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新产品 | HZWJF-20kVA/100kV 局部放电试验系统 -- 赫兹电力

发布时间：2024-09-10 14:46:42人气：

产品名称：局部放电试验系统
产品型号：HZWJF-20kVA/100kV

一、前言
在全球电力基础设施日益完善的时代背景下，电力系统的安全稳定运行已成为各国关注的焦点。随着国家电网容量的提升和设备制造和生产水平提高，国家电网公司对所配置的产品质量要求越来越严格，国家电网下属各省公司开始配置抽检实验室，对中标单位产品实施抽检工作，以提升配套输配电设备的质量;各输配电生产企业为了提高试验检测能力和效率;也开始更为关注检测设备自动化、智能化程度，从而保证出厂测试数据的公正和有效性;对于电力试验检测中心高压试验检测设备的数字化、智能化、网络化、信息化、数据集控化管理已经逐步成为电力设备生产企业追求的目标。

二、技术方案说明

本项目位于山东东营。本技术方案满足贵公司 20kV 及以下的开关柜、环保充气柜、断路器的耐压测试和局部放电测试。
依据国标和 IEC 标准，35kV 及以下的环网柜做工频耐压试验时参考以下数据：

系统标称电压（kV）	设备最高电压（kV）	工频耐受电压（kV）
系统标称电压（kV）	设备最高电压（kV）	相对地/相间	断口
10	12	42	48
20	24	65	79
35	40.5	95	118
持续时间（s）		60	60

依据国标和 IEC 标准，35kV 及以下的环网柜做局部放电试验时参考以下数据：

系统标称电压（kV）	设备最高电压（kV）	局放预加电压（kV）	局放测试电压（kV）
10	12	15.6	14.4
20	24	31.2	28.8
35	40.5	52.7	48.6
持续时间（s）		10	60

根据以上表格，工频耐压试验的试验电压最高为79kV,我们考虑到环网柜的试品电容量，也考虑不同海拔的修正系数，也适当的放一些裕量，所以我们将工频耐压局部放电试验系统的整体设备参数定为 20kVA/100kV。

三、设备交付后可以实现的功能

本套工频耐压测试系统和工频局部放电试验系统完工后可实现如下功能：
A、10KV及以下高压电器产品（包括开关柜、环网柜、环保充气柜、高压开关、避雷器、互感器、电缆附件、电容器、高压套管、GIS、悬式和支柱绝缘子等设备）的交流耐压试验。
B、10KV及以下高压电器产品（包括开关柜、环网柜、环保充气柜、高压开关、避雷器、互感器、电缆附件、电容器、高压套管、GIS、悬式和支柱绝缘子等设备）的局部放电试验。
C、安全工器具耐压检测（需另配置工装）。
D、各类高压试验仪器的校验。
E、我们预留网口，可以和贵公司 MES 对接，方便以后和国网智慧物联平台进行对接。（选配）

四、实现技术方案需满足的外部条件说明

根据多年经验及科学论证我们得出结论局放干扰主要来源于以下几种情况：

1、电源系统干扰：

电源电压的波动会导致测试系统获得的局放信号不稳定，从而影响测试结果的准确性。由于电网中存在大量的非线性负载，它们可能会产生谐波电流，这些谐波电流会通过电源线进入测试系统，干扰测试结果。电源频率的不稳定也会影响测试系统的测量精度。电源线上的电磁干扰（EMI）噪声可以耦合到测试系统中，对测试信号造成干扰。电源系统中的开关操作（如断路器的分合）会产生瞬态电压，这些瞬态电压可能会干扰测试系统。

2、空间电磁干扰：

2.1、外部电磁源：

- 邻近的电力线路，特别是高压线路，会产生较强的电磁场。
- 无线通信设备，如手机、无线电广播、Wi-Fi等，会发射电磁波。
- 其他电气设备，如电机、变频器、开关电源等，可能在操作时产生电磁干扰。

2.2、内部电磁源：

- 测试系统中其他正在运行的电气设备，如开关、继电器等，可能会产生电磁干扰。
- 测试设备本身的电子元件和电路也可能产生电磁辐射。

2.3、空间电磁干扰的传播：

- 电磁干扰可以通过空气传播，也可以通过导线、金属结构等路径传播。
- 电磁干扰可以是辐射干扰，也可以是传导干扰。

3、接地系统干扰：

3.1、接地电阻过大或测试设备与地之间的接地电阻不均匀，会导致电位差，从而引起干扰。
3.2、当测试系统和其他设备之间存在多个接地连接点时，可能会形成地环路。地环路中的电流流动可以产生干扰电压，影响测试信号。
3.3、接地系统可能受到电网中的瞬态电压（如雷击、开关操作引起的电压尖峰）的干扰，这些干扰会通过接地线传播到测试系统。
3.4、接地系统的接地电位可能因土壤湿度、温度变化、接地材料的老化等原因而波动，导致接地效果不稳定。

