MCJF局部放电测试仪

MCJFW部放电测试仪使 用 说 明 书上海贸创电气有限公司MCJF局部放电测试仪上海贸创电气有限公司目录1 .概述（1）2 .名词、术语（1）3 .技术参数（2）4 .系统工作原理简介（4）5 .通用试验方法（5）6 .具体操作说明（6）7 .测试中的干扰问题（10）8 .附件（11）9 .成套装置（12）十.视在放电量校准器参数及使用（13）十一.常见图谱分析（15）11一.概述MCJF局部放电测试仪是我厂继 MC型局部放电测试仪后研制开发生产的又一 新颖仪器。它基本上保持了 MC的优点和功能，并致力于缩小仪器体积、重量、 使之成为名符其实的携带式仪器。该仪器是根据IEC (270)标准，利用脉冲电流法原理研制而成，并满足 GB-7354-87、GB-1207-97、GB-1208-97中关于局部 放电测试对测试仪器规定的技术要求。具有灵敏度高、测试的试品范围广，有高频椭圆扫描，放电系统动态范围大，并采用先进的抗干扰组件和独特的门显示电 路，适用于高压产品的型式、出厂试验，新产品研制试验，电机、互感器、电缆、 套管、电容器、变压器、避雷器、开关及其它高压电器局部放电的定量测试，可 供制造厂、科研部门、电力部门现场使用。二.名词、术语1 .局部放电：局部放电是指导体间绝缘仅被部分桥接的电气放电，这种放电可 以在导体附近发生，也可以不在导体附件发生。2 .视在电荷量q：在试品两端瞬时注入一定电荷量，使试品端电压的变化和由 局部放电本身引起的端电压的变化相同，此注入量即为局部放电的视在电荷包 量。3 .视在放电量校准器：视在放电量校准器由校准脉冲发生器与校准电容串联组 成，是一个校准电荷产生装置。校准脉冲发生器产生规定波形的脉冲电压，通过校准电容对被试品注入电荷,模拟被试品局部放电时的视在放电电荷。校准器的主要技术参数包括校准脉冲波形上升时间、衰减时间、校准脉冲峰 值及校准电容值。电压波形上升时间为从0.1Uo到0.9Uo时间，衰减时间性定义为从峰值下降 到0.1Uo的时间。三.技术参数1 .可测试品的电容范围：6pF-250uF2 .检测灵敏度及允许电流(见表1)。3 .椭圆扫描时基(1)频率：50、100、150、200、400Hz(2)旋转：以30度为一档，可旋转120度。(3)工作方式：标准-扩展-直线。(4)高频时基椭圆可按输入电压(13-275V)调至正确大小。4 .显示单元采用100X 80mm巨形示波管，有亮度与聚集调节旋钮。5 .放大器(1) 3dB低频端频率fL: 20、40kHz任选。(2) 3dB低频端频率fL: 200、300kHz任选。(3)增益调节：粗调6档，档间增益差20 1dB0(4)细调范围：20dB(5)正、负脉冲响应不对称性：1dBo表1检测灵敏度及输入单元允许电流值输入单 元序号倜电咨范围灵敏度（PQ （不平衡电路）允许电流后效值不平衡电路平衡电路16-25-100微微法0.02300.25 安225-100-400 微微法0.04600.5安3100-400-1500 微微法0.06120毫安1安4400-1500-6000 微微法0.10.25 安2安51500-6000-25000 微微法0.20.5安4安60.006-0.025-0.1 微法0.31安8安70.025-0.1-0.4 微法0.52安15安80.1-0.4-1.5 微法14安30安90.4-1.5-6.0 微法1.58安60安101.5-6.0-25 微法2.515安120安116.0-25-60 微法525安200安1225-60-250 微法1050安300安7R电阻0.52安15安6 时间窗：（1）窗宽：可调，5度-150度（50Hz）（2）窗位置：每一窗可旋转0度-170度。（3）两个时间窗可分别或同时控制。7 .脉冲峰值表：（1）线性指示：0-100误差不大于5%（2）对数指示：1-100误差不大于5%8 .具有辅助识别放电脉冲相应的零标志系统。9 .