一、SZTCD－9305局部放電測試儀概述
SZTCD－9305局部放電測試儀是我廠研制開發(fā)生產(chǎn)的一種新型儀器。它基本上保持了原有局部放電檢測儀的優(yōu)點和功能，并致力于縮小儀器體積、重量、使之成為名符其實的攜帶式儀器。該儀器是根據(jù)IEC(270)標準，利用脈沖電流法原理研制而成，并滿足GB-7354-87、GB-1207-97、GB－1208－97中關于局部放電測試對測試儀器規(guī)定的技術要求。該儀器具有靈敏度高、放大器系統(tǒng)動態(tài)范圍大、測試的試品范圍廣、操作簡便等優(yōu)點。并采用先進的抗干擾組件和獨特的門顯示電路，抗干擾能力強，并具有四種高頻橢圓掃描，適用于高壓產(chǎn)品的型式、出廠試驗，新產(chǎn)品研制試驗，電機、互感器、電纜、套管、電容器、變壓器、避雷器、開關及其它高壓電器局部放電的定量測試。可供制造廠、科研部門、電力部門現(xiàn)場使用。
二、SZTCD－9305局部放電測試儀名詞、術語
1． 局部放電
局部放電是指在絕緣的局部位置放電，它并不構(gòu)成整個絕緣的貫通性擊穿。它包含三種放電形式：內(nèi)部放電（在介質(zhì)內(nèi)部）、沿面放電（在介質(zhì)表面）、電暈放電（在電極頂端）。
2． 電荷量q
在試品兩端瞬時注入一定電荷量，使試品端電壓的變化和由局部放電本身引起的端電壓的變化相同，此注入量即為局部放電的視在電荷量。
3． 視在放電量校準器
視在放電量校準器是一標準電量發(fā)生器，試驗前它以輸出某固定電量加之試品兩端，模擬該試品在此電量下放電時局部放電測試儀的響應，此時調(diào)整刻度系數(shù)，確定局部放電檢測儀的量程，以便在試驗時測量該試品在額定電壓下的視在放電量。因該放電量時以標準電量發(fā)生器比較后間接測出，而非直接測出，故此放電量稱為“視在放電量”。
校正電量發(fā)生器是測量局部放電時必備的儀器，它的性能參數(shù)直接關系到測試結(jié)果的準確性。
視在放電量校準器由校準脈沖電壓發(fā)生器和校準電容串聯(lián)組成，其參數(shù)主要包括：脈沖波形上升時間、衰減時間、內(nèi)阻、脈沖峰值、校準電容值等。
校準脈沖電壓發(fā)生器電壓波形上升時間為從0.1U0到0.9U0的時間，衰減時間定義為從峰值下降到0.1U0的時間。
4．檢測阻抗
檢測阻抗是拾取檢測信號的裝置，在使用中，應根據(jù)不同的測試目的，被試品的種類來選擇合適的檢測阻抗，以提高局部放電測量的靈敏度、分辨能力、波形特性及信噪比。
檢測阻抗按調(diào)諧電容范圍分1～12號。（見表1）
5．時間窗(門單元)
時間窗是為防止大于局部放電的干擾信號進入峰值檢波電路而設計的一種電路裝置。因在實際試驗時，尤其是在現(xiàn)場做試驗時，不可避免地會引入一些干擾，所以，時間窗的使用更顯得重要。
時間窗的工作原理是把橢圓掃描時基分成導通(加亮區(qū)域)和截止(未加亮區(qū)域)兩部分,通過改變時間窗的位置和寬度將放電脈沖置于導通(加亮區(qū)域)，干擾脈沖置于截止(未加亮區(qū)域)，此時儀表讀數(shù)即為放電脈沖數(shù)值，而干擾則不論大小，皆不會影響放電脈沖數(shù)值。若此時兩個時間窗同時關閉，則儀表讀數(shù)為整個橢圓上脈沖之峰值。
三、SZTCD－9305局部放電測試儀技術參數(shù)
1．可測試品的電容范圍：6ｐF~250ｕF
2．檢測靈敏度及允許電流(見表1)。
3．橢圓掃描時基
(1) 頻率：50、100、150、200、400Ｈz
