淺析GCPD-200便攜式局部放電檢測儀功能特點(diǎn)

1. 概述

1.1. 系統介紹

GCPD-200局部放電檢測儀可配合使用特高頻傳感器、TEV傳感器、聲電組合傳感器、超聲傳感器和寬頻帶電流互感器（HFCT）在線(xiàn)檢測變壓器、高壓開(kāi)關(guān)柜、GIS、電纜接頭等高壓設備的局部放電情況。攜帶方便、測量快速，抗干擾能力強，便于現場(chǎng)使用。

其配置軟件具有實(shí)時(shí)波形圖、zui大峰值顯示、定位等功能，軟件也可以詳查分析某個(gè)相位波形，窗口隨意放大和縮小，也可以對該段數據進(jìn)行頻譜分析，分析放電波形的頻譜含量，使放電波形之間更具可比性，全面統計分析試驗數據，減少試驗中非穩定性因素對試驗結果的影響。

本儀器采用自動(dòng)或手動(dòng)記錄保存試驗數據和瞬態(tài)放電波形，提供后期數據分析參考。

1.2. 技術(shù)參數

技術(shù)特性
通道數	2/4個(gè)電信號接口，1個(gè)外同步接口
采樣率	zui大200MSa/s
采樣精度	12bit
量程范圍	100dB
量程切換	0-9共10檔
頻帶范圍	1Hz-60MHz
本量程非線(xiàn)性誤差	5%
檢測靈敏度	≥5pC（實(shí)驗室條件下）；≥10pC（現場(chǎng)條件下）
圖譜顯示方式	二維PPRS顯示、三維PRPD顯示、正弦顯示、統計、頻譜（AE）5種顯示
電源模式	內置鋰電池/AC 220V
顯示
顯示屏	6.5寸 TFT真彩色觸摸液晶顯示屏
分辨率	640×480
存儲
物理存儲	4GB
硬盤(pán)	32G固態(tài)硬盤(pán) 用于存儲試驗記錄及試驗數據
接口
RS232*1	用于與PC機同步傳輸接口
USB*2	可外接鼠標鍵盤(pán)，以及外接移動(dòng)存儲設備
電源模式	電池供電（16.8V鋰電池）+外置電源（220V AC）
電信號接口	2/4路BNC接口，用于信號輸入
E-Trig接口	外同步接口
網(wǎng)口*1	用于連接網(wǎng)絡(luò )
接地鈕	外部接地用
通用說(shuō)明
CPU	主頻1.6GHz
系統	WIN7
使用環(huán)境溫度	-20℃至60℃
存儲環(huán)境溫度	-20℃至85℃
尺寸	280*190*80 mm
重量	3.5kg
配置清單
主機	用于信號采集、波形顯示、數據處理、存儲
超聲波傳感器	用于測量局部放電產(chǎn)生的超聲波信號
檢測頻帶	20～200kHz
靈敏度	≤10 pC
增益	40dB
超高頻傳感器（UHF）	用于測量GIS中局部放電產(chǎn)生的超高頻信號
檢測頻率	300～1500MHz
HFCT（高頻電流互感器）	用于測量設備接地線(xiàn)中通過(guò)的局部放電信號
檢測波段	500kHz～30MHz
檢測靈敏度	10pC
TEV傳感器	用于測量開(kāi)關(guān)柜等高壓設備局部放電、定位
信號采集	電容式
檢測頻率	3～100MHz
測量范圍	0～60dB
聲電組合探測器	用于測量電纜接頭局部放電
超聲波傳感器	用于測量電纜接頭局部放電產(chǎn)生的超聲波信號
中心頻率	40kHz
靈敏度	≤10 pC
電信號傳感器	用于測量電纜接頭局部放電產(chǎn)生的電磁波信號
檢測頻帶	20k～1MHz
靈敏度	≤10 pC

1.3. 引用標準

Ø 高壓開(kāi)關(guān)設備和控制設備標準的共用技術(shù)要求 DL/T 593

Ø 3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設備和控制設備 DL/T 404

Ø 3.6kV～～40.5kV 交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設備和控制設備 GB 3906

Ø 局部放電測量GB/T 7354

Ø 電力設備局部放電現場(chǎng)測量導則 DL/T 417

Ø 高電壓試驗技術(shù) *部分：一般試驗要求 GB/T 16927.1

Ø 高電壓試驗技術(shù) 第二部分：測量系統 GB/T 16927.2

Ø 高電壓試驗技術(shù) 第3 部分: 現場(chǎng)試驗的定義及要求 GB/T 16927.3

Ø

2. 各種高壓設備測量

2.1. 變壓器測量

1、超聲波法檢測原理

    當變壓器內部產(chǎn)生放電信號時(shí)，除產(chǎn)生放電脈沖電流沿容性回路傳輸外，同時(shí)還會(huì )激發(fā)出機械波（超聲波）信號通過(guò)變壓器油向四周輻射傳播。雖然電力變壓器的結構較為復雜，但是變壓器的整個(gè)器身內充滿(mǎn)了變壓器油，而繞組、絕緣材料、支撐、夾件、引線(xiàn)等部件均浸在油中，由于變壓器油為超聲波的良好傳播媒介，這為在箱壁外側檢測局放產(chǎn)生的超聲信號提供了有力條件。所以，在變壓器的箱壁外側安放超聲波傳感器可以接收到內部較大的放電信號。

