局放分析單元

一、LYTCD-9808局放分析單元安全提示

1、本系統的操作、維護應由能勝任的相關專業人員進行。

2、局部放電試驗現場電壓高達幾萬伏，試驗人員應嚴格遵守所有安全預防措施。試驗區域應有明顯、清晰的警示牌，現場任何人都應該知道高壓區域。直接從事的測量人員應了解測量回路中所有帶電元件、高壓元件，不直接從事測量的人員應被隔離在試驗區域之外。在試驗過程中及上電后，任何人不得進入高壓區。

3、在試驗以前，操作人員應掌握測試線路、測試方法、測試步驟和測試目的。

4、試驗現場要整潔、干凈，不應存放其他無關的物品。在高壓區間的地面上不應有雜亂的金屬小塊（如裸銅線段、螺絲、螺帽和其它小金屬塊等），被試品、升壓變壓器、耦合電容等應與周圍保持適當距離。

5、被試品、升壓變壓器、耦合電容等表面應保持干燥清潔，因為表面的濕氣和污垢會引起表面的局部放電，導致測量異常。

6、高壓導線應盡可能短而粗，以防止電暈，可采用蛇皮管等。試驗回路所圍的面積盡可能小，以降低干擾的引入。電壓等級高的高壓端應加防電暈帽。試驗區各種金屬物體應牢固接地，不能懸浮，檢查并改善試驗區內一切可能放電的部位（如不能有尖、銳角），特別注意各種地線是否良好接地。

7、在試驗開始加壓前，試驗人員必須詳細而全面地檢查一遍線路，以免線路接錯。特別應關注接地線、高壓線和強電回路的連線是否牢固連接。

8、試驗異常時，應首先切斷電源，再作進一步處理。

二、LYTCD-9808局放分析單元功能特點

測量通道：2/4/6通道測量，獨立的信號調理、AD采樣、處理、顯示，且實現同步采樣。

測量功能：可檢測局部放電幅值、極性、相位、放電起始電壓、熄滅電壓、次數等相關參數。

同步功能：內、外同步任意選擇，且具有零標指示和相位分辨功能。

顯示方式：可選擇橢圓、直線、正弦及二維、三維等界面顯示局部放電信號，可直觀的分析測試過程中信號的頻率、相位、幅度以及試驗電壓之間的相互關系。

局部放大：可對單個或某一段放電信號進行波形分析，確定信號的性質。

開窗功能：可在任意相位開窗（消隱），用于特別顯示（或屏蔽）相位的信號（干擾）。

同步消隱：在配合阻抗單元和耦合電容的情況下，可對來自地網、試驗電源和試驗現場空間的干擾進行同步濾除。

極性鑒別：可通過放電信號的脈沖極性區分，是試品內部，還是外部的放電，有效去除外部干擾。

頻譜分析：基于FFT算法實現的頻譜分析與FIR數字濾波功能。

增益可調：在量程切換跨度內，實現增益連續可調。

保存打?。嚎杀４鎲未畏烹姷臄祿?，也可記錄一段時間的局部放電圖形及相關參數，保存的數據可回放和重現方便后期分析。對單次放電的數據提供打印功能。

三、LYTCD-9808局部放電測試系統

1、系統概述

本儀器是按照DL/T846.4-2004 《高電壓測試設備通用技術條件》、GB/T 7354-2003 《局部放電測量》開發的，應用于電力系統設備運行維護的局部放電測試，儀器結構緊湊、攜帶方便，抗干擾能力強。適用于各種電壓等級和容量的變壓器、發電機、互感器、套管、GIS、電容器、CVT、電力電纜、開關等高壓電氣設備的局部放電檢測。

系統主要由主機、輸入阻抗單元、校準脈沖發生器、耦合電容分壓器（外零標輸入）、PC機（分體機）以及連接電纜等組成。

2、主機

（1）面板結構

（2）主機硬件框圖

本儀器采用脈沖電流法。硬件框圖如下：

由上圖可知被測信號有兩個：一個是來自輸入耦合單元的放電脈沖信號，另一個是來自試驗電源經分壓后的試驗電壓信號

每個通道的輸入信號獨立的經過前級低通濾除部分低頻信號，再經過衰減或放大處理，然后經過細調增益控制，經過更精密一級的高低通濾波，進一步篩選出放電信號，經過高速寬頻帶12位AD轉換器進行模數轉換，得到的數據經過FPGA存儲在緩存SDRAM中，再由FPGA通過USB（或以太網）上傳給PC機或工控主機系統進行顯示。