(2) 旋轉(zhuǎn)：以30度為一檔，可旋轉(zhuǎn)120度。
(3) 工作方式：標準－擴展－直線。
(4) 高頻時基橢圓的輸入電壓范圍：13~275Ｖ。
4．顯示單元
采用100×80mm矩形示波管，有亮度與聚焦調(diào)節(jié)旋鈕。
5．放大器
(1) 3dB低頻端頻fL：20、40KHz任選。
(2) 3dB高頻端頻率fH：200、300KHz任選。
(3) 增益調(diào)節(jié)：粗調(diào)6檔，檔間增益差10倍±5%。
(4) 細調(diào)范圍：＞10倍。
(5) 正、負脈沖響應不對稱性：＜5%。
6．時間窗
(1) 窗寬：5度~150度(50Hz) 連續(xù)可調(diào)。
(2) 窗位置：每一窗可旋轉(zhuǎn)0度~170度。
(3) 兩個時間窗可分別或同時控制。
7、脈沖峰值表
(1) 線性指示：0~100誤差不大于5%。
(2) 指示：1~100誤差不大于5%。
表1 檢測靈敏度及輸入單元允許電流值
|
輸入單元序號
|
調(diào)電容范圍
|
靈敏度(PC)
(不平衡電路)
|
允許電流有效值
|
|
不平衡電路
|
平衡電路
|
|
1
|
6－25－100微微法
|
0.02
|
30mA
|
0.25A
|
|
2
|
25－100－400微微法
|
0.04
|
60mA
|
0.5A
|
|
3
|
100－400－1500微微法
|
0.06
|
120mA
|
1A
|
|
4
|
400－1500－6000微微法
|
0.1
|
0.25A
|
2A
|
|
5
|
1500－6000－25000微微法
|
0.2
|
0.5A
|
4A
|
|
6
|
0.006－0.025－0.1微法
|
0.3
|
1A
|
8A
|
|
7
|
0.025－0.1－0.4微法
|
0.5
|
2A
|
15A
|
|
8
|
0.1－0.4－1.5微法
|
1
|
4A
|
30A
|
|
9
|
0.4－1.5－6.0微法
|
1.5
|
8A
|
60A
|
|
10
|
1.5－6.0－25微法
|
2.5
|
15A
|
120A
|
|
11
|
6.0－25－60微法
|
5
|
25A
|
200A
|
|
12
|
25－60－250微法
|
10
|
50A
|
300A
|
|
7R
|
電阻
|
0.5
|
2A
|
15A
|
8、具有輔助識別放電脈沖相位的零標志系統(tǒng)。
9、工作電源 220V±10% 工頻
10、體積：440×430×180mm
11、重量：約15Kg
四、SZTCD－9305局部放電測試儀系統(tǒng)工程原理簡介
若試品Ｃa在試驗電壓下產(chǎn)生局部放電時，經(jīng)耦合電容Cｋ產(chǎn)生脈沖電流，由輸入單元拾取得脈沖訊號，經(jīng)低噪聲前置放大、濾波放大器選擇所需頻帶及主放放大后，在示波屏的橢圓掃描基線上顯示出放電脈沖，同時也送到脈沖峰值表（對數(shù)表）顯示其峰值。時間窗單元控制試驗電壓每一周期內(nèi)脈沖峰值表的工作時間，并在這段時間內(nèi)將顯示屏的顯示加亮，寬度與位置可以改變，進一步加強了抗干擾能力。
整個系統(tǒng)工作原理可參看框圖（圖1）。
五、SZTCD－9305局部放電測試儀通用試驗方法
(一)試驗目的
(1) 證實試品在規(guī)定電壓下沒有高于規(guī)定值之局部放電；
(2) 測定電壓上升時出現(xiàn)放電超過某一規(guī)定值時的*低電壓(起始放電電壓)和電壓下降時放電低于規(guī)定值時*高電壓(終止放電電壓)。
