员应掌握测试线路、测试方法、测试步骤和测试目的。

4、试验现场要整洁、干净，不应存放其他无关的物品。在高压区间的地面上不应有杂乱的金属小块（如裸铜线段、螺丝、螺帽和其它小金属块等），被试品、升压变压器、耦合电容等应与周围保持适当距离。

5、被试品、升压变压器、耦合电容等表面应保持干燥清洁，因为表面的湿气和污垢会引起表面的局部放电，导致测量异常。

6、高压导线应尽可能短而粗，以防止电晕，可采用蛇皮管等。试验回路所围的面积尽可能小，以降低干扰的引入。电压等级高的高压端应加防电晕帽。试验区各种金属物体应牢固接地，不能悬浮，检查并改善试验区内一切可能放电的部位（如不能有尖、锐角），特别注意各种地线是否良好接地。

7、在试验开始加压前，试验人员必须详细而全方面地检查一遍线路，以免线路接错。特别应关注接地线、高压线和强电回路的连线是否牢固连接。

8、试验异常时，应首先切断电源，再作进一步处理。

二、功能特点

测量通道：2/4/6通道测量，独立的信号调理、AD采样、处理、显示，且实现同步采样。

测量功能：可检测局部放电幅值、极性、相位、放电起始电压、熄灭电压、次数等相关参数。

同步功能：内、外同步任意选择，且具有零标指示和相位分辨功能。

显示方式：可选择椭圆、直线、正弦及二维、三维等界面显示局部放电信号，可直观的分析测试过程中信号的频率、相位、幅度以及试验电压之间的相互关系。

局部放大：可对单个或某一段放电信号进行波形分析，确定信号的性质。

开窗功能：可在任意指定相位开窗（消隐），用于特别显示（或屏蔽）指定相位的信号（干扰）。

同步消隐：在配合阻抗单元和耦合电容的情况下，可对来自地网、试验电源和试验现场空间的干扰进行同步滤除。

极性鉴别：可通过放电信号的脉冲极性区分，是试品内部，还是外部的放电，有效去除外部干扰。

频谱分析：基于FFT算法实现的频谱分析与FIR数字滤波功能。

增益可调：在量程切换跨度内，实现增益连续可调。

保存打印：可保存单次放电的数据，也可记录一段时间的局部放电图形及相关参数，保存的数据可回放和重现方便后期分析。对单次放电的数据提供打印功能。

三、局部放电测试系统

1、系统概述

是按照DL/T846.4-2004 《高电压测试设备通用技术条件》、GB/T 7354-2003 《局部放电测量》开发的，应用于电力系统设备运行维护的局部放电测试，仪器结构紧凑、携带方便，抗干扰能力强。适用于各种电压等级和容量的变压器、发电机、互感器、套管、GIS、电容器、CVT、电力电缆、开关等高压电气设备的局部放电检测。

系统主要由主机、输入阻抗单元、校准脉冲发生器、耦合电容分压器（外零标输入）、PC机（分体机）以及连接电缆等组成。

2、主机

（1）面板结构

              一体机前面板结构图

               一体机后面板结构图

            分体机面板

（2）主机硬件框图

采用脉冲电流法。硬件框图如下：

由上图可知被测信号有两个：一个是来自输入耦合单元的放电脉冲信号，另一个是来自试验电源经分压后的试验电压信号

                  主机硬件框图

每个通道的输入信号独立的经过前级低通滤除部分低频信号，再经过衰减或放大处理，然后经过细调增益控制，经过更精密上等的高低通滤波，进一步筛选出放电信号，经过高速宽频带12位AD转换器进行模数转换，得到的数据经过FPGA存储在缓存SDRAM中，再由FPGA通过USB（或以太网）上传给PC机或工控主机系统进行显示。

试验电压信号经过电压互感器隔离变换成小信号，小信号分两路：一路经过调理得到试验电压的外零标信号，另一路经过有效值转换和A/D转换得到试验电压数据。该数据由FPGA送给PC机或工控主机系统进行显示。

3、输入阻抗单元

本系统的放电脉冲检测阻抗，又称耦合装置或输入单元，包括耦合电容和输入单元，是测试系统和测试回路的主要组成部分，输入单元针对特定的试验回路或试品，为达到*佳的灵敏度而专门设计的。本系统配备了十三种独立的输入单元，其中第十三种为专用单元。面板示意如下图：

系统配备的输入单元是RLC型检测阻抗，是一种调谐型阻抗。检测阻抗的检测回路及等效电路，如图所示：

图b是图a的等值电路，它是一电感、电容并联电路，当电路谐振时，在Ct和Lm两端产生较高的谐振电压。当测量回路一经确定，测量回路的谐振电容便可求得。而且，测量系统的测量中心频率f₀也是已知的。因此只要恰当选择测量阻抗电感值Lm。使时，便可达到足够高的测量灵敏度。

系统备有12个独立检测阻抗，足以满足选择之要求。

只要选取检测阻抗的调谐电容C_t的中心值等于测量回路的谐振电量C_t，可使测量回路的灵敏度足够高。一般使C_t值落入C_t的范围就可以了。

根据试品的容量Cx，耦合电容的大小Ck，选取适合序号的输入单元。表中调谐电容量系指与输入单元初级绕组并联的电容（粗略估算以按试品容量与耦合电容的容量串联计算）。例如：试品容量为500pF，耦合电容量为1000pF，则所需检测阻抗为 500×1000/(500+1000)=333.33，查表可取3号单元。

输入单元应尽量靠近试品，输入单元经测量电缆与放大器输入插座相连。

本测试系统采用的是脉冲电流法进行局部放电测量，该方法的基本测试回路通常有三种：并联测试回路、串联测试回路和平衡回路（桥式回路）。

注：Cx：代表试品电容。

Zm：代表检测阻抗。

Ck：代表耦合电容，它的作用是为Cx与Zm之间提供一个低阻抗通道。

Z：代表接在电源和测量回路间的低通滤波器，Z可以让工频电压作用到试品上，但阻止被测的高频脉冲或电源中的高频分量通过。

图a为并联回路，多用于试品电容Cx较大，试验电压下，试品工频电容电流超出检测阻抗Zm允许值，或试品有可能被击穿，或试品无法与地分开的情况。该测量回路应用较多。

图b为串联回路，多用于试品电容Cx较小，试验电压下，试品工频电容电流符合检测阻抗Zm允许值时，耦合电容Ck兼有滤波（抑制外部干扰）和提高测量灵敏度的作用，其效果随Cx/Ck的增大而提高。Ck也可以用高压引线的杂散电容Cs来代替。这样，可使线路更为简单，从而减少过多的高压引线和联结头，避免电晕干扰，该方法多用于220kV及以上的产品试验。试品的低压端必须与地绝缘。

图c为平衡测试回路，利用电桥平衡原理将外来干扰信号平衡掉，因而这种回路的抗干扰能力较强。但是，由于平衡测试回路，利用电桥的平衡条件和频率有关，因此有当Cx和Ck的电容量比较接近时，才有可能同时完全平衡掉各种外来干扰。平衡测试回路的灵敏度一般低于直接测试回路。

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