2、 脈沖電流法檢測原理(HFCT)

由電力變壓器的結構所決定，其繞組除匝間電容外還與鐵心之間存在幾百甚至幾千皮法的分布電容，同時(shí)繞組與油箱間也存在上百皮法的分布電容。當變壓器的繞組等主絕緣回路中發(fā)生局部放電時(shí)，其產(chǎn)生的高頻信號覆蓋了從幾十千赫茲到幾十兆赫茲，甚至到千兆赫茲，由于幾百皮法電容對于幾百千赫茲以上的高頻信號相當于通路，所以放電信號就會(huì )向所有與放電點(diǎn)有容性關(guān)系的回路中傳播，其中一條回路必然包括鐵心接地回路。所以在鐵心接地線(xiàn)上安裝高頻電流互感器可有效接收變壓器內放電信號。

2.2. 開(kāi)關(guān)柜測量

 1、開(kāi)關(guān)柜超聲波法檢測原理

局部放電現象存在多樣性特征，發(fā)生放電時(shí)，不僅輻射出電磁波信號，也會(huì )出現聲波發(fā)射現象，局部放電部分能量會(huì )以聲波的形式向周?chē)鷤鞑?。利用超聲波傳感器即可測試這些聲脈沖，從而也可反映局部放電的狀況。通過(guò)測試局部放電信號中聲波特征的方法稱(chēng)為超聲波法。開(kāi)關(guān)柜內部放電過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生聲波。放電產(chǎn)生的聲波的頻譜很寬，可以從幾十赫茲到幾十兆赫茲，其中頻率低于20 kHz 的信號能夠被人耳聽(tīng)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。

2、 地電波法檢測原理（開(kāi)關(guān)柜）

當開(kāi)關(guān)柜的對地絕緣部分發(fā)生局部放電時(shí)，高壓帶電導體對接地金屬殼之間就有少量電容性放電電量，這種電容性放電電量的特點(diǎn)是電量很?。◣渍追种粠靷悾?，持續時(shí)間很短（幾納秒）。由于放電點(diǎn)在開(kāi)關(guān)柜內部，電磁波產(chǎn)生的電壓脈沖在金屬外殼內表面傳播，被金屬外殼所屏蔽。如果屏蔽層是連續的，則無(wú)法在外部檢測到放電信號。實(shí)際上，屏蔽層通常在金屬箱體的接縫處、氣體開(kāi)關(guān)的絕緣襯墊、墊圈的連接處、電纜絕緣終端等部位因破損而導致不連續。當電壓脈沖通過(guò)這些不連續處時(shí)，將通過(guò)這些通道傳播出去，然后沿著(zhù)金屬殼外表傳到大地，同時(shí)在開(kāi)關(guān)柜的金屬箱體上產(chǎn)生一個(gè)暫態(tài)對地電壓（一般在幾十毫伏到幾伏，而且時(shí)間只能維持幾納秒），可以在運行中的開(kāi)關(guān)柜金屬外箱殼上放置電容耦合式傳感器來(lái)檢測這個(gè)信號。

暫態(tài)對地電壓法檢測部位主要是母排（連接處、穿墻套管，支撐絕緣件等）、斷路器，CT、PT、電纜接頭等部件所對應到開(kāi)關(guān)柜柜壁的位置，這些部件大部分位于開(kāi)關(guān)柜前面板中部及下部，后面板上部、中部及下部、側面板的上部、中部及下部。開(kāi)關(guān)柜暫態(tài)對地電壓法檢測部位可參考圖進(jìn)行測試。

2.3. 電纜及附件測量

1、聲電組合探測器檢測原理

電纜發(fā)生局部放電時(shí)產(chǎn)生超聲波和電磁波，并以故障點(diǎn)為中心向四周輻射，其中電磁波傳播速度遠大于超聲波，在距離故障點(diǎn)一定距離測量時(shí)，電磁波信號與超聲波信號有時(shí)間差，根據時(shí)間差計算放電位置，組合探測器利用這一原理，同時(shí)測量電磁波信號和超聲波信號，根據信號時(shí)間差計算當前故障點(diǎn)所處位置。

2、脈沖電流法檢測原理(HFCT)  

  在電纜中，導線(xiàn)和金屬屏蔽之間由絕緣材料隔開(kāi)形成分布電容，該電容只有幾百皮法，對高頻信號為良導體。因此，高頻的局放信號由分布電容對接地引線(xiàn)構成回路傳輸，在電纜接頭屏蔽接地線(xiàn)上安裝寬頻帶電流互感器（HFCT）可檢測到放電脈沖信號，并能夠確定局部放電的量值。

2.4. GIS測量

1、UHF檢測原理

UHF檢測法的下限頻率在300MHz以上，上限頻率在1000MHz或以上，因而可把電暈放電引起的干擾排除掉，其抗干擾性能是的。UHF測量將UHF傳感器（超高頻傳感器）凹面部分緊貼在GIS盆式絕緣子上，有的GIS盆式絕緣子有屏蔽層，但是開(kāi)有測量窗口，將UHF傳感器對準測量窗口，就能取出GIS內部放電信號。

GIS巡檢部位一般取GIS內部容易放電位置，例如斷路器、高壓套管下側等，母線(xiàn)可以間隔一段距離檢測一個(gè)點(diǎn)。