工作电流：220V 10%工频10.体积：440X430X 180mm11.重量：约 15Kg四.系统工程原理简介若试品Cx在试验电压下产生局部放电时，经耦合电容Ck产生脉冲电流，由输入单元拾取得脉冲讯号，经低噪音前置放大、滤波放大器选择所需频带及主放 放大后，在示波屏的椭圆扫描基线上显示出电放脉冲， 同时也送到脉冲峰值表（对 数表）显示其峰值。时间窗单元控制试验电压每一周期内脉冲峰值表的工作时间，并在这段时间内将显示屏的显示加亮, 扰能力。宽度与位置可以改变，进步加强了抗干整个系统工作原理可参看框图（图 1）。图1RX局部放电测试仪原理方框图图2局部放电系统示意图（外试法）五.通用试验方法（一）试验目的：（1）证实试品在规定电压下没有高于规定值之局部放电；（2）测定电压上升时出现放电超过某一规定值时的最低电压（起始放电电压）和电压下降时放电低于规定值时最高电压（终止放电电压）。（3）测定在某一规定电压下的放电强度。（二）试验条件：（1）交流电源电压应为正弦波，不应有过大的高次谐波。（2）试品的电气、机械温度条件应良好且稳定。（3）由于电压回滞现象的影响，在试验前至少几小时以上的时 问内，不要承受超过规定的局部放电试验电压最高值以上的电压。（4）经过搬运后的试品，必须静放一段时间后再做局部放电试 验（油浸）。（三）试验程序：1.将试验区内的杂物尽量移到试区以外，各种金属体应牢固 接地，检查和改善试区内一切可能放电的部位，应特别注意各种地线是否已接地。2 .根据不同的试品和试验条件，选择正确的接线方式。3 .对所选择的测试回路用视在放电量标准器对整个测试系统 进行刻度系数校正，校正时对所规定的刻度系数 K值调节仪器的增益旋钮，把 H 调到H=UoCo/K值。校正完毕后，各种测试仪器的细调（连续调节）增益旋钮不 得随意变动，同时应将视在放电器校准器从高压线路上取下，以免在加压试验时将视在放电量校准品击穿而使高压线路短路。（四）注意事项：1.在试验开始加压以前，试验人员必须详细而全面地检查一 遍线路，以免线路接错。测试仪器处的接地线是否与接地体牢固连接，若连接不 牢或在准备工作时接地线被脚踢断，这将可能引起人身和设备事故。切切 ！2 .对于连接线应避免将尖端暴露在外， 屏蔽罩不能与试品的瓷 裙相接触。3 .试验完毕后，应对整个测试系统再进行一次复查校正，验证 是否与试验前所校正出的刻度系数相等，以免测试仪器或其它环节在试验过程中 发生故障而使测试结果不对。六.具体操作说明（一）试验准备：1.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1中调谐电容量系指与输入单元初级绕组并联的电容（粗细估算以按试品容量与耦合电容的容量串联计算） 量为1000pF,则所需检测阻抗为：。例如：试品容量为120pF,耦合电容120X 1000”y 107 120+1000查表1可取2号单元。输入单元应尽量靠近试品，输入单元经 8米长的测量电缆与放大器输入插座 相连。2 .试品接入输入单元的方法有以下几种（见图 3）:a.并联法至校正脉冲至放大器b.串联法至校正脉冲至放大器至校正脉冲至放大器其中：Z为阻塞阻抗；Cx为试品；Ck为耦合电容;3 .面板示意图I1直线）|标准I。O匚二扩展开关 聚焦亮度030示波器90门宽O右Hz门位置O试!40 300中频电源O20 200 PC a 口线性对数增益O增益细调4 .准备在仪器后面板AC220V雨座上接上220V工频电源，然后打工电源开关，让仪 器预热5分钟，同时对有关开关进行操作。“标准-扩展-直线”开关置标准放大器频率带 h、fH分别置20kHz, 300kHz,放大器增益粗调置3档，细调置 中间位置，切不可一开始将粗调开关置最高档。根据不同频率的试验电源选择试验电源频率，以便观察合适的椭圆。如果工频试验电源，请将中频试验电压开关旋在 275V档，然后再接上中频电 源。观察数字表读数，如果差得太多，可将试验电压开关往小档位上旋一档，直 至合适值，千万不可旋在太小档上， 同时请注意，输入仪器的中频电压万不可超 过规定值275V,否则仪器被损坏。