氧化锌避雷器带电测试仪.docx
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氧化锌避雷器带电测试仪
目录
一、简介6
二、性能及技术指标6
三、仪器要解决的问题及测试原理7
四、仪器面板介绍9
五、接线方法10
六、操作步骤介绍11
七、测试说明15
八、电压传感器箱介绍16
九、注意事项18
十、结果分析参考及波形说明18
十一、装箱清单19
附件:
软件下载更新20
一、简介
HTYB-V氧化锌避雷器带电测试仪是检测氧化锌避雷器运行中各项交流电气参数的专用仪器。
具有下列特点:
1.800×480彩色液晶图文显示。
2.配备嵌入式工业级控制系统。
3.触摸操作方式,支持外挂无线鼠标。
4.具有设备数据管理能力。
5.交、直流两用型,内带高能锂离子电池,特别适合无电源场合。
6.真正意义上的三相同时测量。
7.特性数据、波形同屏显示。
8.多种电压基准信号取样方式:
1有线方式:
从PT端计量绕组取信号,V/I变换(隔离)后,数字信号有线传输。
2无线方式:
从PT端计量绕组取信号,V/I变换(隔离)后,数字信号无线传输,省去电缆长距离连接。
3无电压方式:
不需要从电压互感器二次端子取信号,采用软件计算的方式找到电压基准。
9.安全可靠,电压通道采用隔离V/I变换,从而避免PT二次侧短路,减小信号失真。
10.体积小,重量轻,便于携带,现场使用不需要笔记本电脑支持(内带嵌入式工业计算机),具备电脑同等效果。
11.带电、停电、试验室均可适用。
二、性能及技术指标
1.电源:
220V、50Hz或内部直流电源。
2.参考电压输入范围(电压基准信号):
50Hz、30~100V。
3.测量参数:
泄漏电流全电流波形、基波有效值、峰值。
泄漏电流阻性分量基波有效值及3、5、7、9次有效值。
泄漏电流阻性分量峰值。
全电压、全电流之间的相角差。
运行(或试验)电压有效值。
避雷器功耗。
4.测量准确度:
电流:
全电流>100μA时:
±5%读数±1个字;
电压:
基准电压信号>30V时:
±2%读数±1个字。
5.测量范围:
泄漏电流100μA~10mA(峰值),电压30~100V。
6.电压取样方式为:
电压互感器(或试验变压器仪表绕组)的电压信号经过配套的V/I变换有源传感器接入电压通道,作为参考电压信号。
7.电流取样方式为:
电流通道为内置穿芯式小电流传感器取样方式,信息失真小。
8.电源保护:
电源插座内带保险管时,换保险管时将保险盒撬开即可。
三、仪器要解决的问题及测试原理
1.氧化锌避雷器存在的主要问题:
1由于氧化锌避雷器取消了串联间隙,在电网运行电压的作用下,其本体要流通电流,电流中的有功分量将使氧化锌阀片发热,继而引起伏安特性的变化。
这是一个正反馈过程。
长期作用的结果将导致氧化锌阀片老化,直至出现热击穿。
2氧化锌避雷器受到冲击电压的作用,氧化锌阀片也会在冲击电压能量的作用下发生老化。
3氧化锌避雷器内部受潮或是绝缘支架绝缘性能不良,会是工频电流增加,功耗加剧,严重时可导致内部放电。
4氧化锌避雷器受到雨、雪、凌露及灰尘的污染,会由于氧化锌避雷器内外电位分布不同而使内部氧化锌阀片与外部瓷套之间产生较大电位差,导致径向放电现象发生,损失整支避雷器。
2.为什么要测试阻性电流
判断氧化锌避雷器是否发生老化或受潮,通常以观察正常运行电压下流过氧化锌避雷器阻性电流的变化,即观察阻性泄漏电流是否增大作为判断依据。
