MCJF局部放電測試儀 上海貿創電氣有限公司MCJF局部放電測試儀使用說明書上海貿創電氣有限公司目 錄一 概述 （1）二 名詞、術語 （1）三 技術參數 （2）四 系統工作原理簡介 （4）五 通用試驗方法 （5）六 具體操作說明 （6）七 測試中的干擾問題 （10）八 附件 （11）九 成套裝置 （12）十 視在放電量校準器參數及使用 （13）十一.常見圖譜分析 （15）一概述MCJF局部放電測試儀是我廠繼MC型局部放電測試儀后研制開發生產的又一新穎儀器。它基本上保持了MC的優點和功能，并致力于縮小儀器體積、重量、使之成為名符其實的攜帶式儀器。該儀器是根據IEC（270）標準，利用脈沖電流法原理研制而成，并滿足GB-7354-87、GB-1207-97、GB-1208-97中關于局部放電測試對測試儀器規定的技術要求。具有靈敏度高、測試的試品范圍廣，有高頻橢圓掃描，放電系統動態范圍大，并采用先進的抗干擾組件和獨特的門顯示電路，適用于高壓產品的型式、出廠試驗，新產品研制試驗，電機、互感器、電纜、套管、電容器、變壓器、避雷器、開關及其它高壓電器局部放電的定量測試，可供制造廠、科研部門、電力部門現場使用。二名詞、術語1局部放電：局部放電是指導體間絕緣僅被部分橋接的電氣放電，這種放電可以在導體附近發生，也可以不在導體附件發生。2視在電荷量q：在試品兩端瞬時注入一定電荷量，使試品端電壓的變化和由局部放電本身引起的端電壓的變化相同，此注入量即為局部放電的視在電荷包量。3視在放電量校準器：視在放電量校準器由校準脈沖發生器與校準電容串聯組成，是一個校準電荷產生裝置。 校準脈沖發生器產生規定波形的脈沖電壓，通過校準電容對被試品注入電荷，模擬被試品局部放電時的視在放電電荷。 校準器的主要技術參數包括校準脈沖波形上升時間、衰減時間、校準脈沖峰值及校準電容值。 電壓波形上升時間為從0.1Uo到0.9Uo時間，衰減時間性定義為從峰值下降到0.1Uo的時間。三技術參數1可測試品的電容范圍：6pF-250uF2檢測靈敏度及允許電流（見表1）。3橢圓掃描時基（1）頻率：50、100、150、200、400Hz。（2）旋轉：以30度為一檔，可旋轉120度。（3）工作方式：標準-擴展-直線。（4）高頻時基橢圓可按輸入電壓（13-275V）調至正確大小。4顯示單元采用10080mm矩形示波管，有亮度與聚集調節旋鈕。5放大器（1）3dB低頻端頻率fL：20、40kHz任選。（2）3dB低頻端頻率fL：200、300kHz任選。（3）增益調節：粗調6檔，檔間增益差201dB。（4）細調范圍：20dB。（5）正、負脈沖響應不對稱性：1dB。表1檢測靈敏度及輸入單元允許電流值輸入單元序號調電容范圍靈敏度（PC）（不平衡電路）允許電流有效值不平衡電路平衡電路16-25-100微微法0.0230毫安0.25安225-100-400微微法0.0460毫安0.5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電阻0.52安15安6時間窗：（1）窗寬：可調，5度-150度（50Hz）。（2）窗位置：每一窗可旋轉0度-170度。（3）兩個時間窗可分別或同時控制。7脈沖峰值表：（1）線性指示：0-100誤差不大于5%。（2）對數指示：1-100誤差不大于5%。8具有輔助識別放電脈沖相應的零標志系統。 9工作電流：220V10% 工頻10體積：440430180mm。 