容性设备绝缘在线监测及分析系统产品使用说明书

一、产品概述

1.1 背景

变电站高压电气设备绝缘状况通常有两种监测方式：在线监测和带电（便携）在线检测。

在线监测方式能够随时获得反映设备绝缘异常的特征参量，便于实现自动化管理，但投资相对较大，安装施工比较麻烦，且需要定期维护。

而便携式带电检测方式具有投资少、针对性强，便于安装维护和更新等优点，只要预先在电气设备上安装取样单元或钳形取样传感器，即可通过便携式带电检测仪器，对运行中的电气设备进行定期检测，同样也可达到及时发现绝缘缺陷、延长停电预试周期的目的，可完全替代投资较大的在线监测方式。

容性设备绝缘在线监测及分析系统无论取样单元还是检测仪器，从技术上和使用方便性上都远优于以往的检测系统（以往取样单元存在安全隐患，检测仪器操作不方便并且不能方便升级到在线监测系统）。

1.2 产品说明

容性设备绝缘在线监测及分析系统采用全新的设计结构，能够克服现有带电检测系统的上述缺陷，具备多种测试功能，既可对电容型设备的介质损耗和电容量进行在线或停电测量，又能用于氧化锌避雷器阻性电流参数的测试。

主要用于对运行中的变压器套管、CT、CVT、耦合电容器的电容、介损值和末屏电流，及避雷器的全电流、阻性电流、容性电流等参数进行实时在线监测，以便确定该设备的绝缘状态。

二、功能特点

1. 安全可靠的传感器设计

采用高精度外置式穿芯电流传感器或钳形取样传感器，替代以往通常采用的"取样保护单元"（包含多个开关回路，测试时用于将末屏电流切换至测试仪器，存在末屏开路危险，测试时需要操作多个短接片以将末屏电流引入测试仪器）。

取样单元采用传感器为穿芯式结构，就近安装于设备附近，末屏引线无断口且引线距离很短，从根本上避免末屏开路等安全隐患。

该传感器可准确检测100μA ～ 1000mA范围内的输入信号。传感器输入阻抗低，可耐受10A工频电流的作用以及10kA雷电流的冲击，满足在线检测的使用条件。

2. 防水密封，即插即用

传感器采用压铸铝壳密封防水设计，二次输出采用防水电缆接头，测试连接方便。

传感器安装完毕后，正常情况下不带电，若要进行测试，仅联接上传感器二次电缆即可，能够做到"即插即用"，对末屏信号引线无需进行任何操作。

3. 高性能数字处理

检测仪器中的核心处理器采用美国TI公司32位浮点高性能数字信号处理器（DSP），并采用外扩16位、高速、多路同步采样模拟数字转换器（A/D），实现对监测量的实时测量与高精度计算。具备同时监测多个设备的能力。

4. 双模式介损检测

提供两种介质损耗在线检测方式：

方式一：测量两个同相电容型设备的介质损耗差值和电容量比值。

方式二：用PT二次侧电压作基准信号，对设备的电容量及介质损耗值进行测量。

采用自补偿式高精度电流传感器和先进的数字滤波技术，较好地解决了介损测试精度及其稳定性问题，结合完善的电磁屏蔽措施和先进的数字滤波处理技术，可确保介质损耗测试结果不受谐波干扰及脉冲干扰的影响，具有高达±0.05%的绝对检测精度。

