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中試控股技術研究院魯工為您講解:高壓線路參數檢測儀(源頭大廠)
ZSXL-Y輸電線路異頻參數測試系統
測量線路間互感和耦合電容(線路直阻采用專門的線路直阻儀進行測量)
輸電線路異頻參數測試系統:集成異頻測試電源、測量儀表、數學模型于一體,消除強干擾的影響,保證儀器設備的安全,能極其方便快速、準確地測量輸電線路的工頻參數。輸電線路是用變壓器將發電機發出的電能升壓后,再經斷路器等控制設備接入輸電線路來實現。結構形式,輸電線路分為架空輸電線路和電纜線路。輸電線路試驗為離線檢測和在線檢測,運用帶電作業或其他作業方式對桿塔本體、基礎、架空導地線、絕緣子、金具及接地裝置等的運行狀態進行檢測,可以對線路運行狀態及可靠性提供評估依據,對線路狀態檢修提供可靠的分析數據,對線路事故、故障的原因進行分析判斷及提前防范的作用。
測試技術完全滿足以下規程、標準中對架空電力線路的工頻參數測量項目的要求。
頻率可變為45H和55Hz,采用數字濾波技術,避開了工頻電場對測試的干擾,從根本上解決了強電場干擾下準確測量的難題。同時適用于全部停電后用發電機供電檢測的場合。
集成變頻測試電源、精密測量模塊、高速數字處理芯片及獨有的國家專利技術抗感應電壓電路;有效地消除強干擾的影響,保證儀器設備的安全,能極其方便、快速、準確地測量輸電線路的工頻參數。
參數
高壓輸配電線路施工過程要注意的幾個方面
電力系統由發電廠(發電機、升壓變)、220-500kV高壓輸電線路、區域變電站(降壓變壓器)、35-110kV高壓配電線路(用戶、降壓變壓器)和6-10kV配電線路以及220V380V低壓配電線路組成。
其中高壓輸電線路、低壓配電線路是連接發電、供電、用電之間的橋梁,極其重要!
輸電線路工頻參數包含線路的正序電容、零序電容、正序阻抗、零序阻抗、線路間的互感電抗和耦合電容測量;
DSP數字信號處理器為內核
參考標準: DL/T 741-2010
《DL/T 1119-2010輸電線路工頻參數測試儀通用技術條件》
《110千伏及以上送變電基本建設工程啟動驗收規程》
《DL/T559-94 220-500kV電網繼電保護裝置運行整定規程》
《GB50150-2006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》
輸電線路工頻參數測試服務,可滿足測量測量35-500kV高壓輸電線線路(架空、電纜、架空電纜混合、同桿多回架設)的工頻參數等。
輸電線路異頻參數測試儀是現場測試各種高壓輸電線路(架空、電纜、架空電纜混合)工頻參數的高精度測試儀器。儀器為一體化結構,內置變頻電源模塊,可變頻調壓輸出電源。
隨著電網的發展和線路走廊用地的緊張,同桿多回架設的情況越來越普遍,輸電線路之間的耦合越來越緊密,在輸電線路工頻參數測試時干擾越來越強,嚴重影響測試的準確性和測試儀器設備的安全性,針對這一問題,我們開發了新一代輸電線路異頻參數測試系統
儀器供電電源 三相,AC380V±10%,15A,50Hz (有效值)
儀器內部異頻電源特性 最大輸出電壓 三相,0~200V(有效值<±1%)
最大輸出電流 5A
輸出頻率 47.5Hz,52.5Hz (<±0.1HZ)
有功功率 功率因數在0.1~1.0時,±0.5%讀數±1個字
有功功率 47.5Hz,52.5Hz (<±0.1HZ)
最大輸出功率 三相3×3kW(9kW)
具備測量兩相線路的功能(包括直流輸電線路和電氣化鐵路牽引線路)
測量范圍 電容 0.1~30μF