当氧化锌避雷器处于合适的荷电率状况下时,阻性泄漏电流仅占总电流的10%~20%,因此,仅仅以观察总电流的变化情况来确定氧化锌避雷器阻性电流的变化情况是困难的,只有将组性泄漏电流从总电流中分离出来,才能清楚地了解变化情况。
3.理论及实践结论
已有研究指出:
1阻性电流的基波成分增长较大,谐波的含量增长不明显时,一般表现为污秽严重或受潮。
2阻性电流谐波的含量增长较大,基波成分增长不明显时,一般表现为老化。
3仅当避雷器发生均匀劣化时,底部溶性电流不发生变化。
发生不均匀劣化时,底部溶性电流增加。
避雷器有一半发生劣化时,底部溶性电流增加最多。
4相间干扰对测试结果有影响,但不影响测试结果的有效性。
采用历史数据的纵向比较法,能较好地反映氧化锌避雷器运行情况。
4.仪器测试原理及特点
1测量电压、电流信号、进行快速傅立叶变换,分别计算性分量、阻性分量(基波、谐波)。
2采用FPGA硬件采样技术、程控放大技术,使得采样速率提高到200k,可真实采集到原始电流、电压信号。
使得测试结果稳定、可靠。
可有效滤除高频干扰谐波。
3采用嵌入式工业处理器,使得运算速度加快,设置方便,可以模型多算法,测试方法的透明度增加,把仪器作为一个分析工具,真正做到随心所欲。
4三相同时测试,可方便除去相间干扰。
(此项可软件选择)
5可采用软件的方法找到电压基准,从而不需从PT上取电压信号。
(此项可软件选择)
6软件具有数据库管理等功能。
7由于采用内部锂离子电池及数据无线传输技术,现场测试十分方便。
四、仪器面板介绍
仪器面板如图1所示。
插入电源线后,仪器即进入充电状态,不必打开电源开关。
完成充电的时间为5小时。
充电完成后,仪器自动切断充电回路,不必考虑仪器的过充电。
仪器放置一段时间后,内部电池会自然放电。
因此,使用前要进行充电。
充满后的工作时间不小于4小时。
图1
1.电源插座
2.内核复位
3.电流输入
4.量程转换
5.电源开关
6.参考电压信号输入
7.接地端
8.收、发单元充电接口
9.充电指示
10.打印机
11.usb接口
五、接线方法
1.带电测试
电流采集接线如图2所示,电流采集点为放电计数器上端引线,地线可以在系统的任一个接地点一点接入仪器面板接地柱。
电压取样,从系统电压互感器的计量端子取三相电压信号,此电压信号经过配套的V/I变换有源传感器,以有线或无线的方式接入仪器参考电压信号通道,作为参考电压信号。
2.离线测试:
试验线路如图3所示。
“变压器仪表端”指试验变压器的仪表绕组,此电压信号经过配套的V/I变换有源传感器接入仪器参考电压信号通道,作为参考电压信号。
单相试验时,电压信号接入A相,电流信号也要对应接入A通道。
六、操作步骤介绍
仪器开机后的界面,如图4和如图5所示。
图4是“无线通讯”和“有线通讯”模式下的显示界面。
区别是:
“无线通讯”和“有线通讯”模式下,左下角显示PT变化;“无电压”模式下,显示系统线电压和移相角度。
操作菜单介绍如下:
文件管理:
存储数据搜索、查阅、打印、删除(格式化)。
数据编号:
输入一个易于识别的编号,便于数据记录的识别、存储和管理。
开始测试:
进入到测试界面。
实测模式/干扰演算:
实际测量数据指标/实际测试指进行消除相间干扰演算。
电池电量:
实时监测内部电池的容量状况。
有线通讯、无线通讯、无电源:
选择参考电压的取样方式。
(一)数据编号
点击屏幕上“数据编号”菜单,弹出如图6所示的输入界面,点击编号显示方框,将弹出软键盘,输入数据即可。
(二)文件管理
点击屏幕上“文件管理”菜单,弹出如图7所示的界面。
图中:
1.已有记录:
