涂建國
、概述
HDJD-200W架空線小電流接地故障定位儀,適用于小電流接地系統架空線路,在線路發生單相接地故障而停運后,可用本設備對接地點進行定位。
HDJD-200W架空線小電流接地故障定位儀是一套便攜設備,可進行多條線路的故障定位。整套設備由發射機、傳感器、接收機及附件組成。在故障線路停運后,由發射機向線路施加超低頻高壓信號使故障重現,在線路沿途用絕緣桿將傳感器掛在線路上檢測信號,并通過無線方式向地面上的接收機傳輸數據,接收機顯示測量結果。在故障點前,電流持續存在,故障點后,電流消失。可先進行粗略分段,再定點,從而快速確定故障位置。
二、功能特點
1. 適用于小電流接地系統配電網,檢測架空線路的單相金屬性接地、經電弧接地、經過渡電阻接地等多種故障。
2. 在線路停運后進行定位,特別適用于有電纜分支的故障線路。
3. 施加高壓信號使故障重現,電流信號穩定,易于檢測。
4. 超低頻信號避免系統分布電容影響,能對高阻值故障進行定位。
5. 發射機安全特性:高壓啟動閉鎖功能、輸出允許直接短路。
6. 傳感器使用高靈敏度傳感器,開口設計,無需閉合,方便在線路上掛接。
7. 傳感器和接收機無線通訊傳輸,安全可靠。
8. 發射機可使用市電、發電機供電,傳感器和接收機干電池供電。
9. 發射機體積小,重量輕;傳感器為體積重量小化設計,方便沿線掛接;接收機為手持式設計。
10. 接收機采用大屏幕液晶顯示器,顯示傳感器狀態、電流波形和電流值。
三、技術指標
1. 定位精度:0.2米。
2. 發射機輸出特性:
(1) 輸出頻率1Hz
(2) 開路電壓: 基波有效值0~2800V,
(脈動直流,峰值8kV,相當于10kV線路的相電壓峰值);
(3) 短路電流: 基波有效值0~35mA(脈動直流,峰值100mA)
3. 傳感器與接收機的無線通訊距離:不小于100m。
4. 發射機電源:AC 220V市電,可接發電機(輸出功率≥1500W)。
5. 發射機功率:功率900W。
6. 傳感器電源:3節5號堿性干電池。
7. 接收機電源:5節5號堿性干電池。
8. 體積:
發射機417×234×318mm;傳感器180×100×35mm;接收機205 ×100×35mm
9. 質量:發射機16.8kg;傳感器0.45kg;接收機0.45 kg
10. 使用條件:溫度:-10℃-40℃,濕度5-90%RH,海拔<4500m。
第二章 設備組成
本設備包括發射機、傳感器、接收機及相關附件:發射機的接線盤、輸出連接線、掛線桿、電源線及保護地線,傳感器的掛線桿等組成。
一、發射機
發射機用于向故障線路施加超低頻脈動直流信號使接地故障復現,電流由發射機輸出,流經故障線路,在接地點入地并返回發射機。
其中:
1. 電源插座、保險管、電源開關:用于連接220V電源線,更換保險管,以及進行電源的開關。
2. 高壓合按鈕:電源開關打開之后,需要電壓調整在零位時,按“高壓合”按鈕,設備才有高壓信號輸出。
3. 高壓分按鈕:用于停止設備輸出。
4. 零位指示:用于指示調壓旋鈕處在零位。
5. 保護指示:用于指示設備進入保護狀態。該指示燈亮時,表示設備處于保護閉鎖狀態,設備停止信號輸出。調整“輸出調整”旋鈕至零位,復位該指示燈。
6. 輸出調整旋鈕:用于調整輸出電流、電壓大小。該旋鈕只有在零位時(零位指示燈亮),才能按“高壓合”按鈕啟動發射機正常輸出信號。
7. 保護電流:用于指示設備輸入電流的大小,如輸入電流大于保護定值4A,則內部保護電路動作,設備停止工作。此時需要將電壓調整旋鈕調至零位后復位保護電路,然后重新調整電流大小。
8. 輸出電壓:用于指示設備輸出電壓的大小
9. 保護地端子:用于連接保護地線,接大地網。
10. 高壓輸出插座:用于連接故障線路。根據現場情況,可使用短連接線夾在開關柜的線路側;若必須接在架空的線路上,則選用接線盤裝的長連接線,并用掛線桿掛在故障線路上。
11. 測試地插座:接工作接地線,接大地網。
二、傳感器
傳感器用于掛在故障線路的沿線檢測電流信號,并通過無線方式向地面上的接收機傳輸數據。
三、接收機
接收機用于在地面接收傳感器的無線傳輸數據,并在液晶屏上顯示測量結果。
第三章 使用方法
一、工作原理
在故障線路停運后,首先由發射機向線路施加電壓使故障重現。電流由發射機發出,流經故障線路,在接地點入地并通過大地返回發射機。