椭圆旋转可不作调节。窗开关打在关位置，以后根据干扰出现的相位可开窗 适当调旋转，根据干扰情况调窗宽、位置，使干扰在门窗之外，使局部信号在窗 上，以便读取放电的数值。5 .视在放电量校准用视在放电量校准器（校正脉冲发生器）的输出接于试品两端，红端接高压端，黑端接低压端，调节其输出放电量，例如 50PC调节放大器增益组调旋钮， 使放电量表指示满度。此时放电量表指示满度即100%则表示50PC的放电量，注意增益细调旋钮位置不可再动。（局放仪校正脉冲发生器的注入电量按发生器 上指示的电压U与匹配盒上注入电容的 C乘积计算，Qo=Cq Uq）,测量盒应尽量 靠近试品高压端。拆除视在放电量校准器的连线，并关断其电源。6 .试验操作接通高压试验回路的电源，逐步升高电压至规定电压，时刻注视 PC表指示， 此时放电量表的读数表示试品放电量的大小，如指示在 80%则表示试品视在放 电量为 50X80%=40PC若此时试品放电量刚大于100端口超过满度，应立即将放大器增益粗调由原来 的“3”改换到“2”档，此时放电量表100%则表示500PC假如此时放电量指 示80% 由试品放电量为 500X 80%=400PC若此时试品放电量小于 10%应将放大器粗调由“ 3”档改至“4”档，此时 放电量表100%W表示5PC,假如此时放电量表指示 80,则试品视在放电量为 5X80%=4PC接上合适的电阻分压器，取得 10V左右的零标电压，缓缓升高试验电压，椭 圆上将出现两个零标志脉冲，通过零标志脉冲可判别放电的相位，如图所示：旋转“椭圆旋转”开关使椭圆转到预期的放电最利于观察之处。通常这个位 置是零标脉冲分别处于椭圆上部左侧及下部右侧之处。 连续升高电压，注意第一 次出现持续放电，当放电量超过规定的最低值时的电压即为局部放电起始电压。若有干扰信号在放电脉冲附近，可以用窗宽和窗位置将干扰信号拒之窗外， 即合窗开关，用一个或两个时间窗并用窗宽、窗位置来改变椭圆上加亮区域的宽 度与位置，使其避开干扰脉冲，这样，放电量表的指示值只表示放电脉冲的大小， 而不表示干扰信号的值，另外也可以改变频带的方法来提高抗干扰能力。七.测试中的干扰问题在局部放电测试中，往往由于外部干扰信号的影响，而使测试结果产生误判 断，或者使测试工作根本无法进行下去。 尤其对从事局部放电测试工作经验不多 的人，更容易引起误判断。因此，在局部放电测试技术中，消除外部干扰成为一 项很重要的技术内容，同时也是花钱较多的一项技术措施。（一）外来干扰1 .与电源电压无关的干扰这种干扰与电源电压（加至被试品上的电压）无关，它不随电源电压的升高或降低而变化。它产生于：电气开关的开闭操作、电焊起弧、吊车开动、整流电 机的电刷、闪光灯、无线电电磁波以及各种工业干扰等等。这些干扰通过电源、 测试回路和地线等途径侵入进来。2 .与电源电压有关的干扰这类干扰一般随电源电压的增加而变大。 它可由试区内各个部分产生。例如： 试验变压器、高压引线、试品端部、高压线路接触不良、高压试区的绝缘物体与 地线）或接地金属物）接触、试区内金属物体接地不良、以及其它物体的感应放 电等等。与电源电压有关的干扰侵入途径，可以通过电源、高压导线、空间和地 线侵入到测试回路内。（二）消除外来干扰的方法1 .消除与电源电压无关的干扰方法：应从电源、空间、接方式几个方面采取措 施。为了消除空间电磁波的干扰，应将试验室加以屏蔽。对于由电源侵入的干扰， 一般在电源进口处加隔离变压器和滤波装置。 消除由接地网来的干扰，应采取一 点接地方式。2 .消除与电源有关的干扰措施：可将高压导线加粗（用较粗的蛇皮管、薄铁皮 圆筒或铝筒）；对被试品端部辗防晕罩；试区内各地线和金属物应良好接地；试 区内的绝缘物体严禁与金属接地体接触； 在高压线下部地面上不应有螺钉、 地线 头等金属物体。八.附件说明书 1电源线1根高频线1根测试电缆1 根（8米）保险丝2只合格证及保修卡1份 九.