告知保存数据的组数。
2.序号:
记录保存的顺序号。
3.数据标识:
试验时的数据记录标识符。
4.时间标签:
试验时的年、月、日、时、分、秒。
5.数据记录数大于10时,左边的箭头可上、下反、翻页。
6.删除已有记录:
相当于内部存储空间的格式化。
7.“序号”和“数据标识”之间的箭头,选中后,“打开文件”的上面会出现被选中的记录号,点击“打开文件”,将显示选中记录的数据内容,并可以打印输出。
如图8所示。
8.“导出文件”是将仪器内部保存的数据一次性全部导出,导出的文件在U盘的根目录下。
插入U盘时,屏幕可能会弹出升级界面,此时可以选中“cancel”,也可以等待10s,等其自动消失。
导出数据时,U盘灯会闪烁,停止闪烁时,表明导出数据完成,可以拔出U盘。
图9是“删除文件”(相当于格式花)的界面,仪器不支持一条一条记录的删除,一次性删除所有记录。
因此,操作要谨慎。
(三)开始测试
本菜单是测试功能菜单,点击此菜单后进入如图10所示的测试界面。
在此界面点击“开始测试”,进入测试过程,测试完成后,数据和波形就能显示。
试验完成后,如果想进一步观察其他数据,可点击“下一页”,图11是阻性电流各成分的显示界面。
图12是保存数据的界面。
七、测试说明
(一)同步方式说明
如采用“有线方式”或者“无线方式”测试,就要连接电压传感器箱,同时,仪器软件中还要输入变比。
如测试仪110kV系统,那么输入变比为1100(110kV/100V),220kV时输入2200。
如果在试验室采用试验变压器加压,那么就必须输入变压器的变比。
例如试验变压器的高压为50kV,仪表绕组电压为100V,那么变比输入就为500,依次类推。
如采用“无电压”方式测试,就要直接输入系统电压或外施高压。
这种方式不需要引入参考电压信号。
“无电压”方式测试时,我们是假定B相的电流超前电压的相位角为一定的角度(一般假定为83度),从而根据B相的电流波形得到B相的电压波形,进而得到A、C两相的电压波形。
由于历次的测试都是在此假设条件下完成,因此具有很强的可比性,大大简化了测试。
异常结果判断时,我们遵循少数服从多数原则,如果A、C两相数据均不正常,我们就初步判断B相存在问题(基准错误),如果A、C某一相数据异常,那就是数据异常的某相存在问题,最后的精确判断还得接入电压信号确诊。
(二)测试数据异常的自诊断
一般来说,相位角决定阻性电流的大小。
A、B、C三相的相位角一般为79、83、87左右,三相的阻性电流基本准些Ia>Ib>Ic,这是普遍规律。
1.相位角分布明显没有规律,差别太大,且全电流测试正常,三相电压,电流引入错乱的可能性极大。
2.相位角分布明显没有规律,差别太大,且电流很小,电流引入线接触不良的可能性极大,这是因为接入点锈蚀造出的接触不良。
3.相位角出现-277、-273、-281等情况,这不是问题,-277与83是等效的。
(360-277=83)。
总而言之,测试不正常时,先检查接线是否牢靠(三相电压、电流幅值是否正确),再检查三相的电压、电流是否介入对应的通道(电压基准错误会导致阻性电流计算完全错误)。
排除这两点的可能性后,试验数据是真实的。
有疑问的数据,可以通过电子邮件发到我公司邮箱,我们将在很短的时间内给出明确答复。
八、电压传感器箱介绍
电压传感器箱是仪器重要的组成部分,用来获得电压相位基准和量值。
在“有线同步”和“无线同步”两种方式下都必须使用此传感器箱。
在“无电压”方式下不接此装置。
特点:
1.内带高能锂离子电池;
2.电压通道为高阻抗输入;
