DMS局部放电检测仪操作手册.docx

DMS局部放电检测仪操作手册.docx

《DMS局部放电检测仪操作手册.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DMS局部放电检测仪操作手册.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

DMS局部放电检测仪操作手册

PortableUHFMonitor

OperationManual

GIS局放超高频带电测试仪

操作手册

英国DMS公司

北京深蓝华盛科技有限公司

2010年12月

1.Introduction--概述

1.1.TheUHFprinciple--超高频检测的工作原理

运行中的GIS发生故障的原因，可能是母线气室内有超过一定长度的自由金属体，可能是由于屏蔽层与高压母线或气室间的绝缘问题而引起的电火花，也可能是因为尖端（突起）部位产生的电晕放电，所有这些问题都会在GIS发生故障之前，出现局部放电（PD：

partialdischarge）现象。

在某些情况下，局部放电现象能够存在数月甚至更长时间，每次局部放电都会对设备绝缘产生一定程度的损坏，而且这种损坏会逐渐积累，当其累计损坏量足够大时，就会击穿绝缘介质，造成短路，使设备彻底损坏。

局部放电量的大小本身并不能指示设备发生故障的危险程度，但产生局部放电的原因必须要弄清楚，然后才能评估局部放电对设备的影响程度。

GIS中的局部放电总是发生在充满高压SF6气体的很小的间隙内，而且局部放电存在的时间极短（纳秒级），迅速衰减湮灭。

PD放电脉冲的快速上升前沿包含频率高达1GHz的电磁波，因为GIS气室的共振作用，进而形成多种模式的超高频谐振电磁波（UHFWave）。

由于GIS气室就像一个低损耗的微波共振腔，PD信号的振荡波在气室中存在的时间得以延长，可以长达1个毫秒，得使安装在GIS上的内置/外置耦合器（Internal/ExternalCoupler）有足够的时间够俘获这些信号。

耦合器俘获的PD信号的强度很低，仅为毫伏级，但经过DMS超高频局部放电测试仪（PortableUHFMonitor）放大后，用DMS公司的PD人工智能分析软件对他进行多方面的分析，判断GIS可能存在的缺陷。

在检测到GIS设备有局部放电现象，并通过分析波形确定缺陷的种类后，就需要进行定位，找出局部放电的位置，以便进行维修工作。

局部放电的定位是通过准确监测局部放电信号从不同方向到达检测仪耦合器的时间差来进行的。

DMS超高频局部放电检测仪的使用的超高频电磁波的工作频率为500∽1400MHz，而且可以穿过断路器进行传播。

由于衰减和散射，超高频电磁波传播1米约损失2dB的能量，因此，为了获得准确的测量结果，沿着GIS最少每20米要进行一次测量。

1.2.Monitorsoftware--局部放电检测软件

DAQ与PortSUB

DMS超高频局部放电检测仪的系统软件由两部分组成，一部分内置在便携式数据获取单元DAQ（PortableDataAcquisitionunit）检测仪里面，另一部分是安装在一台笔记本电脑里的PD人工智能分析软件PortSUB。

DAQ软件运行在一个300MHz的奔腾处理器上，运行环境为WindowsCE.NET。

奔腾处理器的能力很强，使DAQ能够通过耦合器（Coupler）实时检测、记录局部放电信号的活动情况。

峰值检测（peakhold）与检测时间段（timebucket）

DAQ将1个50Hz周期分成64个检测时间段（timebucket），每个时间段的长度约为312微秒。

在每一个检测时间段，局部放电检测仪的超高频信号峰值俘获电路，都将本时间段内振幅最强的PD信号峰值（信号值/振幅峰值：

peakamplitude）保存起来，并对俘获的信号峰值进行数字化处理；在该50Hz周期结束的时候，DAQ软件从本50Hz周期各个检测时间段俘获的PD信号峰值中选取最大者保存，并将此PD信号峰值与前面的50HZ周期已记录的PD信号峰值进行比较，保留其中的最大值。