成套装置1 .输入阻抗1-12号任选，7R号测长电缆用。2 .视在放电量器校准器（校正脉冲发生器），局放仪校正脉冲发生器）任选3 .工频、中频滤波器4 .三倍频感应试验设备5 .无局放电阻分压器 50KV 100KV 150KV 200KV任选6 .无局放耦合电容系列7 .无局放试验变压器系列8 .工频试验控制台十.视在放电量校准参数及使用（一）局放仪校正脉冲发生器局放仪校正脉冲发生器是专为局部放电的检测而设计的，本仪咕嘟的精度、上升时间、重复频率等直接决定了局部放电的测试精度，此仪器符合IEC标准。此校正脉冲发生器的输出电量10-5000PC任意调节。适用于先校准后试验，先试 验后校准的局放试验中。（一）技术参数1 .方波幅值满刻度为 2.5V、5V、10V、25V、50V;精度为 2%2 .衰减器：10: 1衰减3级3 .输出脉冲极性“十”每周期提供一个主正向脉冲；“土 ”每周期提供一个正向脉冲和一个负向脉冲；“-”每周期提供一个主负向脉冲。4 .方波前沿0.07us。5 .重复频率：45Hz-65Hz,连续可调。6 .脉冲衰减时间100US-1000US7 .内阻75。8 .工作方式：感应同步，手动调节。9 . 一次工作时间5分钟。10 .仪器工作环境0-40 C ,相对温度少 A85C ；仪器周围无强烈振动，仪器平放工作，不得倾斜。11 .电源：10V可充电电池。（二）操作程序用户可根据实际情况选择输出幅值和Cq （ 10pF、100pF模拟入电量为Q=Cq Uo将输出电缆一端接到“衰减输出”高频插座，另一端接到装有注入电容的匹 配盒。将极性开关调节到所需要的脉冲型号，按下启动按钮，仪器进入工作状态。调节“方波幅值”旋钮到所需要的电压值范围，然后再调节“细调” ，将同步选 择开关打到调频，然后调节旋钮使脉冲的频率尽量接近于试验电源的频率， 如果 需要同步，将开关打到感应，用导线绕到电流通过的导线上，具一端接到面板上 的感应接线柱上，此时脉冲频率与电网频率同步。当“极性开关”旋到“ V检 查时，看表头指示是否在红线以下，如果在红线以下时则需充电。校正结束后，必须将匹配盒拿下，以免升高压时打坏，将仪器置于“关”位 置。注：此仪器工作时必须平放，不能倾斜。另此仪器的方波信号为不接地的， 不用接地。校正脉发生器的主要技术指标及使用校正脉冲发生器是一种小型的可充电电池供销电的视在放电量校准器，它可 以分别以四种放电量向试品两端注入 1.2kHz左右的校正脉冲，可用于先校准后 试验的局放试验中，适合于国际电工委员会IEC-270所推荐的任何一种试验电路。（一）主要技术参数电池电压1.25 X8V输出电荷量 5、50、500PCE 5、10、50、100PC方波前沿0.07us脉宽 100US-1000US 内阻75。重复频率1.2kHz频率变化 200Hz注入电容 10pF 100pF或 10pF、20pF（二）使用方法首先检查校正脉冲发生器的电池， 电量如面板上的电压表，指示在8V以下则 需充电，8V以上方能正常工作。将输出的红、黑两个端子上接上导线，红端子上的导线尽量短且靠近试品的高压端，黑线导线接试品的低压端，将校正电量开关置于5、10、50、100、500中任何合适一档即可校正。频率可在 1.2kHz随机调节。校正脉冲发生器使用后及时将调节电荷量的波段开关旋在关位置，充电要适时， 且时间要达到连续16小时。十一.常见图谱分析（1）接触不良这种干扰如图1所示。其特点是干扰波位于椭圆时基的零点附近。在正负半 波上对称出现，幅值相差不大。干扰在低电压时即出现。电压增大时，干扰占位 区域也增大，由于叠加效果幅值增大较慢。有时在电压达到某一定数值后会完全 消失。造成这种干扰的原因有：试验回路中金属对金属接触不良，塑料电线半导电 屏蔽层中粒子间接触不良，电容器卷绕铝箔电极与插接片接触不良等。(2)浮动电位物体波形见图2,特别是在电压峰值之前的正负半波部分出现。等幅值间隙不等，由 于余辉，有时成对的出现，有时图像有飘动。