11重量：約15Kg四系統工程原理簡介若試品Cx在試驗電壓下產生局部放電時，經耦合電容Ck產生脈沖電流，由輸入單元拾取得脈沖訊號，經低噪音前置放大、濾波放大器選擇所需頻帶及主放放大后，在示波屏的橢圓掃描基線上顯示出電放脈沖，同時也送到脈沖峰值表（對數表）顯示其峰值。時間窗單元控制試驗電壓每一周期內脈沖峰值表的工作時間，并在這段時間內將顯示屏的顯示加亮，寬度與位置可以改變，進一步加強了抗干擾能力。整個系統工作原理可參看框圖（圖1）。 校正脈沖發生器 電源高壓端 Cq1 時基 耦合電容 至各電路 單元 電 Ck 壓 表 Ca 電 輸入單元 前放 濾波 主放 波形 阻 顯示器 零標發生器 時間窗 脈沖峰值表 圖1RX局部放電測試儀原理方框圖 耦 合 檢 測 局放儀 電容器 阻 抗 試驗臺 濾波控制 無暈試驗 試 品 調 壓 器 變 壓 器 電 阻 零 標 分壓器 輸 入 電 容 工 頻 分壓器 峰值表圖2局部放電系統示意圖（外試法）五通用試驗方法（一）試驗目的：（1）證實試品在規定電壓下沒有高于規定值之局部放電；（2）測定電壓上升時出現放電超過某一規定值時的最低電壓（起始放電電壓）和電壓下降時放電低于規定值時最高電壓（終止放電電壓）。（3）測定在某一規定電壓下的放電強度。（二）試驗條件：（1）交流電源電壓應為正弦波，不應有過大的高次諧波。（2）試品的電氣、機械溫度條件應良好且穩定。（3）由于電壓回滯現象的影響，在試驗前至少幾小時以上的時間內，不要承受超過規定的局部放電試驗電壓最高值以上的電壓。（4）經過搬運后的試品，必須靜放一段時間后再做局部放電試驗（油浸）。（三）試驗程序：1將試驗區內的雜物盡量移到試區以外，各種金屬體應牢固接地，檢查和改善試區內一切可能放電的部位，應特別注意各種地線是否已接地。2根據不同的試品和試驗條件，選擇正確的接線方式。3對所選擇的測試回路用視在放電量標準器對整個測試系統進行刻度系數校正，校正時對所規定的刻度系數K值調節儀器的增益旋鈕，把H調到H=UoCo/K值。校正完畢后，各種測試儀器的細調（連續調節）增益旋鈕不得隨意變動，同時應將視在放電器校準器從高壓線路上取下，以免在加壓試驗時將視在放電量校準品擊穿而使高壓線路短路。（四）注意事項：1在試驗開始加壓以前，試驗人員必須詳細而全面地檢查一遍線路，以免線路接錯。測試儀器處的接地線是否與接地體牢固連接，若連接不牢或在準備工作時接地線被腳踢斷，這將可能引起人身和設備事故。切切!2對于連接線應避免將尖端暴露在外，屏蔽罩不能與試品的瓷裙相接觸。3試驗完畢后，應對整個測試系統再進行一次復查校正，驗證是否與試驗前所校正出的刻度系數相等，以免測試儀器或其它環節在試驗過程中發生故障而使測試結果不對。六具體操作說明（一）試驗準備：1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1中調諧電容量系指與輸入單元初級繞組并聯的電容（粗細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120pF，耦合電容量為1000pF，則所需檢測阻抗為：1201000107120+1000查表1可取2號單元。輸入單元應盡量靠近試品，輸入單元經8米長的測量電纜與放大器輸入插座相連。