基于以上几种情况我们建议客户采取以下几种方案

1、采用单独的电源，最佳的方法是采用单独变压器，直接一个10kVA/380V变压器单独供给局部放电试验设备系统使用。由于目前国家对节能减排的控制比较严格，工厂申请独立变压器供电局不一定会批准，再加上经济上的考虑，我们建议贵公司。贵公司将电源从主配电柜通过屏蔽电缆将电源引至试验室，我们将在局部放电试验系统的电源输入端，先将电源（220V）隔离，再进行滤波，以降低电源系统中的干扰。以本系统用电负荷为20kVA为例,电流计算方式为：20kVA/220V≈90.9A，所以现场配电根据90.9A的电流预留电源。
2、解决空间电磁干扰，要对空间干扰进行较大的衰减，以降低来自空间的干扰，主要依靠全屏蔽高压试验室。
3、接地电阻需小于0.5欧姆，我们建议贵公司提前准备好良好的独立接地系统。

五、本方案引用的技术标准
1)JB/T9641-2022 试验变压器
2)DL/T848.2-2004 高压试验装置通用技术条件第2部:工频高压试验装置
3)GB/T16927.1 高电压试验技术第1部分:一般定义及试验要求
4)GB/T16927.2 高电压试验技术第二部分:测量系统 5)GB/T 7354-2016 局部放电测量
5)JB/T8749.3 接触调压器
6)GB/T1094.1 电力变压器第1部分总则
7)GB/T 1094.2 电力变压器部分:温升
8)GB/T 1094.3电力变压器第3部:绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙
9)GB/T 1094.5电力变压器第5部分:承受短路的能力
10)GB/T 19749.1-2016耦合电容器及电容分压器第1部分总则
11)GB1984-2014 高压交流断路器
12)GB1985-2014高压交流隔离开关和接地开关

六、工频局部放电测试系统技术方案说明

1、产品组成

序号	设备名称	型号规格	作用
1	模拟局放仪	HZWJF-I	测量试验中试品的局部放电量
2	校正脉冲发生器	HZ-JZ	局部放电试验测试校准,上升时间 tr<60ns，校准额定值误差<+/-5%或<+/-1pc
3	控制台(含调压器)	HZTC-20kVA	控制调压器使变压器产生试验所的电压
4	无局放变压器	HZWJF-20kVA/100kV	产生试验所需电压
5	耦合电容	HZOWF-100kV	将局部放电信号耦合到阻抗
6	限流电阻	HZXL-100kV/5k	试品击穿时保护设备
7	双屏蔽隔离变压器	HZGL-20kVA	加在试验系统电源输入端，将电源干扰与试验电源隔离

2、原理图

3、接线图

4、产品参数

4.1无局放试验变压器
型号：HZWJF-20kVA/100KV 1台
无局放试验变压器。采用特殊结构及精密工艺使得其局放量能控制在较小的范围内。外形工艺精度高。适用于现场和试验室。方便适用。
技术参数：
结构型式：绝缘筒式
相数：单相
频率： 50Hz
额定容量：20kVA
额定输入电压：220V
输入电流：90.9A
额定输出电压：100kV
额定输出电流： 0.1A
输出波形畸变率：≤3％
工频耐压水平：110kV/1min
运行时间：额定电压、额定电流下可连续运行30min；
2/3额定电压、2/3额定电流下允许连续运行
局部放电量:在100%额定电压下≤5pc,在80%额定电压下≤3pc,
冷却方式：油浸自冷
结构形式：绝缘外壳环氧玻璃丝绕制，可移动
温升:＜45K
阻抗电压: ＜10%
空载电流: ＜10%

4.2无局放控制台
型号：HZTC-20kVA 1台
技术参数：
相数：单相
频率：50Hz
额定容量：20kVA
额定输入电压：220V
额定输入电流：90.9A
额定输出电压：0-250V
额定输出电流：90.9A
波形畸变率：＜3%
起始电压：≤1％
运行时间：1.1倍额定电压运行1分钟，额定电压和额定电流下可连续运行30分钟

4.3隔离滤波变压器
型号：HZGL-20kVA          1台
主要结构为隔离变压器及离波装置，可以有效摒除电源中存在的杂波及各种干扰。
输入电压：220V±10%
输出电压：220V±10%
额定容量：20kVA
空载损耗≤5%
阻抗电压≤5%
衰减效果： 10KHZ-100KHZ≥ 20db
100KHZ-30MKZ≥ 60db

4.4耦合电容器
型号：HZOWF-100kV          1台
额定频率：50Hz
标称电容量：800pF
额定电压：100kV
标称分压比：1000:1
测量误差：包含低压臂、测量电缆、数字电压表≤1％
局放水平：100%额定电压≤5pC，80%额定电压≤3pC
结构型式：绝缘外壳油纸电容结构。由顶罩、均压环、电容器本体、移动底座、低压臂等组成。分压器同时可作为耦合电容器用于局部放电测量。

