氧化鋅避雷器帶電測試儀

1、武漢世紀(jì)華勝科技有限公司KVYZ-III氧化鋅避雷器帶電測試儀使用說明書一、簡介KVYZ-III型氧化鋅避雷器帶電測試儀是我公司在原KVYZ-1型測試儀的基礎(chǔ)上最新開發(fā)的全功能測試儀器，是檢測氧化鋅避雷器運行中的各項交流電氣參數(shù)的專用儀器。功能特點1. 超遠(yuǎn)距離無線傳輸,無需現(xiàn)場接線。2. 640×480高亮彩色液晶圖文顯示、陽光下顯示清晰、高速熱敏打印機。3. 配備嵌入式工業(yè)級控制系統(tǒng)，1G存儲容量，windows操作系統(tǒng)。觸摸屏操作方式，支持外掛鍵盤、鼠標(biāo)。4. 配套上層設(shè)備管理軟件，具備設(shè)備及歷史數(shù)據(jù)管理、查詢、比較、列表、報告打印等功能。兩個USB接口支持?jǐn)?shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出。5

2、. 內(nèi)嵌三維動畫演示,詳細(xì)介紹儀器操作流程及專用軟件使用方法,方便用戶掌握試驗方法和儀器的使用。6. 交、直流兩用型，內(nèi)帶高能鋰離子電池，特別適合無電源場合。7. 真正意義上的三相同時測量。8. 特征數(shù)據(jù)、波形同屏顯示。9. 多種電壓基準(zhǔn)信號取樣方式：l 有線方式：從PT端計量繞組取信號，數(shù)字信號有線傳輸。l 無線方式：從PT端計量繞組取信號，數(shù)字信號無線傳輸，省去電纜長距離連接。l 無電壓方式：不需要從PT端子取信號，采用軟件計算的方式找到電壓基準(zhǔn)。10. 安全可靠，電壓通道采用隔離變換，避免PT二次側(cè)短路，減小信號失真。11. 帶電、停電、試驗室均可適用。12. 體積小，重量輕，便于攜帶，

3、二、技術(shù)指標(biāo)1. 電源：220V、50Hz或內(nèi)部電源。2. 參考電壓輸入范圍（電壓基準(zhǔn)信號）：50Hz 、30V100V。3. 測量參數(shù)：l 泄漏電流全電流波形、基波有效值、峰值。l 泄漏電流阻性分量基波有效值及3、5、7次有效值。l 泄漏電流阻性分量峰值：正峰值Ir+、負(fù)峰值Ir-。l 容性電流基波，全電壓、全電流之間的相角差。l 運行（或試驗）電壓有效值。l 避雷器功耗。4. 測量準(zhǔn)確度：l 電流：全電流>100A時： ±5%讀數(shù)±1個字；l 電壓：基準(zhǔn)電壓信號>30V時： ±2%讀數(shù)±1個字。 5. 測量范圍：泄漏電流：100A10mA

4、（峰值）；l 電 壓：30100V（有效值）。6. 外形尺寸：410×280×220 (mm)7. 重量：11kgl 電壓取樣方式為：電壓互感器（或試驗變壓器儀表繞組）的電壓信號經(jīng)過帶保險絲的電壓測試線接入電壓通道，作為參考電壓信號。l 電流取樣方式：電流通道為內(nèi)置穿芯式小電流傳感器取樣方式，信號失真小。l 電源保護：電源插座內(nèi)帶保險管，換保險管時將保險盒撬開即可。三、儀器要解決的問題及測試原理：1、氧化鋅避雷器存在的主要問題：1) 由于氧化鋅避雷器取消了串聯(lián)間隙，在電網(wǎng)運行電壓的作用下，其本體要流通電流，電流中的有功分量將使氧化鋅閥片發(fā)熱，繼而引起伏安特性的變化。這是一個

5、正反饋過程。長期作用的結(jié)果將導(dǎo)致氧化鋅閥片老化，直至出現(xiàn)熱擊穿。2) 氧化鋅避雷器受到?jīng)_擊電壓的作用，閥片也會在沖擊電壓能量的作用下發(fā)生老化。3) 氧化鋅避雷器內(nèi)部受潮或絕緣支架絕緣性能不良，會使工頻電流增加，功耗加劇，嚴(yán)重時可導(dǎo)致內(nèi)部放電。4) 氧化鋅避雷器受到雨、雪、凌露及灰塵的污染，會由于氧化鋅避雷器內(nèi)外電位分布不同而使內(nèi)部氧化鋅閥片與外部瓷套之間產(chǎn)生較大電位差，導(dǎo)致徑向放電現(xiàn)象發(fā)生，損壞整支避雷器。2、為什么要測試阻性電流判斷氧化鋅避雷器是否發(fā)生老化或受潮，通常以觀察正常運行電壓下流過氧化鋅避雷器阻性電流的變化，即觀察阻性泄漏電流是否增大作為判斷依據(jù)。當(dāng)氧化鋅避雷器處于合適的荷電率狀況