3.输入引线自带保险管;
4.支持电压信号的有线传输和无线传输。
图13为电压传感器箱的面板示意图,无线方式接线图如图14所示。
有线方式取消发射和接收单元,其它相同。
九、注意事项
1.仪器必须可靠接地,以保证设备和人身安全。
2.从PT二次侧取参考电压时,一定要小心谨慎,小心接线以避免PT二次短路。
3.进入测量前,应做好各种输入选择。
4.带电测试时,应取与被测避雷器同相的PT二次侧电压作为参考信号。
本测试仪所配的三根电压信号的一端各配有一只100mA保险管,当接线错误导致短路时,改保险管会起到保护PT二次短路的作用。
因此,当测试仪所显示的试验电压不正确时,在确认输入变比无误后,请检查该保险管是否烧断。
十、结果分析参考及波形说明
1.屏幕左边有电压、电流的波形显示。
这种方式有利于观察接线是否可靠、相位是否正确。
一旦接线不可靠,液晶将显示杂乱的点。
由于现场电流或电压接入点常常有锈蚀的现象,在此状态下观察接线是否良好非常直观、有效。
另外,电流波形一般要超前电压波形90度以内,不然,电压接线(相位)可能接错。
带点测试接电压信号时,一定要接相电压(要引入电压信号的中性点)。
2.进入测试过程后,波形显示区显示三条曲线(电压、全电流、阻性电流)。
三者只有相位关系,此波形只作为定性分析的依据。
幅值大小无比例关系,只为了显示观察方便。
3.测试结果分析参考:
(1)氧化锌避雷器测试结果的分析以历史数据纵向变化趋势为依据,不刻意追求测试值得绝对大小。
(2)氧化锌避雷器的阻性电流值在正常情况下约占全电流的10~20%。
如果测试值在此范围内,一般可判别此氧化锌避雷器运行良好。
(3)氧化锌避雷器的阻性电流值占全电流的25~40%时,可增加检测频度。
密切关注其变化趋势、并做数据分析判断。
(4)氧化锌避雷器的阻性电流值占全电流的40%以上时,可以考虑退出运行,进一步分析故障原因。
(5)如果阻性电流占全电流的百分比明显增长,其中,基波的增长幅度较大,谐波的增长不明显。
此种情况一般可确定为氧化锌避雷器污秽严重或内部受潮。
(6)如果阻性电流占全电流的百分比明显增长,其中,谐波的增长幅度较大,基波的增长不明显。
此种情况一般可确定为氧化锌避雷器老化。
以上判据仅供参考,国家标准没有明确规定各种判断标准。
某些省电力试验研究院做了一些较具体的规定,广大用户可参考当地电力试验归口部门的相关技术说明和规定。
十一、装箱清单
1.
主机
1台
2.
电压传感器箱
1台
3.
发射模块
1个
4.
接收模块
1个
5.
包装箱及配件箱
各1件
6.
电流测试线
3根
7.
电压测试线
4根
8.
接地线
1根
9.
电压信号连通电缆
2根
10.
电源线
2根
11.
使用说明书
1本
12.
试验报告
1份
13.
合格证
1张
14.
保险管、打印纸
若干
附件:
软件下载更新
仪器支持U盘程序更新,将装有升级程序的U盘插入USB接口后,等待片刻,液晶会弹出如果附-1所示的界面。
点击下载功能“downloadProject”后,弹出如图附-2所示的界面,输入密码(U盘如果没有密码文件,默认密码为111111)。
点击密码区,屏幕会自动弹出软键盘。
输入密码,屏幕弹出如图附-3所示界面,选择目录。
点击“Usbdisk”后,展示U盘根目录下的目录,选择子目录“LCD”就可以进行导出操作了。
升级完成后,仪器会自动从新启动。
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