电压增加时，根数增加，间隙缩小， 中间值不变。有时电压增加到一定值后干扰讯号会消失，再降低电压时， 又会重 新出现。起因：金属或碳质导体之间的间隙放电。 它可以发生在试样上或测试回路中。 常常在两个孤立的导电物之间，例如地面上处于浮动电位的多种物体体间发生。(3)外部尖端电晕波形如图3,特别是仅在试验电压的一个半波中出现，位于外施电压的峰值 部分，等幅值等间距。电压增加时，放电讯号波的根数增加，但幅值总不变。 起因：高压电极的尖端或边缘对空气中的放电。 若干扰讯号位于椭圆时基的负半 周。则尖端电晕处于高电压下，若干扰讯号位于时基椭圆的正半周， 则尖端在接 地部分，有时也可能高压、接地部分都有尖端电晕放电，则时基椭圆的正负半周 就出现两组讯号。(4)液体介质中的尖端放电波形见图4,特别：在试验电压正负半周峰值位置均有一组讯号，同一组讯 号等幅值，等间隔，一组中间值较大的讯号先出现，随电压增加中间值也增大。 一组中间值小的讯号其幅值不随电压变化。起因：在绝缘液体中发生了尖端或边缘电晕放电。或一组大的讯号出现在正 半周，则尖端位高压部分；若它出现在负半周，则尖端处于接地部分。(5)继电器、接触器的动作干扰讯号波形见图5,特点：在时基椭圆上干扰讯号波形分布不规则，间隙 地出现，且同试验电压大小无关。起因：闪光灯，热继电器，接触器和各种火花试验器或有火花放电的记录器 动作时造成。(6)可控硅元件干扰讯号波形见图6,特点：干扰讯号在时基椭圆上之位置固定，每一无件 产生一个独立的高频脉冲讯号。电路接通，电磁耦合效应增强时，讯号幅值增加， 也可能发生波形展宽、相移，从而在时基上占位增加。起因：供电网络中有可控硅器件在运行。干扰的大小同所用可控硅器件的功 率直接有关。(7)异步电机干扰波形见图7,特点：在时基椭圆上正负半波形出现对称的二组讯号，且 沿扫描时基逆时针方向移动。起因：异步电机运行时产生的干扰讯号耦合到检测回路中来。(8)萤光灯干扰波形见图8,特点：在椭圆上时基上出现栏栅状幅值大致相等的脉冲， 并伴有正负半波时对称出现的二簇脉冲组。(9)电动机干扰波形见图9,特点：沿椭圆时基均布，等幅值每一个单个讯号或“山” 字形。起因：带换向器的电动机如风扇、电吹风运转时所发出的干扰讯号。(10)无线电干扰干扰图见10,特点：沿整个时基椭圆分布的幅值有调制的高频正弦波。起因：高频电力放大器，无线电话、广播话筒等。（11）中高频工业设备干扰波形见图11,特点：讯号在时基椭圆上连续发生，但仅在半周内出现。起因：感应加热装置及频率接近局放电检测频率的超声波发生器等。（12）磁饱和产生的谐波干扰波形见图12,特点：在时基椭圆正负半波上对称出现一对谐波振荡讯号， 讯号幅值随电压增加而增加，电压除去，讯号消失。讯号稳妥定，能重复再现。起因：试验系统中铁芯设备（试验变压器，并联或用联电抗器，波波电抗器， 匹配变压器，调压变压器）磁饱和时产生的谐振讯号。（13）电极在电场方向运动干扰波形见图13,特点：仅在时基椭圆的半周中出现二个讯号脉冲，它们相 对于峰值点对称分布。起始点该二讯号很靠近，随电压增大，二者逐渐分开，且 有可能产生新的讯号脉冲对。起因：电极（尤其是金属箔电极）在电场作用下运动。（14）介质表面放电干扰讯号波形见图14,特点；放电讯号出现在试验电压峰值之前。正负半周 中都有，而且幅值基本相等。讯号幅值和位置有随机性变化。开始时，放电讯号 是可分辨的，到一不定期电压值后便难以分辨。起因：二个接触的绝缘导体之间介质表面上的放电，或介质表面上切向场强 较高的区域发生放电。（15）漏电痕迹和树枝波形特点：讯号与一般典型的图像不符合，波形呈现不规则，不确定的图像，与 电压有关。起因：脏污绝缘中泄漏，绝缘局部过热而致的碳痕迹或电树枝足道等。上述有些图像，如（4）、（13）、（14）、（15）等也可能即属试品本身的缺陷。（15） 则为介质内部放电之图像。MCJF局部放电测试仪上海贸创电气有限公司.11门S3MCJF局部放电测试仪上海贸创电气有限公司图413