6、下時，阻性泄漏電流僅占總電流的10%20%，因此，僅僅以觀察總電流的變化情況來確定氧化鋅避雷器阻性電流的變化情況是困難的，只有將阻性泄漏電流從總電流中分離出來，才能清楚地了解它的變化情況。3、理論及實踐結(jié)論已有研究指出：1) 阻性電流的基波成分增長較大，諧波的含量增長不明顯時，一般表現(xiàn)為污穢嚴(yán)重或受潮。2) 阻性電流諧波的含量增長較大，基波成分增長不明顯時，一般表現(xiàn)為老化。3) 僅當(dāng)避雷器發(fā)生均勻劣化時，底部容性電流不發(fā)生變化。發(fā)生不均勻劣化時，底部容性電流增加。避雷器有一半發(fā)生劣化時，底部容性電流增加最多。4) 相間干擾對測試結(jié)果有影響，但不影響測試結(jié)果的有效性。采用歷史數(shù)據(jù)的縱向比較法，能

7、較好地反映氧化鋅避雷器運行情況。4、儀器測試原理及特點1) 測量電壓、電流信號、進行快速傅立葉變換，分別計算容性分量、阻性分量（基波、諧波）。2) 采用FPGA硬件采樣技術(shù)、程控放大技術(shù)，使得采樣速率提高到200k，可以真實采集到原始電流、電壓信號。使得測試結(jié)果穩(wěn)定、可靠?？捎行V除高頻干擾諧波。3) 采用嵌入式工業(yè)處理器，使得運算速度加快，設(shè)置方便，可以模擬多種算法，測試方法的透明度增加，把儀器作為一個分析工具，真正做到隨心所欲。4) 三相同時測試，可方便除去相間干擾。（此項可軟件選擇）5) 可采用軟件的方法找到電壓基準(zhǔn)，從而不需從PT上取電壓信號。（此項可軟件選擇）6) 軟件具有設(shè)備管理、

8、數(shù)據(jù)庫管理等各項功能。上位機、儀器共用一個軟件。7) 由于采用了內(nèi)部鋰離子電池及數(shù)據(jù)無線傳輸技術(shù)，現(xiàn)場測試相當(dāng)方便。四、儀器面板介紹 儀器面板如圖1所示 圖 1插入電源線后，儀器即進入充電狀態(tài)，不必打開電源開關(guān)。完成充電的時間為5小時。充電完成后，儀器自動切斷充電回路，不必考慮儀器的過充電。儀器放置一段時間后，內(nèi)部電池會自然放電。因此，使用前要進行充電。充滿電后的工作時間不小于4小時。圖 2五、接線方法1、在線測試：l 電流采集接線如圖2所示，放電計數(shù)器上端引線，地線可以在系統(tǒng)的任一個接地點一點接入儀器面板。l 電壓取樣，從系統(tǒng)電壓互感器的計量端子取三相電壓信號，此電壓信號經(jīng)過配套的V/I變換

9、有源傳感器以有線或無線的方式接入儀器參考電壓信號通道，作為參考電壓信號。2、離線測試：試驗線路如圖3所示。 l “變壓器儀表端”指試驗變壓器的儀表繞組，此電壓信號經(jīng)過配套的V/I變換有源傳感器接入儀器參考電壓信號通道，作為參考電壓信號。單相試驗時，電壓信號接入A相，電流信號也要對應(yīng)接入A通道。圖 3六、操作步驟介紹圖 4儀器開機后的測試操作界面如圖4所示。顯示屏的左下角為菜單操作區(qū)，共有五個操作菜單：文件、配置、測試、重新計算、幫助等。顯示屏的右下角為信息提示區(qū)。顯示屏上面的大部區(qū)域均為波形和數(shù)據(jù)的顯示區(qū)域。下面分別介紹各菜單的功能及操作。1、“文件”菜單此菜單有：打開、保存、站點設(shè)備維護、文