4.5 无局放保护电阻
型号：HZXL-100kV/5K 1台
额定电压：100kV
额定电流：10A
标称阻值：5kΩ
局放水平：100%额定电压≤5pC，80%额定电压≤3pC
结构型式：采用漆包镍铬丝缠绕在环氧筒上，两端配置连接管与变压器分压器相连，两端有屏蔽环，当被试品放电时，保护电阻不会发生绝缘损坏。

4.6 模拟式局部放电检测仪

型号：HZWJF-I 1台
具备对运行中的高压电气设备进行局放带电巡检的功能，适用于柱上开关、互感器、干式变压器、油浸式变压器、高压断路器、耦合电容器、电抗器、电容套管、高压开关等试品进行局部放电实验及其他科学实验研究。

4.6.1产品技术规范和标准

1）IEC60270 《局部放电测量》
2）GB/T7354 《局部放电测量》

4.6.2使用环境

1)环境温度：－15℃～+50℃
2)相对湿度：≤95%（20℃）。
3）海拔高度：≤3000m

4.6.3主机技术参数

测量通道：1个独立测量通道
采样精度：12Bit
采样速率：每通道最大100MHz
检测灵敏度：0.1pC
测量范围：0.1pC～10000nC
动态范围：大于80dB;
可测试品的电容量范围：6pF～250µF
测量频带：3dB带宽10kHz～1MHz。
试验电源频率范围：50-400Hz
程控滤波器分段：
低端频率10K、20K、40K，80K；
高端频率100K、200K、300K、1000K；
本量程非线性误差：5%
量程：X1、X10、X100、X1000、X10000、X100000（>120dB）
抗电压冲击能力：5000V，在各输入口和电源端（正、负、AC）
电源：AC220V±10%；频率45-65Hz；功率＜500W

4.6.4 主机接线及设备使用

1）便携式局放巡检测试仪电源由（AC220V/50HZ）的电源插座供电。
2）巡检仪共有1路通道，按照巡检测试仪主机面板上的标识从BNC接线柱上引出接线,接到传感器或输入单元即可。具体操作：取BNC-BNC同轴电缆一条，一端连接主机通道，另一端连接传感器或输入单元相应端;

4.6.5仪器面板介绍

1)前面板

序号	名称	说明	备注
1	触摸屏	显示测量到的局放波形及局放、试验电压、试验频率等参数；	工业级高亮
2	电源开关按钮	按一下，开机；再按一下，关机；

2)后面板

序号	名称	说明	备注
1	局放输入端	局放测量信号输入端， HZWJF-I单通道，信号从通道“i”接入；
2	接高压分压器	外接分压器，测量高压电压值，电压输入范围10-150V；
3	接地螺栓	试验时需可靠接地；
4	RS232口	通过此串口，可将局放仪的各参数上传至其他设备；
5	电源	外部供电电源输入

4.7操作说明

4.7.1系统概述

本无局放耐压试验系统设计人性化，具备手动调压、设定耐压时间、自动降压等功能，旨在为用户提供准确、安全、便捷的测试体验。

4.7.2面板介绍

1. 高压电压表：用于显示试验过程中的高压电压数值，单位为千伏（kV），用户可通过表盘清晰读取。
2. 低压电压表：指示系统低压部分的电压情况，单位为伏特（V）。
3. 低压电流表：反映系统低压电流的大小，单位为安培（A）。
4. 欧姆龙计时器：位于面板右侧，用户可根据试验需求自行设定耐压时间，精确到秒。
5. 警铃按钮：按下此按钮，系统会发出提示声，用于提醒相关人员注意。

4.7.3操作流程

1.手动调压

• 开启系统电源，确保各部件正常通电。
• 观察三块表的初始读数。
• 点击调压旋钮，将电压调至目标档位，期间密切关注高压电压、低压电压和低压电流的变化。

2. 设定耐压时间

• 操作欧姆龙计时器上的设置按钮。
• 输入所需的耐压时间数值。
• 确认设置无误后，启动计时。

4.7.4安全保护机制

1. 过流保护

• 当被试品被击穿或者电流大于设定值时，主回路会立即断开，以保护设备和试验人员的安全。
• 系统同时会发出声光报警，调压器自动归零。
• 此时，除急停按钮外，其他操作按钮均无效。

2. 故障排查与恢复

• 过流保护触发后，应立即停止试验，排查故障原因。
• 待故障排除后，按下复位按钮，消除报警。
• 再次确认系统正常后，可进行升压操作。

4.7.5注意事项

1. 在操作过程中，务必严格按照操作流程进行，避免误操作。
2. 试验前，应仔细检查被试品及连接线路，确保无短路、断路等异常情况。
3. 操作人员应熟悉系统的性能和操作方法，穿戴好必要的防护装备。
4. 定期对系统进行维护和保养，确保其性能稳定、可靠。
5. 如遇紧急情况，应立即按下急停按钮。

七、交付图片案例

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