2試品接入輸入單元的方法有以下幾種（見圖3）：a并聯法 Ck Z U 始 至校正脈沖 Ca 中至放大器 末b串聯法 Ca Z U 始 至校正脈沖 Ck 中至放大器 末C平衡法 Ca2 Z U 始 至校正脈沖 Ca1 中至放大器 其中：Z為阻塞阻抗； Cx為試品；Ck為耦合電容；3面板示意圖 0 30 示 波 器 60 VPC 90 左 右 試驗電源 20 200 120增 粗 直線 Hz 40 300 益 調 標準 門寬 門位置 中頻電源 擴展 開關 聚焦 亮度 線性 對數 增益細調 軸 流 風 機 5A AC220V50Hz 接地 信號輸入 零標輸入 中頻電源 4準備在儀器后面板AC220V插座上接上220V工頻電源，然后打工電源開關，讓儀器預熱5分鐘，同時對有關開關進行操作。 “標準-擴展-直線”開關置標準 放大器頻率帶fL、fH分別置20kHz，300kHz，放大器增益粗調置3檔，細調置中間位置，切不可一開始將粗調開關置最高檔。 根據不同頻率的試驗電源選擇試驗電源頻率，以便觀察合適的橢圓。 如果工頻試驗電源，請將中頻試驗電壓開關旋在275V檔，然后再接上中頻電源。觀察數字表讀數，如果差得太多，可將試驗電壓開關往小檔位上旋一檔，直至合適值，千萬不可旋在太小檔上，同時請注意，輸入儀器的中頻電壓萬不可超過規定值275V，否則儀器被損壞。橢圓旋轉可不作調節。窗開關打在關位置，以后根據干擾出現的相位可開窗適當調旋轉，根據干擾情況調窗寬、位置，使干擾在門窗之外，使局部信號在窗上，以便讀取放電的數值。5視在放電量校準用視在放電量校準器（校正脈沖發生器）的輸出接于試品兩端，紅端接高壓端，黑端接低壓端，調節其輸出放電量，例如50PC，調節放大器增益組調旋鈕，使放電量表指示滿度。此時放電量表指示滿度即100%，則表示50PC的放電量，注意增益細調旋鈕位置不可再動。（局放儀校正脈沖發生器的注入電量按發生器上指示的電壓U與匹配盒上注入電容的C乘積計算，Qo=CqUq），測量盒應盡量靠近試品高壓端。拆除視在放電量校準器的連線，并關斷其電源。6試驗操作接通高壓試驗回路的電源，逐步升高電壓至規定電壓，時刻注視PC表指示，此時放電量表的讀數表示試品放電量的大小，如指示在80%，則表示試品視在放電量為5080%=40PC。若此時試品放電量剛大于100%即超過滿度，應立即將放大器增益粗調由原來的“3”改換到“2”檔，此時放電量表100%，則表示500PC，假如此時放電量指示80%，由試品放電量為50080%=400PC。若此時試品放電量小于10%，應將放大器粗調由“3”檔改至“4”檔，此時放電量表100%則表示5PC，假如此時放電量表指示80，則試品視在放電量為580%=4PC。接上合適的電阻分壓器，取得10V左右的零標電壓，緩緩升高試驗電壓，橢圓上將出現兩個零標志脈沖，通過零標志脈沖可判別放電的相位，如圖所示： 負零標志 正零標志 旋轉“橢圓旋轉”開關使橢圓轉到預期的放電最利于觀察之處。通常這個位置是零標脈沖分別處于橢圓上部左側及下部右側之處。連續升高電壓，注意第一次出現持續放電，當放電量超過規定的最低值時的電壓即為局部放電起始電壓。若有干擾信號在放電脈沖附近，可以用窗寬和窗位置將干擾信號拒之窗外，即合窗開關，用一個或兩個時間窗并用窗寬、窗位置來改變橢圓上加亮區域的寬度與位置，使其避開干擾脈沖，這樣，放電量表的指示值只表示放電脈沖的大小，而不表示干擾信號的值，另外也可以改變頻帶的方法來提高抗干擾能力。七測試中的干擾問題在局部放電測試中，往往由于外部干擾信號的影響，而使測試結果產生誤判斷，或者使測試工作根本無法進行下去。尤其對從事局部放電測試工作經驗不多的人，更容易引起誤判斷。因此，在局部放電測試技術中，消除外部干擾成為一項很重要的技術內容，同時也是花錢較多的一項技術措施。