阻抗 0.1~400Ω
阻抗角 0°~360°
線路長度從0.3km到400km均應能夠穩定準確測試
測量分辨率 電容 0.01μF
阻抗 0.01Ω
阻抗角 0.01°
測量準確度 電容 ≥1μF時,±1%讀數±0.01μF
<1μF時,±3%讀數±0.01μF
阻抗 ≥1Ω時,±1%讀數±0.01Ω
<1Ω時,±3%讀數±0.01Ω
阻抗角 測試條件:電流>0.1A
±0.3°(電壓>1.0V),±0.5°(電壓:0.2V~1.0V)
保護功能護功能 儀器具有過流、過壓、接地等保護功能。 儀器面板帶有三相保險,過流過壓都是通過保險保護儀器安全和操作人員安全(前提是按照高壓試驗安全操 作要求,將儀器大地端子可靠接地),不會燒壞儀器。
波形畸變率 正弦波,畸變率<2%。
絕緣性能、抗震性能 絕緣電阻(MΩ)
電源輸入端 大于10 MΩ
電流輸出端 大于10 MΩ
電壓測量端 大于10 MΩ
耐壓強度 1.5kV,1min,無擊穿飛弧;滿足長途、惡劣路面運輸,試驗室做0.5m跌落試驗后能可靠穩定測試
抗干擾參數 抗干擾電流 線路首末兩端短接接地時不小于50A。 能在儀器輸出信號與干擾信號之比為1:10的條件下穩定準確完成測試。 具有二相線路工頻參數測試的功能。
重量 主機65Kg
輸電線路異頻參數測試系統使用環境 使用環境:環境溫度:-15℃~40℃;相對濕度:≤90%
外形尺寸 550*440*585mm3
重量 61kg
1、要確保高壓輸配電線路擁有一個牢固的基礎。
高壓輸電線的根基是否牢固影響著輸電線路運行的安全性、可靠性以及穩定性。一個牢固的高壓輸配電線路根基,能夠保證輸電線的桿塔不會傾斜或者倒塌下沉,能夠穩定地支撐輸電線,讓其運行更加安全、可靠。
2、要確保高壓輸配電線路桿塔的剛度與強度符合規定
在進行高壓輸配電線路施工時一定要嚴格按照相關標準,對施工材料進行嚴格把關,選質量可靠的桿塔。除此之外在進行桿塔施工時,要嚴格按照要求操作,每道工序都要符合相關標準。只有確保桿塔質量合格,安裝到位的基礎上,才能夠開展架線工作。
3、要確保電線質量以及架線方案設計的合理性
在開展架線的過程中,要對電線質量進行檢查,排除有質量問題的電線。除此之外,還要對架線的線路進行合理的設計,提前勘察架線路線,做好充分的準備工作,然后,按照架線的相關標準來開展架線工作。并且,再架線工作開展的過程中一定要注意一些細節問題。
紫外成像法、超聲波檢測法、紅外測溫法、無線電波法和激光多普勒法等;電量檢測法
包括電場測量法、泄漏電流法和脈沖電流法等。
一、傳統檢查方法
觀察法---用高倍望遠鏡就近直接觀察絕緣子。用這種方法可發現較明顯的絕緣子
表面缺陷,包括絕緣子傘裙受侵蝕變粗糙、外覆層侵蝕的溝槽和痕跡、絕緣傘裙閃絡、
傘裙或外覆層開裂、外覆層破碎、芯棒外露等。觀察法實現方便,但費時費力,檢測結
果也不可靠,難以發現絕緣子內部缺陷。絕緣子串正常時等效為電容串,在運行狀態下短
路其中一片絕緣子,可以看到電容放電的火花和聽到放電的聲響,根據聲響的大小可以判
斷絕緣子的狀況。將絕緣子用一個相對較大的電容器旁路后測量其絕緣電阻,可以直觀
的檢測絕緣子的特性,是檢測絕緣子最直接和準確的方法。以上兩種方法均需要人工登
塔檢測,工作量大,高空作業,有一定的危險性。
二、紫外成像法和紅外成像法
1.紫外檢測法
有絕緣缺陷的高壓電氣設備在運行時會產生高電場強度而發生電暈放電,使周圍空
氣電離。由于空氣主要成分是氮氣(N2),而氮氣電離的放射頻譜(λ=280nm~400nm)主
要落在紫外光波段。紫外成像技術就是利用特殊的儀器接收放電產生的紫外線信號,經
