涂建国
、概述
HDJD-200W架空线小电流接地故障定位仪,适用于小电流接地系统架空线路,在线路发生单相接地故障而停运后,可用本设备对接地点进行定位。
HDJD-200W架空线小电流接地故障定位仪是一套便携设备,可进行多条线路的故障定位。整套设备由发射机、传感器、接收机及附件组成。在故障线路停运后,由发射机向线路施加超低频高压信号使故障重现,在线路沿途用绝缘杆将传感器挂在线路上检测信号,并通过无线方式向地面上的接收机传输数据,接收机显示测量结果。在故障点前,电流持续存在,故障点后,电流消失。可先进行粗略分段,再定点,从而快速确定故障位置。
二、功能特点
1. 适用于小电流接地系统配电网,检测架空线路的单相金属性接地、经电弧接地、经过渡电阻接地等多种故障。
2. 在线路停运后进行定位,特别适用于有电缆分支的故障线路。
3. 施加高压信号使故障重现,电流信号稳定,易于检测。
4. 超低频信号避免系统分布电容影响,能对高阻值故障进行定位。
5. 发射机安全特性:高压启动闭锁功能、输出允许直接短路。
6. 传感器使用高灵敏度传感器,开口设计,无需闭合,方便在线路上挂接。
7. 传感器和接收机无线通讯传输,安全可靠。
8. 发射机可使用市电、发电机供电,传感器和接收机干电池供电。
9. 发射机体积小,重量轻;传感器为体积重量小化设计,方便沿线挂接;接收机为手持式设计。
10. 接收机采用大屏幕液晶显示器,显示传感器状态、电流波形和电流值。
三、技术指标
1. 定位精度:0.2米。
2. 发射机输出特性:
(1) 输出频率1Hz
(2) 开路电压: 基波有效值0~2800V,
(脉动直流,峰值8kV,相当于10kV线路的相电压峰值);
(3) 短路电流: 基波有效值0~35mA(脉动直流,峰值100mA)
3. 传感器与接收机的无线通讯距离:不小于100m。
4. 发射机电源:AC 220V市电,可接发电机(输出功率≥1500W)。
5. 发射机功率:功率900W。
6. 传感器电源:3节5号碱性干电池。
7. 接收机电源:5节5号碱性干电池。
8. 体积:
发射机417×234×318mm;传感器180×100×35mm;接收机205 ×100×35mm
9. 质量:发射机16.8kg;传感器0.45kg;接收机0.45 kg
10. 使用条件:温度:-10℃-40℃,湿度5-90%RH,海拔<4500m。
第二章 设备组成
本设备包括发射机、传感器、接收机及相关附件:发射机的接线盘、输出连接线、挂线杆、电源线及保护地线,传感器的挂线杆等组成。
一、发射机
发射机用于向故障线路施加超低频脉动直流信号使接地故障复现,电流由发射机输出,流经故障线路,在接地点入地并返回发射机。
其中:
1. 电源插座、保险管、电源开关:用于连接220V电源线,更换保险管,以及进行电源的开关。
2. 高压合按钮:电源开关打开之后,需要电压调整在零位时,按“高压合”按钮,设备才有高压信号输出。
3. 高压分按钮:用于停止设备输出。
4. 零位指示:用于指示调压旋钮处在零位。
5. 保护指示:用于指示设备进入保护状态。该指示灯亮时,表示设备处于保护闭锁状态,设备停止信号输出。调整“输出调整”旋钮至零位,复位该指示灯。
6. 输出调整旋钮:用于调整输出电流、电压大小。该旋钮只有在零位时(零位指示灯亮),才能按“高压合”按钮启动发射机正常输出信号。
7. 保护电流:用于指示设备输入电流的大小,如输入电流大于保护定值4A,则内部保护电路动作,设备停止工作。此时需要将电压调整旋钮调至零位后复位保护电路,然后重新调整电流大小。
8. 输出电压:用于指示设备输出电压的大小
9. 保护地端子:用于连接保护地线,接大地网。
10. 高压输出插座:用于连接故障线路。根据现场情况,可使用短连接线夹在开关柜的线路侧;若必须接在架空的线路上,则选用接线盘装的长连接线,并用挂线杆挂在故障线路上。
11. 测试地插座:接工作接地线,接大地网。
二、传感器
传感器用于挂在故障线路的沿线检测电流信号,并通过无线方式向地面上的接收机传输数据。
三、接收机
接收机用于在地面接收传感器的无线传输数据,并在液晶屏上显示测量结果。
第三章 使用方法
一、工作原理
在故障线路停运后,首先由发射机向线路施加电压使故障重现。电流由发射机发出,流经故障线路,在接地点入地并通过大地返回发射机。