試驗電壓信號經過電壓互感器隔離變換成小信號，小信號分兩路：一路經過調理得到試驗電壓的外零標信號，另一路經過有效值轉換和A/D轉換得到試驗電壓數據。該數據由FPGA送給PC機或工控主機系

統進行顯示。

3、輸入阻抗單元

本系統的放電脈沖檢測阻抗，又稱耦合裝置或輸入單元，包括耦合電容和輸入單元，是測試系統和測試回路的主要組成部分，輸入單元針對特定的試驗回路或試品，為達到佳的靈敏度而專門設計的。本系統配備了十三種獨立的輸入單元，其中第十三種為單元。面板示意如下圖：

本系統配備的輸入單元是RLC型檢測阻抗，是一種調諧型阻抗。檢測阻抗的檢測回路及等效電路，如圖所示：

圖b是圖a的等值電路，它是一電感、電容并聯電路，當電路諧振時，在Ct和Lm兩端產生較高的諧振電壓。當測量回路一經確定，測量回路的諧振電容     便可求得。而且，測量系統的測量中心頻率f0也是已知的。因此只要恰當選擇測量阻抗電感值Lm。使時，便可達到足夠高的測量靈敏度。

系統備有12個獨立檢測阻抗，足以滿足選擇之要求。

只要選取檢測阻抗的調諧電容Ct的中心值等于測量回路的諧振電量Ct，可使測量回路的靈敏度足夠高。一般使Ct值落入Ct的范圍就可以了。

根據試品的容量Cx，耦合電容的大小Ck，選取適合序號的輸入單元。表中調諧電容量系指與輸入單元初級繞組并聯的電容（粗略估算以按試品容量與耦合電容的容量串聯計算）。例如：試品容量為500pF，耦合電容量為1000pF，則所需檢測阻抗為500×1000/(500+1000)=333.33，查表可取3號單元。

輸入單元應盡量靠近試品，輸入單元經測量電纜與放大器輸入插座相連。

本測試系統采用的是脈沖電流法進行局部放電測量，該方法的基本測試回路通常有三種：并聯測試回路、串聯測試回路和平衡回路（橋式回路）。

注：Cx：代表試品電容。

Zm：代表檢測阻抗。

Ck：代表耦合電容，它的作用是為Cx與Zm之間提供一個低阻抗通道。

Z：代表接在電源和測量回路間的低通濾波器，Z可以讓工頻電壓作用到試品上，但阻止被測的高頻脈沖或電源中的高頻分量通過。

圖a為并聯回路，多用于試品電容Cx較大，試驗電壓下，試品工頻電容電流超出檢測阻抗Zm允許值，或試品有可能被擊穿，或試品無法與地分開的情況。該測量回路應用較多。

圖b為串聯回路，多用于試品電容Cx較小，試驗電壓下，試品工頻電容電流符合檢測阻抗Zm允許值時，耦合電容Ck兼有濾波（抑制外部干擾）和提高測量靈敏度的作用，其效果隨Cx/Ck的增大而提高。Ck也可以用高壓引線的雜散電容Cs來代替。這樣，可使線路更為簡單，從而減少過多的高壓引線和聯結頭，避免電暈干擾，該方法多用于220kV及以上的產品試驗。試品的低壓端必須與地絕緣。

圖c為平衡測試回路，利用電橋平衡原理將外來干擾信號平衡掉，因而這種回路的抗干擾能力較強。但是，由于平衡測試回路，利用電橋的平衡條件和頻率有關，因此有當Cx和Ck的電容量比較接近時，才有可能同時*平衡掉各種外來干擾。平衡測試回路的靈敏度一般低于直接測試回路。

4、校準脈沖發生器（詳見附錄1）

5、耦合電容分壓器

零標輸入單元作為局部放電檢測系統的相位基準，對識別局部放電和干擾有重要作用，本儀器系統內置內零標單元和外零標輸入單元。外零標輸入時，系統的相位可以和外零標輸入嚴格同步，且無頻率間隔要求，故可以和無局放串聯諧振電源相配合，外零標的輸入范圍為：交流10∽380V，30Hz∽300Hz。

在實際試驗中，可以將試驗電源電壓經分壓器降至10∽380V再接入零標單元。如果在屏幕上輸入分壓器的變比，可以直接測量出試驗電源電壓。例如，電容分壓器變比是500：1，則選擇變比為500。

