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(tǒng)架空線路，在線路發(fā)生單相接地故障而停運(yùn)后，可用本設(shè)備對(duì)接地點(diǎn)進(jìn)行定位，HDJD-200W架空線小電流接地故障定位儀是一套便攜設(shè)備，可進(jìn)行多條線路的故障定位。整套設(shè)備由發(fā)射機(jī)、傳感器、接收機(jī)及附件組成。在故障線路停運(yùn)后，由發(fā)射機(jī)向線路施加超低頻高壓信號(hào)使故障重現(xiàn)，在線路沿途用絕緣桿將傳感器掛在線路上檢測(cè)信號(hào)，并通過無線方式向地面上的接收機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，接收機(jī)顯示測(cè)量結(jié)果。在故障點(diǎn)前，電流持續(xù)存在，故障點(diǎn)后，電流消失。可先進(jìn)行粗略分段，再定點(diǎn)，從而快速確定故障位置。

二、功能特點(diǎn)

1.  適用于小電流接地系統(tǒng)配電網(wǎng)，檢測(cè)架空線路的單相金屬性接地、經(jīng)電弧接地、經(jīng)過渡電阻接地等多種故障。

2.  在線路停運(yùn)后進(jìn)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(hào)使故障重現(xiàn)，電流信號(hào)穩(wěn)定，易于檢測(cè)。

4.  超低頻信號(hào)避免系統(tǒng)分布電容影響，能對(duì)高阻值故障進(jìn)行定位。

5.  發(fā)射機(jī)安全特性：高壓?jiǎn)?dòng)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(shè)計(jì)，無需閉合，方便在線路上掛接。

7.  傳感器和接收機(jī)無線通訊傳輸，安全可靠。

8.  發(fā)射機(jī)可使用市電、發(fā)電機(jī)供電，傳感器和接收機(jī)干電池供電。

9.  發(fā)射機(jī)體積小，重量輕；傳感器為體積重量小化設(shè)計(jì)，方便沿線掛接；接收機(jī)為手持式設(shè)計(jì)。

10.  接收機(jī)采用大屏幕液晶顯示器，顯示傳感器狀態(tài)、電流波形和電流值。

三、技術(shù)指標(biāo)  

1. 定位精度：0.2米。

2. 發(fā)射機(jī)輸出特性：

(1)  輸出頻率1Hz

(2)  開路電壓： 基波有效值0~2800V，

（脈動(dòng)直流，峰值8kV，相當(dāng)于10kV線路的相電壓峰值）；

(3)  短路電流： 基波有效值0~35mA（脈動(dòng)直流，峰值100mA）

3. 傳感器與接收機(jī)的無線通訊距離：不小于100m。

4. 發(fā)射機(jī)電源：AC 220V市電，可接發(fā)電機(jī)（輸出功率≥1500W）。

5. 發(fā)射機(jī)功率：功率900W。

6. 傳感器電源：3節(jié)5號(hào)堿性干電池。

7. 接收機(jī)電源：5節(jié)5號(hào)堿性干電池。

8. 體積：

發(fā)射機(jī)417×234×318mm；傳感器180×100×35mm；接收機(jī)205 ×100×35mm

9. 質(zhì)量：發(fā)射機(jī)16.8kg；傳感器0.45kg；接收機(jī)0.45 kg

10.    使用條件：溫度:-10℃－40℃，濕度5-90％RH，海拔<4500m。

第二章 設(shè)備組成

本設(shè)備包括發(fā)射機(jī)、傳感器、接收機(jī)及相關(guān)附件：發(fā)射機(jī)的接線盤、輸出連接線、掛線桿、電源線及保護(hù)地線，傳感器的掛線桿等組成。

一、發(fā)射機(jī)

       發(fā)射機(jī)用于向故障線路施加超低頻脈動(dòng)直流信號(hào)使接地故障復(fù)現(xiàn)，電流由發(fā)射機(jī)輸出，流經(jīng)故障線路，在接地點(diǎn)入地并返回發(fā)射機(jī)。

       其中：

1.    電源插座、保險(xiǎn)管、電源開關(guān)：用于連接220V電源線，更換保險(xiǎn)管，以及進(jìn)行電源的開關(guān)。

2.    高壓合按鈕：電源開關(guān)打開之后，需要電壓調(diào)整在零位時(shí)，按“高壓合”按鈕，設(shè)備才有高壓信號(hào)輸出。

3.    高壓分按鈕：用于停止設(shè)備輸出。

4.    零位指示：用于指示調(diào)壓旋鈕處在零位。

5.    保護(hù)指示：用于指示設(shè)備進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。該指示燈亮?xí)r，表示設(shè)備處于保護(hù)閉鎖狀態(tài)，設(shè)備停止信號(hào)輸出。調(diào)整“輸出調(diào)整”旋鈕至零位，復(fù)位該指示燈。

