在电力系统中,电气设备的绝缘性能对系统的稳定运行起着关键作用。局部放电作为导致绝缘劣化的重要因素,能够反映设备绝缘的
潜在缺陷。手持局部放电测试仪作为一种便捷、高效的检测工具,在电力设备的日常巡检与状态评估中发挥着不可或缺的作用,对其
试验技术进行深入研究具有重要的现实意义。
局部放电的危害与检测必要性
局部放电是指电气设备绝缘系统中,部分区域的电场强度超过了该区域绝缘的击穿场强,从而发生的局部性放电现象。虽然局部放电
的能量通常较小,但长期存在会使绝缘材料逐渐老化、分解,导致绝缘性能下降。严重时,可能引发绝缘击穿,造成设备故障,甚至
引发电力系统停电事故,给生产生活带来巨大损失。因此,及时、准确地检测局部放电,对于保障电力设备的安全稳定运行至关重
要。
手持局部放电测试仪的组成部分
主机
主机是测试仪的核心部件,它包含了信号处理电路、微处理器、显示屏幕、操作按键以及电源模块等。信号处理电路负责对传感器采
集到的信号进行放大、滤波、模数转换等处理,将模拟信号转换为数字信号,以便微处理器进行分析和计算。微处理器是整个仪器的
大脑,它根据预设的算法对处理后的信号进行分析,计算出局部放电的各种参数,并控制仪器的各项功能,如数据存储、显示、报警
等。显示屏幕用于直观地展示测量结果,包括局部放电的幅值、相位、放电次数等参数,以及各种放电图谱,如时域波形图、相位分
辨图谱(PRPD)、相位分辨脉冲序列图(PRPS)等,方便操作人员进行数据分析和判断。操作按键则用于用户与仪器进行交互,实
现参数设置、功能选择、数据查询等操作。电源模块为仪器提供稳定的电力支持,可采用内置锂电池供电,也可通过外接电源适配器
充电,以满足不同现场测试环境的需求。


传感器
1. 超声波传感器:通常采用压电陶瓷材料制成,利用压电效应将超声波信号转换为电信号。其结构设计考虑了对超声波的接收灵敏度
和方向性,一般具有较高的灵敏度,能够检测到微弱的超声波信号。为了提高检测效果,有些超声波传感器还配备了聚焦装置,可增
强对特定方向超声波信号的接收能力,从而更准确地定位局部放电的位置。此外,传感器的外壳采用绝缘材料制作,以确保在测试过
程中不会对被测设备的电气性能产生影响。
2. TEV传感器:属于电容耦合式传感器,由金属电极和绝缘介质组成。金属电极用于感应设备金属外壳上的暂态地电压信号,绝缘介
质则起到隔离和保护作用,防止传感器与设备外壳之间发生电气短路。传感器的设计使其具有良好的频率响应特性,能够准确地捕捉
到暂态地电压信号的变化。在实际使用中,为了保证传感器与设备外壳的良好接触,传感器的接触表面通常采用柔软的材料,如橡胶
或硅胶,以确保信号的有效传输。
3. 特高频传感器(部分高端手持设备配备):常见的特高频传感器有天线式和电容耦合式两种类型。天线式特高频传感器利用天线接
收局部放电产生的特高频电磁波信号,其结构设计考虑了天线的增益、方向性和频率带宽等因素,以提高对特高频信号的接收能力。
电容耦合式特高频传感器则通过电容耦合的方式将特高频信号耦合到传感器内部,再进行处理和分析。这类传感器通常具有较高的灵
敏度和抗干扰能力,能够在复杂的电磁环境中准确地检测到局部放电信号。

手持局部放电测试仪功能特点
多检测模式
具备超声波、暂态地电压(TEV)、特高频(UHF,部分设备)等多种检测模式,可根据不同的被测设备和检测需求选择合适的检测
模式。例如,对于高压开关柜的检测,可优先使用超声波和TEV检测模式;对于GIS设备的检测,则可采用特高频检测模式,以充分
发挥不同检测模式的优势,提高检测的准确性和可靠性。
实时显示与图谱分析
配备高分辨率的显示屏,能够实时显示局部放电的测量数据,如放电幅值、相位、放电次数等。同时,还提供多种放电图谱显示功
能,如时域波形图可直观展示局部放电信号随时间的变化情况;相位分辨图谱(PRPD)能反映放电信号与电压相位之间的关系,通
过分析PRPD图谱的形状和特征,可以判断局部放电的类型,如电晕放电、沿面放电、内部放电等;相位分辨脉冲序列图(PRPS)则
展示了每个电压周期内的放电脉冲分布情况,有助于深入了解局部放电的特性。这些图谱分析功能为技术人员提供了丰富的信息,帮
助他们更准确地评估设备的绝缘状况。