如果試驗電源和儀器電源同相或試驗電源和工頻嚴格同步，可使用儀器內零標。

一般，當沒有外零標輸入信號時，儀器自動選擇內零標作為本系統的相位基準。如果試驗電源和儀器電源相位不同，必須對其相位進行校正后才可測量。

如圖是耦合電容分壓器，既可以當耦合電容使用，又可以當電容分壓器使用；試驗時，分別接到輸入單元和主機的分壓器輸入（即外零標輸入），就可以同時測量試品的局部放電和試驗電壓。

四、LYTCD-9808軟件操作說明

1、軟件安裝與刪除

配置要求：

軟件要求安裝系統為Windows XP/2000（暫不支持Win7系統）。推薦配置：Pentium 1.5G（或更高），內存256M以上，必須支持USB2.0。

軟件安裝

數字式局部檢測系統安裝步驟

*步：雙擊光盤中“數字式局部檢測系統”進入如下界面

第二步：單擊下一步進入用戶信息設置界面如下圖

第三步：單擊下一步進入安裝類型選擇界面，推薦選擇完整安裝

第四步：單擊下一步進入如下界面，準備安裝程序

第五步：單擊安裝，進入安裝界面

第六步：安裝完成界面提示如下

七步：單擊完成，完成安裝，軟件可以使用。

驅動程序安裝

*步：將局部放電測試儀主機與PC電腦連機，開啟局部放電測試儀主機電源。出現如下新硬件提示界面

第二步：選擇“否，暫時不”，單擊下一步進入如下界面

第三步：選擇“從列表或位置安裝”項，單擊下一步，進入如下界面

第四步：選擇“在搜索中包括這個位置”，單擊“瀏覽”選擇“數字式局部檢測系統”安裝目錄下的“USB驅動”（如：C:Program Files數字式局部檢測系統USB驅動），單擊下一步進入如下界面