(3) 測定在某一規(guī)定電壓下的放電強度。
(二)試驗條件
(1) 交流電源電壓應為正弦波，不應有過大的高次諧波。
(2) 試品的電氣、機械、溫度條件應良好且穩(wěn)定。
(3) 由于電壓回滯現(xiàn)象的影響，在試驗前至少幾小時以上的時間內(nèi)，不要承受超過規(guī)定的局部放電試驗電壓*高值以上的電壓。
(4) 經(jīng)過搬運后的試品，必須靜放一段時間后再做局部放電試驗(油浸)。
(三)試驗程序
1. 將試驗區(qū)內(nèi)的雜物盡量移到試區(qū)以外，各種金屬物體應牢固接地，檢查和改善試區(qū)內(nèi)一切可能放電的部位，應特別注意各種地線是否已接地。
2. 根據(jù)不同的試品和試驗條件，選擇正確的接線方式。
3. 對所選擇的測試回路用視在放電量校準器對整個測試系統(tǒng)進行刻度系數(shù)校正，校正時對所規(guī)定的刻度系數(shù)K值調(diào)節(jié)儀器的增益旋鈕，把分刻度系數(shù)H調(diào)到H=U0C0/K值。校正完畢后，測試儀器的細調(diào)（連續(xù)調(diào)節(jié)）增益旋鈕不得隨意變動，同時應將視在放電量校準器從高壓線路上取下，以免在加壓試驗時將視在放電量校準器擊穿而使高壓線路短路。
(四) 注意事項
1. 在試驗開始加壓以前，試驗人員必須詳細而全方位地檢查一遍線路，以免線路接錯。測試儀器處的接地線是否與接地體牢固連接，若連接不牢或在準備工作時掐頭去尾線被腳踢斷，這將可能引起人身和設備事故。
2．對于連接線應避免將頂端暴露在外，防止頂端電暈放電，尤其對于電壓等級較高的局部放電試驗，必要時要加粗高壓連接線及加裝防電暈罩，減小因場強過高引起的電暈放電。屏蔽罩不能與試品的瓷裙相接觸。
3. 一般情況下，在試驗過程中，被試品在耐壓、預升壓時局部放電量都比正常值大很多，此時儀器的儀表必然會超出滿刻度。為防止儀器損壞，應將儀器的增益粗調(diào)旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)一檔或更多檔，以不超出滿刻度為標準。當電壓降至測量電壓時，再將增益粗調(diào)開關順時針旋轉(zhuǎn)一檔或更多檔，以便記錄測量值。
4. 校正電量發(fā)生器校正完畢后，一定要從高壓端脫離，并關閉電源開關，且儀器的增益細調(diào)旋鈕不可再調(diào)。因增益粗調(diào)開關每相鄰兩檔之間的關系是十倍，且檔位有指示，故升壓后根據(jù)放電量大小，可選擇合適量程。逆時針旋轉(zhuǎn)時，每降一檔量程擴大十倍；反之，順時針時，量程縮小十倍。
5. 試驗完畢后，應對整個測試系統(tǒng)再進行一次復查校正，驗證是否與試驗前所校正出的刻度系數(shù)相等，以免測試儀器或其它環(huán)節(jié)在試驗過程中發(fā)生故障而使測試結(jié)果不對。
六、具體操作說明
（一）試驗準備
1． 根據(jù)試品的容量Ca，耦合電容的大小Ck，選取適合序號的輸入單元。表1中調(diào)諧電容量系指與輸入單元初級繞組并聯(lián)的電容（粗略估算以按試品容量與耦合電容的容量串聯(lián)計算）。例如：試品容量為120ｐF，耦合電容量為1000ｐF，則所需檢測阻抗為有 ≈107，查表1可取2號單元。
輸入單元應盡量靠近試品，輸入單元經(jīng)8米長的測量電纜與放大器輸入插座相連。
2. 試品接入輸入單元的方法有以下幾種（見圖3）：
其中：Z為阻塞阻抗；
Ca為試品；
Ck為耦合電容。
3．SZTCD－9305局部放電測試儀面板示意圖