6.    輸出調(diào)整旋鈕：用于調(diào)整輸出電流、電壓大小。該旋鈕只有在零位時(shí)（零位指示燈亮），才能按“高壓合”按鈕啟動(dòng)發(fā)射機(jī)正常輸出信號(hào)。

7.    保護(hù)電流：用于指示設(shè)備輸入電流的大小，如輸入電流大于保護(hù)定值4A，則內(nèi)部保護(hù)電路動(dòng)作，設(shè)備停止工作。此時(shí)需要將電壓調(diào)整旋鈕調(diào)至零位后復(fù)位保護(hù)電路，然后重新調(diào)整電流大小。

8.    輸出電壓：用于指示設(shè)備輸出電壓的大小

9.    保護(hù)地端子：用于連接保護(hù)地線，接大地網(wǎng)。

10.  高壓輸出插座：用于連接故障線路。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，可使用短連接線夾在開關(guān)柜的線路側(cè)；若必須接在架空的線路上，則選用接線盤裝的長(zhǎng)連接線，并用掛線桿掛在故障線路上。

11.  測(cè)試地插座：接工作接地線，接大地網(wǎng)。

 二、傳感器

傳感器用于掛在故障線路的沿線檢測(cè)電流信號(hào)，并通過無線方式向地面上的接收機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。

三、接收機(jī)

接收機(jī)用于在地面接收傳感器的無線傳輸數(shù)據(jù)，并在液晶屏上顯示測(cè)量結(jié)果。 

第三章 使用方法

一、工作原理

      在故障線路停運(yùn)后，首先由發(fā)射機(jī)向線路施加電壓使故障重現(xiàn)。電流由發(fā)射機(jī)發(fā)出，流經(jīng)故障線路，在接地點(diǎn)入地并通過大地返回發(fā)射機(jī)。

發(fā)射機(jī)輸出為脈動(dòng)直流信號(hào)，頻率為超低頻1Hz，頻率越低則受系統(tǒng)分布電容的影響越小。理論上講純直流信號(hào)抗分布電容影響的能力較強(qiáng)，但使用純直流信號(hào)很難避免地磁影響，經(jīng)過理論計(jì)算和實(shí)際驗(yàn)證，1Hz信號(hào)已能滿足絕大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試需求。

發(fā)射機(jī)的輸出限制電壓為8kV，相當(dāng)于10kV線路的相電壓峰值。若電壓過高則超過線路耐壓等級(jí)，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(fù)現(xiàn)。此限壓值可根據(jù)用戶特殊要求進(jìn)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(cè)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(cè)線路上的電流，自動(dòng)進(jìn)行調(diào)零操作，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)后通過無線方式向外傳送。

在地面上的接收機(jī)接收傳感器發(fā)送的無線信號(hào)，在液晶屏上直觀顯示測(cè)量結(jié)果。在故障點(diǎn)前，電流持續(xù)存在，故障點(diǎn)后，電流消失。可先進(jìn)行粗略分段，再定點(diǎn)，從而快速確定故障位置。

二、發(fā)射機(jī)操作

1.    接線：

首先將故障線路的開關(guān)斷開；發(fā)射機(jī)電源接220V市電；保護(hù)地線接“保護(hù)地”端子和大地網(wǎng)；測(cè)試地線（帶黑色夾鉗的高壓導(dǎo)線）接“測(cè)試地”插座和大地網(wǎng)；至于接故障線路的輸出線，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，使用短連接線（帶紅色夾鉗的高壓導(dǎo)線）接“線路”端子和開關(guān)柜的線路側(cè)，若必須接在架空的線路上，則選用接線盤裝的長(zhǎng)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(cè)試的故障線路全長(zhǎng)范圍內(nèi)，均不能掛接地線！