10、件管理、并口打印、PC打印、退出等分菜單。l 打開、保存、站點設(shè)備維護：點擊此三個菜單中的任一個，均會彈出如圖5所示的操作界面?？梢赃M行打開、保存、刪除數(shù)據(jù)的操作，也可以進行站點、設(shè)備的添加、刪除、重新命名等操作。數(shù)據(jù)記錄的存放是依靠“站點設(shè)備（避雷器編號）試驗時間”為路徑的，便于數(shù)據(jù)的管理和索引。l 文件管理：操作界面如圖6所示。主要用于設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。可以將儀器數(shù)據(jù)導(dǎo)出到U盤，也可以將U盤里的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到儀器或者上位機（筆記本、臺式機）。選中需要交換的數(shù)據(jù)前面的方框（選中后儀器給出選中標(biāo)記），再點擊數(shù)據(jù)交換圖符（、）就可完成此功能。l 并口打印、PC打?。骸安⒖诖蛴　辈捎秒S機配置的面板熱

11、敏打印機打印簡易數(shù)據(jù)（無波形）。圖 5圖 6注意：交流供電時有效，直流供電時無效。“PC打印”是上位機接激光、噴墨等打印機時的打印方式。l 退出：退出測試界面，返回windows系統(tǒng)界面。2、“配置”菜單點擊此菜單后的顯示界面如圖7或圖8所示。同步方式有三種選擇，分別是有線方式、無線方式和無電壓方式。如果選擇無電壓方式進行測試，配置對話框?qū)⑷鐖D7所示，您需要根據(jù)實際情況選擇電壓等級和電流量程。移相角度默認(rèn)設(shè)置為83.5度，含義是，根據(jù)實際測得的B相電流，移相83.5度獲取B相電壓的相位，再根據(jù)B相電壓的相位，前后移動120度，獲得A、C相電壓的相位。三相電壓的大小就是您在電壓等級中設(shè)置的數(shù)值。

12、是否進行抗干擾計算由實際情況而定。最后點擊確定按鈕。如果選擇的是有線方式或無線方式進行測試，配置對話框?qū)⑷鐖D8所示。選擇好PT變比、電流量程以及是否進行抗干擾計算后就可以按下確定按鈕了。圖7圖 81) 同步方式：有線方式、無線方式、無電壓等三種方式可以選擇。用于電壓基準(zhǔn)信號的獲取方式設(shè)置。l 有線方式：通過配備的電纜將電壓單元、主機的電壓信號通道對接的方式。l 無線方式：電壓單元的電壓信號通道接入發(fā)射模塊；主機單元的電壓信號通道接入接收模塊，兩者通過無線的方式傳輸數(shù)據(jù)的方式。l 無電壓方式：不需要電壓單元從PT的二次側(cè)取得電壓信號的工作方式。2) 電壓等級（電壓變比）：l 選擇“有線方式、無線

13、方式”時，要選擇PT的變比，此欄目變?yōu)椤癙T變比”。以便儀器測得二次端電壓后計算出系統(tǒng)電壓。l 選擇“無電壓方式”時，要選擇電壓等級，此欄目變?yōu)椤半妷旱燃墶?。此方式下，儀器不測試電壓，相位通過推算得到。電壓等級就是氧化鋅避雷器工作的系統(tǒng)電壓值。3) 電流量程：為提高儀器的測試準(zhǔn)確度，本儀器增加了一個電流輸入通道。以便在較小的電流范圍內(nèi)也能得到好的電流轉(zhuǎn)換效果。注意：電流通道的選擇一定要對應(yīng)面板的接線，不然測試結(jié)果會嚴(yán)重錯誤！4) 抗干擾計算：三相氧化鋅避雷器，由于存在相間干擾，測試到的三相阻性電流基本呈現(xiàn)等差分布，“抗干擾計算”僅僅是一種計算方法，是在理論上消除相間干擾。某些特殊的情況下（邊相

14、、母線交錯等相間不對稱），可能得不到好的計算結(jié)果。阻性電流的測試，其目的是判斷避雷器運行是否良好，采用歷史數(shù)據(jù)的縱向比較、相間的橫向比較方法已經(jīng)足夠。因此，我們不推薦采用抗干擾計算。3、“開始測試”菜單點擊此菜單后，開始測試過程，同時菜單變成“停止”。再次點擊時，停止測試。4、“重新計算”菜單已經(jīng)測試完成后的數(shù)據(jù)，參數(shù)配置錯誤，重新配置后，可以通過此功能得到正確的測試結(jié)果，而不必重新試驗。5、“幫助”菜單提供隨機幫助，以及版本號說明。七、測試說明1、同步方式說明如采用“有線方式、無線方式”測試，就要連接電壓傳感器箱，同時，儀器軟件中還要輸入變比。如測試110kV系統(tǒng)，那么輸入變比為1100（1