抗干扰能力强
采用了多种抗干扰技术,以确保在复杂的电磁环境中能够准确地检测到局部放电信号。例如,在硬件设计上,对传感器和信号处理电
路进行了电磁屏蔽处理,减少外界电磁干扰对测量信号的影响;在软件算法上,运用数字滤波技术,对采集到的信号进行滤波处理,
去除噪声干扰,提高信号的信噪比。此外,一些高端手持局部放电测试仪还具备自适应抗干扰功能,能够根据现场电磁环境的变化自
动调整抗干扰参数,保证检测结果的准确性。
数据存储与传输
内置大容量存储器,可存储大量的测量数据和放电图谱,方便用户进行历史数据查询和分析。通过数据对比,能够及时发现设备绝缘
状况的变化趋势,提前预测潜在的故障隐患。同时,测试仪通常具备数据传输功能,可通过USB接口将数据传输到计算机或其他设备
上,利用专业的数据分析软件进行更深入的处理和分析,为设备的维护和管理提供有力的支持。
手持局部放电测试仪技术指标
测量范围
1. 超声波检测:幅值测量范围一般为-6dBuV - 68dBuV,能够满足不同强度局部放电信号的测量需求。在实际应用中,可根据现场
环境和设备绝缘状况选择合适的量程,以确保测量的准确性。
2. TEV检测:幅值测量范围通常为0 - 100dBmV,可有效检测到设备金属外壳上不同强度的暂态地电压信号。该测量范围能够覆盖大
多数电气设备在正常运行和发生局部放电时的TEV信号幅值范围。
3. 特高频检测(部分高端手持设备具备):幅值测量范围一般为-60dBm - 0dBm,频率范围在300MHz - 3GHz之间。这样的测量
范围和频率带宽能够保证对局部放电产生的特高频电磁波信号进行准确检测和分析。
测量精度
1. 超声波检测:幅值测量精度可达±1dB,能够较为准确地测量超声波信号的幅值,为判断局部放电的严重程度提供可靠的数据支
持。
2. TEV检测:幅值测量精度为±2dB,可满足对暂态地电压信号幅值测量的精度要求,确保检测结果的准确性。
3. 特高频检测(部分高端手持设备具备):幅值测量精度在±3dB以内,频率测量精度可达±1MHz,能够精确地测量特高频信号的
幅值和频率,有助于对局部放电信号的特征分析和识别。
分辨率
1. 超声波检测:幅值分辨率一般为0.1dBuV,能够分辨出微小的超声波信号变化,及时发现局部放电的早期迹象。
2. TEV检测:幅值分辨率为0.1dBmV,可清晰地分辨出暂态地电压信号幅值的细微变化,为设备绝缘状况的评估提供更精确的数据。
3. 特高频检测(部分高端手持设备具备):幅值分辨率达到0.1dBm,频率分辨率为1MHz,能够准确地分辨特高频信号的幅值和频
率变化,提高对局部放电信号的检测和分析能力。
采样频率
1. 超声波检测:采样频率通常在100kHz - 1MHz之间,能够快速、准确地采集超声波信号,保证信号的完整性和真实性。
2. TEV检测:采样频率一般为10MHz - 100MHz,可满足对暂态地电压信号快速变化的采样需求,确保捕捉到信号的关键特征。
3. 特高频检测(部分高端手持设备具备):采样频率高达1GHz - 5GHz,能够对特高频电磁波信号进行高速采样,为信号的精确分
析提供充足的数据。
手持局部放电测试仪操作步骤
准备工作
1. 检查仪器外观是否完好,各部件有无损坏、松动,确保传感器与主机连接正常。
2. 查看电池电量,若电量不足,需及时充电。同时,确认仪器的存储容量是否足够,如有需要,可提前清理存储空间或更换存储介
质。
3. 根据被测设备和检测需求,选择合适的检测模式和传感器,并将传感器正确安装到主机上。例如,检测高压开关柜时,可选择超声
波和TEV传感器;检测GIS设备时,可选用特高频传感器。
开机与参数设置
1. 长按电源键开机,仪器启动后进入主界面。
2. 在主界面中,设置测量参数,如检测模式、量程、报警阈值等。根据现场实际情况,合理调整这些参数,以确保测量结果的准确性
和有效性。例如,在干扰较大的环境中,可适当提高报警阈值;对于已知绝缘状况较差的设备,可选择较小的量程,以提高测量精
度。
3. 设置日期、时间等系统参数,确保测量数据的时间准确性,便于后续的数据管理和分析。


测量操作
1. 将传感器靠近或接触被测设备的检测部位。在使用超声波传感器时,应将传感器靠近设备的缝隙、孔洞等部位,因为超声波信号容
易从这些部位传出;使用TEV传感器时,需将传感器紧贴设备的金属外壳,确保良好的接触;使用特高频传感器时,要将传感器对准
设备的检测窗口或可能发生局部放电的部位。
2. 启动测量,仪器开始采集和分析局部放电信号。在测量过程中,观察显示屏上的测量数据和放电图谱,实时了解局部放电的情况。
如果发现测量数据异常或放电图谱出现明显的特征变化,应及时记录相关信息,并进一步分析原因。
3. 为了提高测量的准确性和可靠性,可在不同位置、不同时间进行多次测量,并对比测量结果。例如,在检测高压开关柜时,可对开
关柜的各个面板、不同间隔进行测量,以全面了解设备的绝缘状况。
手持局部放电测试仪作为一种重要的电力设备检测工具,以其独特的工作原理、丰富的功能特点和便捷的操作方式,在电力系统的设
备维护和故障诊断中发挥着重要作用。通过深入了解其试验技术,包括工作原理、组成部分、功能特点、技术指标、操作步骤以及使
用注意事项等方面,技术人员能够更加熟练、准确地使用该仪器,及时发现电气设备的局部放电问题,为电力设备的安全稳定运行提
供有力保障。随着科技的不断进步,手持局部放电测试仪的性能和功能将不断提升,未来有望在电力设备检测领域发挥更大的作用,
为电力行业的发展做出更大的贡献。