发射机输出为脉动直流信号,频率为超低频1Hz,频率越低则受系统分布电容的影响越小。理论上讲纯直流信号抗分布电容影响的能力强,但使用纯直流信号很难避免地磁影响,经过理论计算和实际验证,1Hz信号已能满足绝大多数现场测试需求。
发射机的输出限制电压为8kV,相当于10kV线路的相电压峰值。若电压过高则超过线路耐压等级,可能损坏线路(尤其是接入的分支电缆)的主绝缘;过低则可能无法使故障复现。此限压值可根据用户特殊要求进行工厂整定。
在线路沿线,将传感器通过绝缘杆挂接在线路上检测电流。传感器采用高灵敏度传感器,其磁路无需闭合,在很大程度上方便了挂、取操作。传感器检测线路上的电流,自动进行调零操作,将模拟信号转成数字信号后通过无线方式向外传送。
在地面上的接收机接收传感器发送的无线信号,在液晶屏上直观显示测量结果。在故障点前,电流持续存在,故障点后,电流消失。可先进行粗略分段,再定点,从而快速确定故障位置。
二、发射机操作
1. 接线:
首先将故障线路的开关断开;发射机电源接220V市电;保护地线接“保护地”端子和大地网;测试地线(带黑色夹钳的高压导线)接“测试地”插座和大地网;至于接故障线路的输出线,可根据现场情况,使用短连接线(带红色夹钳的高压导线)接“线路”端子和开关柜的线路侧,若必须接在架空的线路上,则选用接线盘装的长连接线,其高压插头接“线路”端子,其另一端的线鼻压接在绝缘挂线杆的接线柱上,再将挂线杆挂在故障线路上。
注意:在需要测试的故障线路全长范围内,均不能挂接地线!
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据我国110KV及以上变压器损坏情况的统计,50%是在运行电压下局部放电逐渐发展产生的,而长期以来使用的试验方法,虽然能够直接或间接判断绝缘的可靠性,但对局部放电这种潜伏性的缺陷是难以发现的,因此新版交接规程有:电压等级220KV及以上,在新安装时,必须进行现场局部放电试验。对于110KV电压等级的变压器,当对绝缘有怀疑时,应进行局部放电试验。
高压电力设备的绝缘内部由于制造修理等各方面的原因,存在一些气泡、杂质等。而这些气泡、杂质、导体的毛刺等,就是发生局部放电的根源。
局部放电的一些参数及其关系:1、放电起始电压与熄灭电压,被试品外加电压从零升起,开始看不到局部放电,在升压过程中从试验装置上观察到局部放电量超过某一规定值的低电压称为局部放电起始电压;当试品上的外加电压从超过局部放电起始电压的较高值逐渐下降时,局部放电量小于某一规定值的高电压为局部放电熄灭电压。2、实际放电量qc和视在放电量的关系,实际放电量是在局部放电时,介质内部移动的电荷,是无法测量的、视在放电量是每一次局部放电,气泡上的电压下降一个△UC,外部的电压增加必须供给一个电量qa,这个qa是可以用专门的仪器进行测量的,通过 qa=uc这个公式来校准,通常视在放电量qa小于实际放电量qc,这样有利于试验结果的判断。
视在放电量的校准:即确定试验回路的换算系数,校准的原理是将幅值为u0的方波通过串联的小电容C0注入被试品两端,则其充入的电荷为
Q0=U0C0(PC)
将已知电荷Q0直接注入被试品,这是仪器的测量系统响应为L’,取下标准方波发生器,加电压试验,当有内部放电时,测量系统响应为L,则有换算系数k=L/L’,因此被试品的放电量Q= U0C0k(PC)。
电力变压器的局部放电试验当其内部放电量较大时,也属于破坏性试验,因此试验前要求测试绝缘合格、保证试品表面尤其是套管的清洁干燥、在注油后应静止足够的时间48小时。一般利用变压器电容式套管的末屏端子对地串联测量阻抗;局部放电试验电源是高电压Um,一般采用中频电源150~200HZ,试验步骤和加压时间为:首先升压到测量电压u2,u2=1.5um/√3,读取并记录放电量,在u2下坚持5min,再加压到预加电压u1,u1=um,坚持5s,读取并记录放电量。5s后电压再降到 u2,这时u2兰州市架空线小电流接地故障定位仪专业快速兰州市架空线小电流接地故障定位仪专业快速坚持30min,后将为零。电压升到u2和u2降低过程中记录起始放电电压和熄灭电压值。
整个试验过程中试品不发生击穿、所有测量端子测得的放电量Q连续维持在允许值内,并无明显地增长趋势即认为局部放电