5. 同相介损差值检测

增加了同相电容型设备介损差值及电容量比值的检测功能，不但可避免因使用PT二次侧电压作为基准信号所导致的介损测试结果失真，还有助于减弱相间电场干扰的影响程度。

6. 大屏显示

检测仪配备320 × 240液晶屏，用于显示电压、电流、介损、阻性电流、容性电流等数据。

7. 大容量数据存储

能够记录所有监测量，能够连续检测、保存255台设备数据。

8. 氧化锌避雷器测试简化

氧化锌避雷器或电压方式测试时，仅需要接上PT电压线即可，无需保护电阻。

9. 灵活升级

该系统采用外置式传感器或钳形取样传感器"取样保护单元"，可以在设备正常运行的状态下方便地由"带电检测"方式升级为"在线监测"方式。

升级时无需拆除已安装的传感器，无需设备停电，只需加装监测单元（IED）即可。

10. 便携长续航

检测仪采用便携式设计结构，操作使用简单，机内锂电池可维持8小时的连续工作时间，完全满足现场使用的要求。

三、技术参数

3.1 电流方式参数

【电流测量】

测量范围：1 mA ～ 1000 mA有效值，50Hz / 60Hz

电流比准确度：± 读数 × 0.5% ＋ 10 μA

【相位角测量】

测量范围：0.000° ～ 359.999°

测量精度：± 0.023° 或介损 ± 0.04%（不计磁场干扰）

【电容比值测量】

测量范围：1:10000 ～ 10000:1（4位有效值显示）

测量精度：±（0.5% 读数 ＋ 5个字）

【介质损耗测量】

测量范围：Tanδ ＝ －200% ～ 200%，最小分辨率0.001%

测量精度：±（0.5% 读数 ＋ 0.0004）

3.2 电压方式参数

【电压测量】

测量范围：1 ～ 300V

测量精度：±（0.5% 读数 ＋ 10 mV）

有效值测量范围：3V ～ 300V，50Hz / 60Hz

输入电阻：200 kΩ

【相位角测量】

测量范围：0.000° ～ 359.999°

测量精度：± 0.023° 或介损 ± 0.04%

【电容测量】

测量范围：10 pF ～ 0.5 μF

测量精度：±（0.5% 读数 ＋ 1 pF）

【介质损耗测量】

测量范围：Tanδ ＝ －200% ～ 200%，最小分辨率0.001%

测量精度：±（0.5% 读数 ＋ 0.0004）

3.3 氧化锌避雷器测量参数

【全电流测量】

测量范围：0 ～ 100 mA有效值

测量精度：±（读数 × 5% ＋ 5 μA）

【阻性电流测量】

测量范围：Irp ＝ 10 μA ～ 100 mA

测量精度：±（5% 读数 ＋ 5 μA）

【容性电流测量】

测量范围：Icp ＝ 100 μA ～ 1000 mA

测量精度：±（5% 读数 ＋ 5 μA）

【相位测量】

测量范围：0.000° ～ 359.999°

测量精度：± 0.1°

【频率测量】

测量范围：45 Hz ～ 65 Hz

测量精度：± 0.5 Hz

3.4 铁心接地电流测量参数

电流测量范围：0 ～ 1 A，最小分辨率：0.01 mA

测量精度：±（0.5% 读数 ＋ 0.1 mA）

3.5 其他参数

【容性设备取样方式】电压参考侧支持两种模式：模式A：PT二次侧取样。模式B：容性设备末屏取样

【避雷器取样方式】被试侧氧化锌避雷器基座短路，上端直接取样，要求取样装置具备现场抗干扰性能。

【数据稳定时间】10秒

【电池工作时间】6小时（锂离子电池）

【充电电源】交流220V，50Hz / 60Hz

【其他功能】内附微型打印机，可打印输出测量结果。具有RS232接口。

四、工作原理

在线测试结果如何与现有的常规预防性试验结果对比，是目前电力部门较为关心的一个问题。

运行经验表明，测试电压的不同以及周围电磁环境的差异，虽然会导致在线测试结果与停电预防性试验结果之间缺乏对比性，但如果能够获得真实可靠的在线测试结果，仍可通过纵向或横向比较的方式判断出运行设备的绝缘状况。

容性设备绝缘在线监测及分析系统的工作原理如下：

传感器的输入阻抗非常低（穿芯），能够耐受较大的工频和雷电电流冲击。

标准配置的检测仪仅设置参考信号和被测信号两个信号输入端，根据需要还可以扩充至6个输入端，用于对ABC三相设备同时进行检测。

测量时只需将检测仪的信号输入端与安装在设备下方的外置式传感器通过屏蔽电缆联接即可，完全实现"即插即用"。

采用这种设计结构，不但可降低检测系统的投资，还有助于提高长期工作的稳定性，并可随时对检测精度进行校验，对设备的运行状态也没有任何改变。

五、注意事项

1. 仪器应放置在安全位置，防止摔坏，避免剧烈震动。

2. 传感器安装时请确保连接牢固，防水接头拧紧，避免进水影响测量精度。

3. 测量时请确保各信号输入端连接正确，避免信号交叉干扰。

4. 仪器使用前，应及时充电。充电时只需将电源线接入220V插座，仪器将自动充电。

5. 仪器长时间不用时，请每1～2个月充一次电，以保持锂电池的活性。

6. 仪器不用时应放入包装箱，并置于试验台或仪器架上，以便防尘、防潮。

7. 仪器每年用标准装置校验一次，可送至厂家或授权单位进行校验，以确保准确性。

8. 氧化锌避雷器测试时，被试侧基座应可靠短路，上端直接取样，确保取样装置具备现场抗干扰性能。

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