發射機輸出為脈動直流信號,頻率為超低頻1Hz,頻率越低則受系統分布電容的影響越小。理論上講純直流信號抗分布電容影響的能力強,但使用純直流信號很難避免地磁影響,經過理論計算和實際驗證,1Hz信號已能滿足絕大多數現場測試需求。
發射機的輸出限制電壓為8kV,相當于10kV線路的相電壓峰值。若電壓過高則超過線路耐壓等級,可能損壞線路(尤其是接入的分支電纜)的主絕緣;過低則可能無法使故障復現。此限壓值可根據用戶特殊要求進行工廠整定。
在線路沿線,將傳感器通過絕緣桿掛接在線路上檢測電流。傳感器采用高靈敏度傳感器,其磁路無需閉合,在很大程度上方便了掛、取操作。傳感器檢測線路上的電流,自動進行調零操作,將模擬信號轉成數字信號后通過無線方式向外傳送。
在地面上的接收機接收傳感器發送的無線信號,在液晶屏上直觀顯示測量結果。在故障點前,電流持續存在,故障點后,電流消失。可先進行粗略分段,再定點,從而快速確定故障位置。
二、發射機操作
1. 接線:
首先將故障線路的開關斷開;發射機電源接220V市電;保護地線接“保護地”端子和大地網;測試地線(帶黑色夾鉗的高壓導線)接“測試地”插座和大地網;至于接故障線路的輸出線,可根據現場情況,使用短連接線(帶紅色夾鉗的高壓導線)接“線路”端子和開關柜的線路側,若必須接在架空的線路上,則選用接線盤裝的長連接線,其高壓插頭接“線路”端子,其另一端的線鼻壓接在絕緣掛線桿的接線柱上,再將掛線桿掛在故障線路上。
注意:在需要測試的故障線路全長范圍內,均不能掛接地線!
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據我國110KV及以上變壓器損壞情況的統計,50%是在運行電壓下局部放電逐漸發展產生的,而長期以來使用的試驗方法,雖然能夠直接或間接判斷絕緣的可靠性,但對局部放電這種潛伏性的缺陷是難以發現的,因此新版交接規程有:電壓等級220KV及以上,在新安裝時,必須進行現場局部放電試驗。對于110KV電壓等級的變壓器,當對絕緣有懷疑時,應進行局部放電試驗。
高壓電力設備的絕緣內部由于制造修理等各方面的原因,存在一些氣泡、雜質等。而這些氣泡、雜質、導體的毛刺等,就是發生局部放電的根源。
局部放電的一些參數及其關系:1、放電起始電壓與熄滅電壓,被試品外加電壓從零升起,開始看不到局部放電,在升壓過程中從試驗裝置上觀察到局部放電量超過某一規定值的低電壓稱為局部放電起始電壓;當試品上的外加電壓從超過局部放電起始電壓的較高值逐漸下降時,局部放電量小于某一規定值的高電壓為局部放電熄滅電壓。2、實際放電量qc和視在放電量的關系,實際放電量是在局部放電時,介質內部移動的電荷,是無法測量的、視在放電量是每一次局部放電,氣泡上的電壓下降一個△UC,外部的電壓增加必須供給一個電量qa,這個qa是可以用專門的儀器進行測量的,通過 qa=uc這個公式來校準,通常視在放電量qa小于實際放電量qc,這樣有利于試驗結果的判斷。
視在放電量的校準:即確定試驗回路的換算系數,校準的原理是將幅值為u0的方波通過串聯的小電容C0注入被試品兩端,則其充入的電荷為
Q0=U0C0(PC)
將已知電荷Q0直接注入被試品,這是儀器的測量系統響應為L’,取下標準方波發生器,加電壓試驗,當有內部放電時,測量系統響應為L,則有換算系數k=L/L’,因此被試品的放電量Q= U0C0k(PC)。
電力變壓器的局部放電試驗當其內部放電量較大時,也屬于破壞性試驗,因此試驗前要求測試絕緣合格、保證試品表面尤其是套管的清潔干燥、在注油后應靜止足夠的時間48小時。一般利用變壓器電容式套管的末屏端子對地串聯測量阻抗;局部放電試驗電源是高電壓Um,一般采用中頻電源150~200HZ,試驗步驟和加壓時間為:首先升壓到測量電壓u2,u2=1.5um/√3,讀取并記錄放電量,在u2下堅持5min,再加壓到預加電壓u1,u1=um,堅持5s,讀取并記錄放電量。5s后電壓再降到 u2,這時u2蘭州市架空線小電流接地故障定位儀專業快速蘭州市架空線小電流接地故障定位儀專業快速堅持30min,后將為零。電壓升到u2和u2降低過程中記錄起始放電電壓和熄滅電壓值。
整個試驗過程中試品不發生擊穿、所有測量端子測得的放電量Q連續維持在允許值內,并無明顯地增長趨勢即認為局部放電