局部放电速率（PDcountrate）

局部放电速率是指每秒钟发生局部放电事件的次数。

如果一个PD信号的峰值超过了系统预设的PD阈值（threshold），系统就认为测到了一次局部放电，发生了一次局部放电事件。

本系统自动计算每个检测时间段的局部放电速率，在完成50个50Hz周期（即1秒）的检测后，系统从所有检测时间段中选取局部放电速率最大者保存。

DAQ检测到的所有局部放电（PD）数据都通过网络传输到笔记本电脑，用户可以实时观察检测结果。

1.3.TheonlinePeakHold（PointonWave）displays--峰值检测数据显示

系统检测每个时间段的局部放电信号峰值和放电速率，并将他们显示在电脑屏幕上。

为了提高检测的可靠性，本系统采用插值平均法对检测数据进行处理，即将相邻3个检测时间段的检测值进行平均。

PortSUB系统软件提供多种对信号峰值数据的处理方法：

1）检测阈值（PD阈值：

threshold）设置：

改变局部放电信号的检测门限。

2）峰值数据清除：

清除DAQ记录的放电信号峰值。

3）禁止/允许获取数据。

4）对于单通道检测，可以改变相位，允许主电源和母线电压间有相位差。

为了研究局部放电的长期发展趋势，可以启动数据记录功能（DataLoggingoption），系统自动每隔15分钟保存一次检测到的局部放电信号数据。

系统软件PortSUB从记录到的PD信号数据中计算出每15分钟的局部放电信号峰值和放电速率，并把他们作为局部放电的历史数据长期保留（3年），以供分析和追踪。

1.4.TheonlineSingleCycledisplays--单周期检测数据显示

单周期指一个50Hz周期。

检测仪在获取局部放电信号峰值的时候，DAQ单元要获取每个单周期内所有的检测时间段（共64个）的局部放电信号峰值和放电速率，这些单周期数据包含了分析、识别局部放电源的重要信息。

单周期检测数据显示功能使系统能够实时、连续地显示一个50Hz周期内所有局部放电活动信号。

1.5.TheonlinePRPDdisplays--PRPD检测数据显示

在获取局部放电信号峰值（PeakHold）的时候，DAQ单元条记录每个单周期时间段（共64个）的局部放电参数，PRPD（PhaseResolvedPeakDisplay）数据显示了局部放电信号与相位的关系。

DAQ单元有一个PRPD缓冲区，容量为256*64位，在开始检测时，缓冲区置零。

缓冲区每次能够记录主电源每个单周期时间段的局部放电数据，数值范围为0-255。

DAQ单元有一个8位的数字化电路，能够根据记录的每个单周期时间段内局部放电的信号峰值产生一个0-255间的数值，该数值反映了局部放电信号的强度。

DAQ在256*64位PRPD缓冲区中设置了PD信号计数器，能够对每个50HZ周期检测时间段（1个50Hz周期有64个）的每种强度（0-255共256种）的局部放电信号进行计数统计。

为了确定测量标准，系统把一个固定幅度的PD测试信号加到测试仪的一个检测通道（channel）上，时间为1个50Hz周期，使该周期内64个检测时间段测量到的局部放电值都为1。

如果加载测试信号的时间长度为10个周期，那么每个检测时间段累计的值都为10。

和单周期测量数据一样，PRDPD测量数据也包含了分析、识别局部放电源的重要信息。

PRPD缓冲区不断地更新记录，使用户能够观察建立于长期检测基础上的放电波形，有助于分析判断产生随机局部放电现象的缺陷。

1.6.EventMode–PD事件模式

通过在系统软件PortSUB内设置“PD事件模式（EventMode）”，可以监测断断续续出现的局部放电现象。

在这种模式下，当DAQ监测到一个局部放电信号，立即将记录到的该局部放电事件的50个单周期检测数据（SingleCycleData）传送给系统软件PortSUB，以便进行分析。

