PD-HAT
局部放电检测仪用户手册
目录
1 产品概述
中压开关柜（3-66KV）是城市配电网中重要基础设施，其运行的稳定性直接影响到城市经济的发展与人民生活水平质量的提高。开关柜设备的可靠性直接决定了用户供电的可靠性。状态检修是提高供电设备可靠性的重要技术手段。但是开关柜不可能采取像变压器、GIS设备那样实现全面、实时的在线监测。因为开关柜数量众多，开关柜的设备造价低，监测设备的成本很高。但往往开关柜的故障会导致严重的后果，导致供电中断，严重影响城市电网稳定运行。经统计，开关柜的绝缘与载流故障占整个开关柜的30%-50%，并且绝缘与载流故障与局部放电现象密切相关，对中压开关柜的局部放电检测能显着减少故障概率。
为此，我们精心设计了PD-HAT局部放电检测仪，专门用于检测开关柜局部放电的状况，直观分析局部放电的严重程度，衡量设备内部绝缘的劣化程度，使维护人员在变电设备出现绝缘劣化时能够及时发现，采取相应措施，避免设备出现短路等严重故障。
PD-HAT局部放电检测仪采用目前流行的暂态地电压(TEV)和超声波(AE)检测局部放电的方法，通过外置的TEV天线接收开关柜内部局部放电辐射和产生的暂态地电压和超声波信号。PD-HAT在使用上以暂态地电压为主要检测方法，超声波为辅助检测手段，还集成了HFCT检测方式，可以对开关柜局部放电进行全方位的检测。
PD-HAT具有如下特点：
单通道设计，可以选择接入暂态地电压传感器、超声波传感器或HFCT传感器。
②便携式设计，维护人员能随身携带，并且一个人就能实施局部放电的检测过程。
③操作过程简单，通过仪器上的快捷按键就能轻松完成整个检测，方便现场人员使用。
④在检测过程中自动实时进行局部放电智能化诊断，并且将判断结论显示在
仪器界面上，帮助现场工作人员分析设备局部放电的状态与危险等级。
⑤具备连续检测和存储数据的能力，数据能通过外插U盘的方式导出。
⑥在检测过程中实时显示放电幅度趋势图，Q-N-Φ图（PRPD）, 特征棒图
有经验的现场分析人员可以清楚的观测到设备内部产生的局部放电的时域和相域的特征，从而判断局部放电严重程度和类型。
2 检测原理
开关柜里的局部放电主要分为2类：
内部局部放电：发生在绝缘体内部的放电
原因绝缘材料不均匀或者内部存在空洞和杂质或者绝缘强度的不足；
表面局部放电：发生在绝缘体表面的放电
原因导体表面存在凸出部；环境因素的影响：潮湿、过热。
目前公认的测量开关柜局部放电的方式是暂态地电压（TEV)和超声波(AE)法。暂态地电压(Trans i ent Earth Voltage)测量方式：
局部放电发生时，放电点产生高频电流波，并向两个方向传播；受集肤效应的影响，电流波仅集中在金属柜体内表面传播，而不会直接穿透；在金属断开或绝缘连接处，电流波转移至外表面，并以电磁波形式进入自由空间；电磁波上升沿碰到金属外表面，产生暂态对地电压，如图1所示。
图1 开关柜局部放电示意图
暂态对地电压可用TEV传感器进行测量，其幅值与放电量和传播途径的衰减程度有关；衰减量主要取决于放电点位置、设备的内部结构以及开口大小有关，如垫圈的厚度。开关柜壳体上暂态对地电压的变化会在传感器的金属极板上感应
出高频电流，对传感器输出的高频电流进行处理，可以间接获得局部放电的强度和频度。
超声波(AE)测量方式：
局部放电发生时，放电点产生超声波信号，电缆绝缘的内部放电导致的振动幅度较小，难以采用超声波方法测量；绝缘子、母排导致的表面放电导致的振动幅值较大，方便使用超声波方法进行测量；
暂态地电压检测法和超声波检测法适合现场检测应用，可以相互补充。暂态地电压检测法测量绝缘内部放电，超声波检测法测量绝缘表面放电，如表1所示。
表1 暂态地电压与超声波检测方法比较
高频电流互感器（HFCT）测量方式：
仪器集成了HFCT测试通道，可以接入HFCT传感器检测开关柜进出线缆的局部放电状况。 HFCT检测方法是目前带电检测规范推荐方法之一，使用HFCT传感器对开关柜进出线缆终端末屏接地电流进行检测，从而发现线缆内部的局部放电。实践经验表明，开关柜暂态地电压检测方法具有检测灵敏高的特点，目前电力行业内已经认可此方法，并且有相应的技术规范。
3 仪器操作
步骤一：将TEV传感器（或HFCT传感器）接入仪器TEV（HFCT）通道输入接口。步骤二：将AE探头与调理放大器连接后接入仪器AE通道接口。
步骤三：用户佩戴好仪器后，通过上方面板，打开电源开关，系统启动，便可进入测量状态工作。
步骤四：在仪器操作界面上设置测量参数，启动测量后，通过仪器界面观察局部放电脉冲特征，包括幅度与相位等信息。
注：在环境恶劣的条件下，需对仪器进行相应保护措施，以免对仪器造成损伤。
4传感器操作
暂态地电压信号可以通过开关柜的金属门的缝隙，通风孔，垫圈等部位传导到金属门表面，测量时将TEV传感器贴在上述部位附近即可。注意：开关柜不能是双层金属门的，传感器必须贴在单层金属门表面。
将TEV传感器贴在开关柜金属门表面就可以得到信号，不需要对开关柜做任何改动，不需停电，不影响开关柜的正常运，如图2所示
需要使用超声波（AE）传感器时，需要将超声波传感器紧贴开关柜壳体表面(为了保证传感器与开关柜壳体良好紧密的接触，应在超声波传感器表面涂抹硅胶)并且连接好超声波前置放大器。
注意： TEV测量易受周围电磁环境噪声的影响，所以测量时，有必要对周围电磁环境噪声进行测量，推荐的电磁环境噪声值应该小于20dB。高于此值则不利于测量。电磁环境噪声测量方式：将TEV传感器贴在不可能产生局放的金属板上，比如室内金属门。从仪器上可以直接读出背景噪声值。
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