15、10kV/100V），220kV時輸入2200。如果在試驗室采用試驗變壓器加壓，那么就必須輸入變壓器的變比。例如試驗變壓器的高壓為50kV，儀表繞組電壓為100V，那么變比輸入就為500，依此類推。儀器提供常用變比列表，用戶只需采用下拉菜單選擇即可。如采用“無電壓方式”測試，就要直接輸入系統(tǒng)電壓或外施高壓。這種方式不需要引入電壓信號。同樣，儀器提供常用電壓等級列表，用戶只需采用下拉菜單選擇即可?！盁o電壓方式”測試時，我們是假定B相的電流超前電壓的相位角為一定的角度（一般假定為83度），從而根據(jù)B相的電流波形得到B相的電壓波形，進而得到A、C兩相的電壓波形。由于歷次的測試都是在此假設(shè)條件下完成，

16、因此具有很強的可比性，大大簡化了測試。異常結(jié)果判斷時，我們遵循少數(shù)服從多數(shù)原則，如果A、C兩相數(shù)據(jù)均不正常，我們就初步判斷B相存在問題（基準(zhǔn)錯誤），如果A、C某一相數(shù)據(jù)異常，那就是數(shù)據(jù)異常的某相存在問題，最后的精確判斷還得接入電壓信號確診。2、測試數(shù)據(jù)異常的自診斷一般來說，相位角決定阻性電流的大小。A、B、C三相的相位角一般為79、83、87左右，三相的阻性電流基本遵循Ia>Ib>Ic，這是普遍規(guī)律。1) 相位角分布明顯沒有規(guī)律，差別太大，且全電流測試正常，三相電壓、電流引入錯亂的可能性極大。2) 相位角分布明顯沒有規(guī)律，差別太大，且全電流很小，電流引入線接觸不良的可能性極大。這是

17、因為接入點銹蝕造成的接觸不良。3) 相位角出現(xiàn)-277、-273、-281等情況，這不是問題，-277與83是等效的（360-277=83）?？偠灾?，測試不正常時，先檢查接線是否牢靠（三相電壓、電流幅值是否正確），再檢查三相的電壓、電流是否接入對應(yīng)的通道（電壓基準(zhǔn)錯誤會導(dǎo)致阻性電流計算完全錯誤）。排除這兩點的可能性后，試驗數(shù)據(jù)是真實的。有疑問的數(shù)據(jù)，可以通過電子郵件發(fā)到我公司郵箱，我們將在很短的時間內(nèi)給出明確答復(fù)。八、電壓傳感器箱介紹電壓傳感器箱是儀器重要的組成部分，用來獲得電壓相位基準(zhǔn)和量值。在“有線同步”和“無線同步”兩種方式下都必須使用此傳感器箱。在“無電壓”方式下不接此裝置。特點：l

18、 內(nèi)帶高能鋰離子電池；l 電壓通道為高阻抗輸入；l 輸入引線自帶保險管；l 支持電壓信號的有線傳輸和無線傳輸。圖9為電壓傳感器箱的面板示意圖,無線方式接線圖如圖10所示。有線方式取消發(fā)射和接收單元，其它相同。圖 9圖 10九、注意事項1. 儀器必須可靠接地，以保證設(shè)備和人身安全。2. 從PT二次側(cè)取參考電壓時，一定要小心謹(jǐn)慎，小心接線以避免PT二次短路。3. 進入測量前，應(yīng)做好各種輸入選擇。4. 帶電測試時，應(yīng)取與被測避雷器同相的PT二次側(cè)電壓作為參考信號。本測試儀所配的三根電壓信號的一端各配有一只100mA保險管，當(dāng)接線錯誤導(dǎo)致短路時，該保險管會起到保護PT二次短路的作用。因此，當(dāng)測試儀所顯示的試驗電壓不正確時，在確認(rèn)輸入變比無誤后，請檢查該保險管是否燒斷。十、結(jié)果分析參考及波形說明：1. 測試開始前，液晶波形顯示區(qū)顯示有接入電壓、電流通道的原始信號波形。這種方式有利于觀察接線是否可靠、相位是否正確。一旦接線不可靠，液晶將顯示雜亂的點。由于現(xiàn)場電流或電壓接入點常常有銹蝕的現(xiàn)象，在此狀態(tài)下觀察接線是否良好非常直觀、有效。另外，電流波形一般要超前電壓波形90度以內(nèi)，不然，電壓接線（相位）可能接錯。帶電測試接電壓信號時，一定要接相電壓（要引入電壓信號的中性點）。2. 進入測試過程后，波形顯示區(qū)顯示三條曲線（電壓、全電流、阻性電流）。三者只有相位關(guān)系，此波形