系统软件PortSUB为PD事件模式设置的系统参数不同于峰值俘获方式（PeakHoldMode）的参数，PD事件模式有一个可编程设置的检测阈值（detectionthreshold）参数。

对于信号水平超过检测阈值的局部放电称作一个局部放电事件（PD事件），系统予以记录保存；对于局部放电信号水平低于此检测阈值的PD，系统不予记录。

本系统的PD事件模式不但能用于随机局部放电事件的检测、记录，也能用于连续局部放电信号的记录、检测。

当电力设备出现连续局部放电现象时，启用PD事件模式，PortSUB软件会根据预设的局部放电水平参数，检测、记录超过该预设参数的局部放电信号。

当系统记录到一个PD事件时，系统软件PortSUB可以保持PD事件的检测阈值不变，也可以增加PD事件的检测阈值（IncrementalEventLevel）。

如果在发现PD后系统软件允许自动增加PD检测阈值，系统会每隔15分钟将PD检测阈值重置回原始值。

用户可以控制每15分钟内每个检测通道记录PD事件的数量。

通常情况下。

当PD活动被检测和识别到后，用户不希望不停地记录同一种信号，因此PortSUB系统将每15分钟记录PD事件数量的最大值定为9。

检测仪记录到的每一个PD事件都会经DMS公司的PD人工智能分析软件包进行分析，该智能软件经过了多年的长期训练，其PD数据库吸收保存了一百万种局部放电模型，这些PD模型由两部分组成，一部分（约占10%）是通过试验建立起来的，一部分（90%）是通过DMS公司的局部放电检测设备在用户现场收集的。

本系统对PD的分析是自动进行的，自动给出分析、判断的结果，并以图形的方式显示在屏幕上，帮助用户对GIS设备进行深入的故障诊断。

1.7.Library–数据库

检测仪系统软件PortSUB配置有一个数据库（Library），库内保存由典型的金属颗粒、电晕、悬浮电位和绝缘缺陷引起的局部放电信号的典型数据（包括局部放电信号的峰值检测数据、单周期检测数据和PRPD检测数据），也存有各种噪声信号（如雷达、移动电话等）的典型数据。

DAQ在检测到一个PD信号时，系统自动将该PD信号与数据库中保存的典型数据进行比较、分析，判断和识别局部放电缺陷。

系统记录到的所有PD信号都会以不同的格式存入到数据库，一种是供系统软件PortSUB使用的二进制格式，一种是通常的CSV文本格式。

1.8.DatastorageinPortSUBforWindows2000andWindowsXP--系统软件PortSUB的数据存储

PortSUB软件可以根据用户的需求，为每一个受检测的变电站设置系统配置文件，保存测试数据。

用户要记录好在站内每一次检测的位置，建立检测数据和检测位置的对应关系。

在进行PD检测和数据记录之前，用户必须定义一个变电站名字，设置系统参数，如工作频率（50Hz，60Hz）、相位偏移量（检测仪电源与受检设备红相母线（Redphasebusbar）间的相位差），填写对变电站说明信息。

变电站的名字被定义好后，用户还必须输入检测位置数据，记录检测信息，建立检测位置与监测数据之间的对应关系。

PortSUB软件会在每个应用项目的目录下建立存储目录以保存数据，例如应用目录为：

C:

\ProgramFiles\PortSUB

变电站站名字为：

dms

检测位置名字为：

bay1

则检测数据存储路径为：

C:

\ProgramFiles\PortSUB\dms\bay1\

所有的检测数据都以二进制方式保存以节省存储空间，但所有数据均可以文本文件、报表、数据库等方式被导出。

利用本系统可以对多个变电站的多个位置进行检测，检测数据可以保存3年以上。

历史数据可以被加载入系统进行追踪分析。

2.OperatingthePortableUHFMonitor--如何操作PortableUHFMonitor

2.1.StartingPortSUBforthefirsttime/Addinganew