處理后轉換為可見光圖像信號,來分析判斷電氣設備外絕緣的真實狀況。
紫外電暈檢測屬正在研究的新型技術,湖南省電力試驗研究院對紫外電暈檢測技術
進行了電力系統應用研究,認為對于發生部位在金屬帶電體的電暈放電,其檢測效果良
好;對于絕大多數發生部位在外絕緣的電暈放電缺陷,需要雨霧等氣象條件的補充幫助
才能有效檢測到。
由于紫外線對于物質的穿透性極低,因此紫外成像儀只能檢測到外絕緣的電暈放電
,而對于設備內部的放電無法檢測。
空氣濕度較大的情況下,用紫外成像儀可能檢測出破損較嚴重的絕緣子,對于零值
絕緣子,由于其本身承擔的電壓幾乎為零,不會產生電暈。故紫外儀檢測的發生異常電
暈的絕緣子不是零值絕緣子,而是可能承擔電壓相對較大或是絕緣性能相對較弱的絕緣
子。
紫外儀可在一定的空氣濕度下很好地檢測出a級以上的積污絕緣子穿,但將巡檢時
間選擇在雨后一定時間,以便形成“干區”。
紫外儀對線路金具和導線的安裝不當、設計不合理、損壞及表面毛刺引起的局部電
暈可有效檢測并定位。
我國電力系統尚未對紫外檢測技術制定相應的規程標準,其應用研究還處于初級階
段。
2.紅外檢測法
紅外成像法的原理與紫外成像相同,不同的是檢測缺陷絕緣子與正常絕緣子表面溫
度的差異。由于這種溫度差很小,對于瓷質絕緣子只有一度左右,因而靈敏度較低。紅
外成像法可在線檢測局部放電、泄漏電流流過絕緣物質時的介電損耗或電阻損耗等引起
的絕緣子局部溫度升高。該法的缺點是儀器造價高,且測量易受陽光、大風、潮氣、環
境溫度及一些能引起絕緣子表面溫度急劇變化因素的影響。
紅外熱像測溫普查發現:凡有明顯局部過熱點的絕緣子,其過熱點至絕緣子高壓端
硅橡膠表面均顯著發黑,粉化,變脆變硬,憎水性基本喪失,有的有許多細小裂紋甚至
出現嚴重破損;發熱點至高壓端的一段不能承受工頻耐壓試驗或陡波沖擊試驗,可知發
熱點為內絕緣界面局部放電進展的位置。
三、超聲波檢測法
1.超聲波檢測法的原理
超聲波檢測作為無損檢測的一種方法,在金屬類器件的波檢測上得到了廣泛的應用
。超聲波檢測時,檢測儀發出高頻脈沖電信號加在探頭的壓電晶片上,由于逆壓電效應
,晶片產生彈性形變,從而產生超聲波;超聲波經耦合后傳入被探工件中,遇到異質界
面時產生反射,反射回來的超聲波同樣作用到探頭上,正壓電效應使探頭晶片上產生放
電信號。通過分析晶片上的電信號,就可以知道被探工件中的缺陷等信息。
超聲波檢測有縱波斜角超聲波檢測和爬波超聲波檢測。縱波斜角超聲波檢測速度較
慢,但可檢測絕緣子的中心部位,爬波檢測速度較快,探測表面下1~15mm的裂紋非常
敏感。由于受到變電站停電時間的限制,在超聲波現場檢測多用爬波檢測。在進行測量
前,先要利用標準試塊,作出DAC(Distance-Amplitude-Calibrate)曲線,DAC曲線顯示
了距離不同缺陷位置的反射波幅值,通過對比測量波形和DAC曲線來判斷被測試品中是
否有缺陷。
2.檢測方法
以檢測瓷瓶為例,由于瓷瓶斷裂多是在法蘭口內3cm到第一瓷沿之間。在測量時,
將探頭放置在鑄鐵法蘭和第一個瓷沿之間,前方對法蘭口,徑向移動一周(或4~5點),
觀察測量得到的波形,如果測量波形中有幅值較大的波峰,將探頭在該處沿軸向和徑向
移動,以便進一步確定裂紋的大小和位置。在法蘭和瓷瓶相交處一般有部分砂層覆蓋,
探頭應該放置在砂層過渡區后,探測位置如圖1-1所示。
探測位置圖
圖1-1探測位置圖
四、紅外測溫法
絕緣子發生電暈放電或泄漏電流流過絕緣物質時的電阻損耗都可引起絕緣子局部溫
度升高。紅外測溫技術就是利用觀察絕緣子局部發熱所發出的紅外線來發現缺陷。