（一）外來干擾1與電源電壓無關的干擾這種干擾與電源電壓（加至被試品上的電壓）無關，它不隨電源電壓的升高或降低而變化。它產生于：電氣開關的開閉操作、電焊起弧、吊車開動、整流電機的電刷、閃光燈、無線電電磁波以及各種工業干擾等等。這些干擾通過電源、測試回路和地線等途徑侵入進來。2與電源電壓有關的干擾這類干擾一般隨電源電壓的增加而變大。它可由試區內各個部分產生。例如：試驗變壓器、高壓引線、試品端部、高壓線路接觸不良、高壓試區的絕緣物體與地線）或接地金屬物）接觸、試區內金屬物體接地不良、以及其它物體的感應放電等等。與電源電壓有關的干擾侵入途徑，可以通過電源、高壓導線、空間和地線侵入到測試回路內。（二）消除外來干擾的方法1消除與電源電壓無關的干擾方法：應從電源、空間、接方式幾個方面采取措施。為了消除空間電磁波的干擾，應將試驗室加以屏蔽。對于由電源侵入的干擾，一般在電源進口處加隔離變壓器和濾波裝置。消除由接地網來的干擾，應采取一點接地方式。2消除與電源有關的干擾措施：可將高壓導線加粗（用較粗的蛇皮管、薄鐵皮圓筒或鋁筒）；對被試品端部輥防暈罩；試區內各地線和金屬物應良好接地；試區內的絕緣物體嚴禁與金屬接地體接觸；在高壓線下部地面上不應有螺釘、地線頭等金屬物體。八附件說明書 1份電源線 1根高頻線 1根測試電纜 1根（8米）保險絲 2只合格證及保修卡 1份九成套裝置1輸入阻抗1-12號任選，7R號測長電纜用。2視在放電量器校準器（校正脈沖發生器），局放儀校正脈沖發生器）任選3工頻、中頻濾波器4三倍頻感應試驗設備5無局放電阻分壓器50KV、100KV、150KV、200KV任選6無局放耦合電容系列7無局放試驗變壓器系列8工頻試驗控制臺十視在放電量校準參數及使用（一）局放儀校正脈沖發生器局放儀校正脈沖發生器是專為局部放電的檢測而設計的，本儀咕嘟的精度、上升時間、重復頻率等直接決定了局部放電的測試精度，此儀器符合IEC標準。此校正脈沖發生器的輸出電量10-5000PC任意調節。適用于先校準后試驗，先試驗后校準的局放試驗中。（一）技術參數1方波幅值滿刻度為2.5V、5V、10V、25V、50V；精度為2%2衰減器：10：1衰減3級3輸出脈沖極性“+”每周期提供一個主正向脈沖；“”每周期提供一個正向脈沖和一個負向脈沖；“-”每周期提供一個主負向脈沖。4方波前沿0.07us。5重復頻率：45Hz-65Hz，連續可調。6脈沖衰減時間100us-1000us7內阻758工作方式：感應同步，手動調節。9一次工作時間5分鐘。10儀器工作環境0-40，相對溫度少85；儀器周圍無強烈振動，儀器平放工作，不得傾斜。11電源：10V可充電電池。（二）操作程序用戶可根據實際情況選擇輸出幅值和Cq（10pF、100pF模擬入電量為Q=CqUo。將輸出電纜一端接到“衰減輸出”高頻插座，另一端接到裝有注入電容的匹配盒。將極性開關調節到所需要的脈沖型號，按下啟動按鈕，儀器進入工作狀態。調節“方波幅值”旋鈕到所需要的電壓值范圍，然后再調節“細調”，將同步選擇開關打到調頻，然后調節旋鈕使脈沖的頻率盡量接近于試驗電源的頻率，如果需要同步，將開關打到感應，用導線繞到電流通過的導線上，其一端接到面板上的感應接線柱上，此時脈沖頻率與電網頻率同步。當“極性開關”旋到“V”檢查時，看表頭指示是否在紅線以下，如果在紅線以下時則需充電。校正結束后，必須將匹配盒拿下，以免升高壓時打壞，將儀器置于“關”位置。注：此儀器工作時必須平放，不能傾斜。