武漢華頂電力設(shè)備有限公司版

1. 終端下方的測(cè)試應(yīng)保證所有操作處于電氣安全距離范圍內(nèi)。其他電力設(shè)備

對(duì)于其他電力設(shè)備，如旋轉(zhuǎn)電機(jī)、開關(guān)設(shè)備以及變壓器等，利用高頻電流互感器進(jìn)行局部放電檢測(cè)方法與電纜類似，都是在連接設(shè)備電纜本體或接地線上進(jìn)行測(cè)量，圖5-7是幾種利用HFCT進(jìn)行帶電或在線監(jiān)測(cè)時(shí)的檢測(cè)示意圖。對(duì)于這些設(shè)備，在進(jìn)行局部放電測(cè)試前，同樣需要對(duì)局部放電檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn)，以確保檢測(cè)設(shè)備的正常運(yùn)行。由于開關(guān)柜、旋轉(zhuǎn)電機(jī)等正常運(yùn)行時(shí)電壓均較高，在進(jìn)行傳感器安裝、設(shè)備調(diào)試過程中務(wù)必佩戴相應(yīng)等級(jí)的絕緣手套以及在一定的電氣安全距離內(nèi)操作，確保人生安全。

圖5-7 帶接地引下線設(shè)備高頻局部放電檢測(cè)原理圖診斷方法

對(duì)于不同電力設(shè)備，高頻局部放電檢測(cè)的診斷方法基本*，主要包括兩大部分：噪聲抑制及放電信號(hào)區(qū)分、局部放電源的準(zhǔn)確定位。

• 噪聲抑制、干擾排除及局放缺陷診斷

對(duì)不同電力設(shè)備進(jìn)行高頻局部放電檢測(cè)時(shí)，高頻傳感器耦合出來的信號(hào)并非單純的放電信號(hào)，而是混合著電磁干擾噪聲，如何將干擾噪聲去除是局部放電帶電檢測(cè)過程中較為困難和關(guān)鍵的問題之一。

按照時(shí)域波形特征，外部背景噪聲主要包括周期型干擾信號(hào)、脈沖型干擾信號(hào)和白噪聲干擾信號(hào)。針對(duì)不同干擾信號(hào)的特征和性質(zhì)，需采用不同的抑制措施。在已有的各種系統(tǒng)中，干擾信號(hào)抑制主要包括硬件和軟件兩個(gè)方面的措施。雖然硬件抑制方法有一定的效果，但是現(xiàn)場(chǎng)干擾會(huì)隨著環(huán)境、設(shè)備負(fù)載以及運(yùn)行方式的改變而改變，硬件抑制方法難以達(dá)到理想的效果。

隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，高頻局部放電檢測(cè)中的干擾抑制措施主要依靠軟件實(shí)現(xiàn)。目前常用的數(shù)字化抗干擾方法主要有：脈沖平均法、數(shù)字平頂山架空線小電流接地故障定位儀選型濾波法、信號(hào)相關(guān)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法以及小波分析法。小波變換是基于非平穩(wěn)信號(hào)的分析手段，在時(shí)域、頻域同時(shí)具有良好的局部化性質(zhì)，非常適合于不規(guī)則、瞬變信號(hào)的處理，越來越多的用于高頻局部放電檢測(cè)的干擾抑制措施中。

對(duì)于放電信號(hào)的區(qū)分，一方面可利用前述的抗干擾技術(shù)，將外界干擾噪聲抑制到較小水平，另一方面也可通過與不同缺陷放電特征數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，即進(jìn)行放電信號(hào)的模式識(shí)別。模式識(shí)別的主要步驟包括放電信號(hào)的測(cè)量、放電信號(hào)特征提取與分類和特征指紋庫(kù)比對(duì)三個(gè)步驟，從而判斷所測(cè)信號(hào)是否為真實(shí)的放電信號(hào)以及是何種放電。一種模式識(shí)別方法是利用相位統(tǒng)計(jì)譜圖的形狀特點(diǎn)，通過計(jì)算統(tǒng)計(jì)譜圖的偏斜度、陡峭度以及相互關(guān)聯(lián)因素等特征參數(shù)，從而對(duì)缺陷類型進(jìn)行確認(rèn)和識(shí)別。另外一種是聚類分析法，該方法主要將放電信號(hào)按其各自的等效頻率、等效時(shí)長(zhǎng)或其它與波形相關(guān)的特征參量進(jìn)行分類，形成時(shí)頻域映射譜圖。時(shí)頻譜圖的特點(diǎn)是多個(gè)放電源、不同放電類型的局部放電脈沖會(huì)被映射到不同聚點(diǎn)，這樣便于在局部放電相位譜圖上將真實(shí)放電和噪聲干擾區(qū)分開來如圖5-8所示。還有一種聚類原理是利用三相同步局部放電檢測(cè)技術(shù)，對(duì)耦合到的信號(hào)進(jìn)行幅度、相位或頻率的計(jì)算，從而進(jìn)行平頂山架空線小電流接地故障定位儀選型分類，如圖5-9所示。
圖5-8  局部放電時(shí)頻映射譜圖^[16]   圖5-9 三相局部放電同步檢測(cè)聚類譜圖^[28]