現有的紅外測溫儀一般由光學系統探測器、信號處理電路及顯示終端等組成。當被
測物體輻射的能量通過大氣媒介傳輸到紅外測溫儀上時,它內部的光學系統會將輻射能
量匯聚到探測器上,并轉換成電信號,再通過放大電路、補償電路及線性處理后,在終
端顯示出被測物體的溫度。
紅外測溫儀具有攜帶方便、操作簡單等特點。但測量易受陽光、大風、潮氣、環境
溫度及一些能引起絕緣子表面溫度急劇變化因素的影響,測量結果不是很準確。
五、無線電波法
不良絕緣子發生電暈放電時,會發出一定頻率的電磁波,無線電波法就是根據接收
電磁波的天線的方向和電磁波的強度來判斷被測絕緣子是否存在缺陷的。
無線電波法具有設備簡單、操作方便的優點,但其抗干擾能力差,靈敏度低。
六、激光多譜勒法
存在裂縫的絕緣子的振動中心頻率與正常絕緣子有很大差異。將超聲波發生器所發
出的超聲波,用拋物型反射鏡或用激光源對準被測絕緣子,以激起絕緣子的微小振動,
然后將激光多譜勒儀發出的激光對準被測絕緣子,根據反射回來的信號的頻譜分析,即
獲得該絕緣子的振動中心頻率值,據此可判斷被測絕緣子的好壞。
由于該儀器對未開裂的絕緣子檢測無效以及操作復雜、體積龐大、笨重、使用維修
復雜、造價高等缺點,沒有廣泛使用。
七、電場測量法
運行中的絕緣子,正常狀態下電場強度和電勢沿絕緣子軸向的變化曲線是光滑的。
當絕緣子存在導通性缺陷時,勢必影響絕緣子周圍的電場分布(包括絕緣子沿芯棒方向
的縱向電場和沿橫截面半徑方向的徑向電場),使該處電位變為常數,故其電場強度將
突然降低,電場分布曲線也不再光滑,而是在相應的位置上有畸變。故對比所測絕緣子
與良好絕緣子的縱向電場,找出電場異常畸變位置,即可找到內絕緣缺陷的位置。
電場法利用電場來檢測絕緣子,能直接反映絕緣子的絕緣狀況,因此受干擾的影響
較小,但需登桿操作且不能檢測一些不影響電場分布的外絕緣缺陷如傘裙破損等。此法
可與觀察法結合使用。
八、泄漏電流檢測法
絕緣子在正常工作條件下,其絕緣電阻值非常大。但存在缺陷時,其絕緣電阻值將
會大大降低,從而流過一定的泄漏電流。泄漏電流檢測法就是通過用電流傳感器測得此
電流的大小,得到絕緣子的絕緣電阻值,從而判定其是否完好。
現有的泄漏電流檢測系統大都是將一集流環固定在絕緣子串的一端而獲得流過該絕
緣子串的泄漏電流,然后通過雙層屏蔽電纜將其送往電流傳感器進行放大,再將此信號
連同各種干擾信號一起經數據采集卡輸往專家軟件系統進行診斷處理。
泄漏電流檢測法可以用于對絕緣子的在線檢測,實時反映絕緣子的狀況。在實際運
行過程中,由于受線路表面污穢、電壓的變化、桿塔結構、絕緣子形狀、老化程度及天
氣狀況(如溫度、濕度、風速、風向)等因素的影響,每次采集的泄漏電流的大小都需要
重新確立判斷標準,且要對每一串絕緣子進行在線檢測,該方法成本很高。
九、脈沖電流法
脈沖電流法通過測量絕緣子電暈脈沖電流的方法來判斷絕緣子的絕緣狀況。其原理
是:劣質絕緣子的絕緣電阻很低,使其它正常絕緣子在絕緣子串上承受電壓明顯大于正
常時的承受電壓,因而回路阻抗變小,絕緣子電暈現象加劇,電暈脈沖電流必將變大;
根據線路上存在劣質絕緣子時電暈脈沖個數增多、幅值增大的現象,即可檢出不良絕緣
子。
綜上所述,非電量檢測法具有不與被測量物體直接接觸、沒有高壓絕緣問題困擾的
優點,但是在具體運用時,需要外加多種輔助設備,因此檢測成本比較高,而且,檢測
設備和被測物體都或多或少會受到外界環境因素的影響,再加上檢測設備本身的不完善
和使用過程中人工操作的誤差,廣泛應用有一定的難度。
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