另此儀器的方波信號為不接地的，不用接地。校正脈發生器的主要技術指標及使用校正脈沖發生器是一種小型的可充電電池供銷電的視在放電量校準器，它可以分別以四種放電量向試品兩端注入1.2kHz左右的校正脈沖，可用于先校準后試驗的局放試驗中，適合于國際電工委員會IEC-270所推薦的任何一種試驗電路。（一）主要技術參數電池電壓1.258V輸出電荷量5、50、500PC或5、10、50、100PC方波前沿0.07us脈寬100us-1000us內阻200Hz注入電容10pF、100pF或10pF、20pF（二）使用方法首先檢查校正脈沖發生器的電池，電量如面板上的電壓表，指示在8V以下則需充電，8V以上方能正常工作。將輸出的紅、黑兩個端子上接上導線，紅端子上的導線盡量短且靠近試品的高壓端，黑線導線接試品的低壓端，將校正電量開關置于5、10、50、100、500中任何合適一檔即可校正。頻率可在1.2kHz隨機調節。校正脈沖發生器使用后及時將調節電荷量的波段開關旋在關位置，充電要適時，且時間要達到連續16小時。十一.常見圖譜分析（1）接觸不良這種干擾如圖1所示。其特點是干擾波位于橢圓時基的零點附近。在正負半波上對稱出現，幅值相差不大。干擾在低電壓時即出現。電壓增大時，干擾占位區域也增大，由于疊加效果幅值增大較慢。有時在電壓達到某一定數值后會完全消失。造成這種干擾的原因有：試驗回路中金屬對金屬接觸不良，塑料電線半導電屏蔽層中粒子間接觸不良，電容器卷繞鋁箔電極與插接片接觸不良等。（2）浮動電位物體波形見圖2，特別是在電壓峰值之前的正負半波部分出現。等幅值間隙不等，由于余輝，有時成對的出現，有時圖像有飄動。電壓增加時，根數增加，間隙縮小，中間值不變。有時電壓增加到一定值后干擾訊號會消失，再降低電壓時，又會重新出現。起因：金屬或碳質導體之間的間隙放電。它可以發生在試樣上或測試回路中。常常在兩個孤立的導電物之間，例如地面上處于浮動電位的多種物體體間發生。（3）外部尖端電暈波形如圖3，特別是僅在試驗電壓的一個半波中出現，位于外施電壓的峰值部分，等幅值等間距。電壓增加時，放電訊號波的根數增加，但幅值總不變。起因：高壓電極的尖端或邊緣對空氣中的放電。若干擾訊號位于橢圓時基的負半周。則尖端電暈處于高電壓下，若干擾訊號位于時基橢圓的正半周，則尖端在接地部分，有時也可能高壓、接地部分都有尖端電暈放電，則時基橢圓的正負半周就出現兩組訊號。（4）液體介質中的尖端放電波形見圖4，特別：在試驗電壓正負半周峰值位置均有一組訊號，同一組訊號等幅值，等間隔，一組中間值較大的訊號先出現，隨電壓增加中間值也增大。一組中間值小的訊號其幅值不隨電壓變化。起因：在絕緣液體中發生了尖端或邊緣電暈放電。或一組大的訊號出現在正半周，則尖端位高壓部分；若它出現在負半周，則尖端處于接地部分。（5）繼電器、接觸器的動作干擾訊號波形見圖5，特點：在時基橢圓上干擾訊號波形分布不規則，間隙地出現，且同試驗電壓大小無關。起因：閃光燈，熱繼電器，接觸器和各種火花試驗器或有火花放電的記錄器動作時造成。（6）可控硅元件干擾訊號波形見圖6，特點：干擾訊號在時基橢圓上之位置固定，每一無件產生一個獨立的高頻脈沖訊號。電路接通，電磁耦合效應增強時，訊號幅值增加，也可能發生波形展寬、相移，從而在時基上占位增加。起因：供電網絡中有可控硅器件在運行。干擾的大小同所用可控硅器件的功率直接有關。（7）異步電機干擾波形見圖7，特點：在時基橢圓上正負半波形出現對稱的二組訊號，且沿掃描時基逆時針方向移動。起因