4．準備
在SZTCD－9305局部放電測試儀后面板AC220V插座上接上220V工頻電源，然后打開電源開關，讓儀器預熱5分鐘，同時對有關開關進行操作。
“標準－擴展－直線”開關置于標準
放大器頻帶fL、fH分別置20KHｚ，300KHｚ，放大器增益粗調(diào)置3檔，細調(diào)置中間位置，切不可一開始將粗調(diào)開關置*上等。
根據(jù)不同頻率的試驗電源選擇電源頻率，以便觀察合適的橢圓。
如果中頻試驗電源，請將中頻試驗電壓開關旋在275V檔，然后再接上中頻電源。觀察數(shù)字表讀數(shù)，如果差得太多，可將試驗電壓開關往小檔位上旋一檔，直至合適值，千萬不可旋在太小檔位上，同時請注意，輸入儀器的中頻電壓萬不可超過規(guī)定值275V！，否則儀器被損壞。
橢圓旋轉(zhuǎn)可不作調(diào)節(jié)。窗開關打在關位置，以后根據(jù)干擾出現(xiàn)的相位可開窗適當調(diào)旋轉(zhuǎn)，根據(jù)干擾情況調(diào)窗寬、位置，使干擾在門窗之外，使局部信號在窗上，以便讀取放電的數(shù)值。
線性、對數(shù)開關置于線性位置。
5. 視在放電量校準（JZF－10校正脈沖發(fā)生器）
用視在放電量校準器（JZF－10校正脈沖發(fā)生器）的輸出接于試品兩端，紅端接高壓端(引線盡可能短，以防干擾)，黑端接低壓端，調(diào)節(jié)其輸出放電量，例如50PC，調(diào)節(jié)放大器增益粗調(diào)及增益細調(diào)旋鈕，使放電量表指示滿度。此時放電量表指示滿度即100%表示50PC的放電量，注意此時增益細調(diào)旋鈕位置不可再動。測量盒應盡量靠近試品高壓端。
校準完畢后，拆除視在放電量校準器的連線，并關斷其電源，防止高壓損壞校準器。
6. 試驗操作
接通高壓試驗回路的電源，逐步升高電壓至規(guī)定電壓，時刻注視PC表指示，此時放電量表的讀數(shù)表示試品放電量的大小，如指示在80%，則表示試品視在放電量為50×80%＝40PC。
若此時試品放電量剛大于100%即超過滿度，應立即將放大器增益粗調(diào)由原來的“3”切換到“2”檔，此時放電量表100%，則表示500PC，假如此時放電量指示80%，由試品放電量為500×80%＝400PC。
若此時試品放電量小于10%：
a. 應將放大器粗調(diào)由“3”檔改至“4”檔，此時放電量表100%則表示5PC，假如此時放電量表指示80%，則試品視在放電量為5×80%＝4PC。
b.將儀器面板上對數(shù)、線性開關切換至對數(shù)位置，因?qū)?shù)刻度10%以下分辨率高，可直接讀出對數(shù)刻度。
旋轉(zhuǎn)“橢圓旋轉(zhuǎn)”開關使橢圓轉(zhuǎn)到預期的放電*利于觀察之處。通常這個位置是零標脈沖分別處于橢圓上部左側(cè)及下部右側(cè)之處。連續(xù)升高電壓，注意**次出現(xiàn)持續(xù)放電，當放電量超過規(guī)定的*低值時的電壓即為局部放電起始電壓。
若有干信號在放電脈沖附近，可以用窗寬和窗位置將干信號擾拒之窗外，即合擾窗開關，用一個或兩個時間窗并用窗寬、窗位置來改變橢圓上加亮區(qū)域的寬度與位置，使其避開干擾脈沖，這樣，放電量表的指示值只表示放電脈沖的大小，而不表示干擾信號的值，另外也可以改變頻帶的方法來提高抗干擾能力。
注：如需判斷放電相位，接上合適的電阻分壓器，取得10V左右的零標電壓，緩緩升高試驗電壓，橢圓上將出現(xiàn)兩個零標志脈沖，通過零標志可判別放電的相位，如圖所示：