第五步：選擇“Cypress USB Component”，單擊下一步進入完成界面

第六步：單擊“完成”，設備驅動安裝完成，可以正常使用。

2、操作界面

校準界面

橢圓、直線和正弦界面

橢圓界面

直線界面

正弦界面

二維和三維界面

二維界面

三維界面

多通道界面

局部放大界面

頻譜分析界面

打印預覽界面

3、菜單和工具欄功能

菜單

文件

打開：可以打開三種格式的文件分別是*.dat，*.prj和*.opt，這三種格式的文件分別對應單次測量的數據，連續測量的數據和設置參數數據。

注意：測量過程中不提供打開文件功能。

保存設置：保存校準中設置的通道、增益、濾波、校準脈沖等參數，保存的文件格式為*.opt。

注意：僅在校準界面下有該菜單項，在其他顯示界面無此功能。

另存為：保存當前時刻的單次測量數據，保存的文件格式為*.dat。

打?。捍蛴蟊砉δ?。

打印預覽：提供打印報表預覽、打印機選擇和打印設置功能。

退出：提供軟件退出功能。

視圖

橢圓窗：將顯示界面從其他界面切換到橢圓窗口界面。

直線窗：將顯示界面從其他界面切換到直線窗口界面。

二維窗：將顯示界面從其他界面切換到二維窗口界面。

三維窗：將顯示界面從其他界面切換到三維窗口界面。

校準窗：將顯示界面從其他界面切換到校準窗口界面

正弦窗：將顯示界面從其他界面切換到正弦窗口界面。

多通道顯示：將顯示界面從其他界面切換到多通道顯示界面，雙通道或四通道。

注意：顯示通道數在“設置”子菜單中的“顯示設置”菜單項中設置。

標尺1：在單通道顯示時，界面中出現pc量指示標尺；在雙通道顯示時，界面上方通道出現pc量指示標尺。放電量值此時顯示的是標尺選中的位置的放電量值。

標尺2：在雙通道顯示時，界面下方通道出現pc量指示標尺。放電量值此時顯示的是用戶標尺選中的位置的放電量值。

顯示工具欄、顯示狀態欄、顯示設置欄：用于顯示和隱藏相應選中的工具欄。

設置

局部窗口：進入局部放大界面。

注意：局部開窗功能只在橢圓顯示界面下提供，且只在單通道顯示時提供。

系統設置：提供如下功能：

脈沖閾值：該值是個百分比值，表示閾值占滿刻度值的百分比。該值用于脈沖計數中的判斷依據，大于該值計一次放電，二維顯示中涉及該內容。

試驗電源頻率：提供自動和手動選項，當此處選擇為自動，則工具欄中頻率控件只顯示不可設置；當此處選擇為手動，工具欄中頻率控鍵中的值可設置。

同步消隱：可選擇消隱通道和閾值，當同步消隱開啟時，實現用選中通道的信號與被消隱通道的信號相減或相加（正向為相減，反向為相加）。

系統校正：提供通道系統校正功能，恢復默認值按扭將選中通道的當前基準值設置為默認值2048。

濾波設置：可選手動，當選為手動時，用戶可以對濾波通道，濾出頻點個數及濾波通道進行設置。

顏色設置：對坐標、背景、波形、網格、開窗和刻度尺的顏色提供設置功能。

顯示設置：設置多通道顯示時的通道數是雙通道或是四通道。

配色方案：對坐標、背景、波形、網格、開窗和刻度尺的顏色提供默認的幾種習慣的配色方案。黑色背景的為默認方案，白色背景的是常用于打印的方案，另紫色、藍色和灰色背景為其它供選擇的方案。

頻譜分析

頻譜圖

功能：顯示測量數據的時域圖和頻域圖，時域圖顯示同橢圓窗。

濾波前

功能：圖形界面上方顯示橢圓窗，下方顯示頻譜展開圖。

濾波后

功能：顯示濾波后的時域圖和濾波后的頻譜展開圖。

幫助（該項內容見相應文檔）

工具欄

試驗電源設置

變比：提供用戶輸入分壓電容（或分壓電阻）的變比值，默認值為500，正整數。

頻率：提供用戶手動設置試驗電壓的頻率，范圍30到300Hz可選。

角度：提供用戶相位旋轉功能0度到345度間隔15度可選。

橢圓

直線

二維

三維

校準

參數設置

校準狀態圖                         測試狀態圖

通道：提供通道選擇功能。

放大：選擇放大倍數的切換。

增益：在校準界面下提供設置增益值，在其它界面下僅顯示不能設置。

濾波：在校準界面下提供選擇硬件濾波參數設置（：100kHz、200kHz、300kHz和400kHz；低端：20kHz、40kHz、60kHz和80kHz），其它界面下僅顯示不能設置。

單窗：開窗或消隱功能中提供單個窗口。

雙窗：開窗或消隱功能中提供兩個相位對稱的窗口。

校準電壓/電容：在校準界面下提供用戶設置校準電容100pF或10pF的功能，校準電壓在所有情況下都只是顯示不能設置。

脈沖：在校準界面下提供給用戶設置校準脈沖的功能，在其他界面下僅能顯示不能設置。校準電壓u、電容c和校準脈沖Q三者的關系為Q=u*c，所以校準電壓顯示值由校準電容和校準脈沖的設置值決定。

自動校準：在校準界面下提供自動校準功能。

保存設置：在校準界面下提供用戶保存設置參數的功能。

自動記錄和時間：在單通道和雙通道的顯示界面下提供用戶保存一段連續波形的功能。記錄時間從10秒到60分鐘可選，記錄過程中狀態欄中顯示剩余時間秒數。

注意：該記錄數據不提供局部開窗功能。

1)      測量：開始測量按扭。

2)      返回：在校準界面下，返回到橢圓顯示界面。

3)      停止：停止測量按扭。

右鍵菜單

返回：功能同參數設置工具欄中返回控件。

測量：功能同參數設置工具欄中測量控件。

停止：功能同參數設置工具欄中停止控件。

自動記錄：功能同參數設置工具欄中自動記錄控件。

消隱：在開窗狀態下，將開窗選中部分波形屏蔽，被屏蔽部分不參與放電量值計算。

恢復：從消隱狀態恢復到正常開窗狀態。

單通道：提供從多通道顯示切換到單通道顯示界面。

多通道：提供從單通道顯示切換到多通道顯示界面。

頻譜圖：功能頻譜分析菜單中同名菜單項。

濾波前：功能頻譜分析菜單中同名菜單項。

濾波后：功能頻譜分析菜單中同名菜單項。

保存圖像：將當前圖形界面中的圖形保存成*.bmp格式的圖片。

狀態欄

當前窗口：顯示當前界面窗口的名稱。

當前狀態：顯示為等待測量或正在測量

日期：顯示當前日期

時間：顯示當前時間

記錄剩余時間：在自動記錄過程中，顯示剩余時間

當前設備狀態：顯示連接/未連接/通訊錯誤/通訊正常