AI-6106氧化锌避雷器带电测试仪说明书.doc

AI-6106氧化锌避雷器带电测试仪使 用 说 明 书济南泛华佳业微电子技术有限公司为了安全和正确操作请仔细阅读说明书本公司对仪器本身以外的任何损坏或损失不承担责任本仪器专利权、软件著作权属本公司所有，任何侵权行为将受到追究目 录1、概 述12、主机面板33、电压隔离器面板44、菜单和数据55、测量接线126、校验说明14AI-6106氧化锌避雷器带电测试仪 说明书 2009年3月版1、概 述1.1用途和功能AI-6106用于氧化锌避雷器（MOA）全电流的测量分析，主要目的是测量MOA的阻性电流，由此判断MOA受潮和老化程度。AI-6106既可用于现场带电测量，也可用于试验室做出厂和验收试验。一台AI-6106具有如下功能：1、同时测量三相MOA，能自动补偿相间干扰。2、无线或有线传输参考电压。可使用三相、单相或B相接地的PT二次电压。3、可采用电场强度信号做参考（感应板法）。用一个安放在B相MOA底座的感应板提供母线电压的相位信息，以分解阻性电流。1.2主要技术指标全电流测量范围：010mA有效值，50Hz / 60Hz准确度：（读数5%+5uA）阻性电流基波测量准确度（二次法不含相间干扰）：（读数5%+5uA）*电流谐波测量准确度：（读数10%+10uA）电流通道输入电阻：2参考电压输入范围：25V250V有效值，总谐波含量30%，50Hz / 60Hz参考电压测量准确度：（读数5%+0.5V）电压谐波测量准确度：（读数10%）参考电压通道输入电阻：300k电场强度输入范围：30kV/m300kV/m，总谐波含量30%电场强度测量准确度：（读数10%）电场谐波测量准确度：（读数10%）电池工作时间：主机6小时，电压隔离器：有线传输6小时，无线发射2小时充电电源：220V10%，50Hz / 60Hz充电时间：约5小时主机体积：320mm长275mm宽135mm高主机重量：3.6kg（不含线缆）电压隔离器体积：160mm长90mm宽60mm高电压隔离器重量：0.8kg (不含线缆)工作环境温度：-10 50工作相对湿度：90%*电流谐波数据与算法有关，详见校验说明部分。1.3主要特点1.3.1 可同时测量三相MOA的阻性电流，并自动补偿相间干扰，也可以单相测量。1.3.2 无线传输参考电压，节省了收放电缆的时间。仪器也支持有线传输参考电压方式。1.3.3 支持三相、单相或B相接地的PT二次电压。如果不是待测相的参考电压，仪器会自动选择合适的补偿角度。1.3.4 特有的感应板替代PT二次电压测量技术，使测量更安全快捷。1.3.5 全数字波形分析，配合高速微处理器，实现精确稳定地测量。1.3.6 所有测量均符合规范的电工理论，仪器性能可以实验室验证和校准。1.3.7 外置电压隔离器，双重隔离，更加安全可靠。1.3.8 仪器操作简便。汉字菜单，测量数据丰富，并能显示波形。1.3.9 带背光的大屏幕液晶显示器，白天夜间均能清晰观察。1.3.10 仪器内含充电电池，方便现场使用。1.3.11 自带日历时钟、热敏打印机，能存储100次测量数据。1.3.12 带计算机接口，可把测量数据传送到计算机进行数据处理和报表输出。图1、主机面板示意图2、主机面板2.1参考信号2.1.1采用有线方式连接电压隔离器用屏蔽电缆连接该插座与电压隔离器的“有线隔离输出”插座。1脚接电缆芯线，2脚接电缆屏蔽，1、2脚对机壳隔离，最高隔离电压380VAC。采用无线传输方式时，该插座闲置。2.1.2采用电场强度信号做参考将感应板插头插到该插座上。3脚输入感应信号，电缆的屏蔽连接插头壳体，同时接仪器地。注意：感应板不要使用加长线。2.2电流输入1、2、3脚分别对应A（黄）、B（绿）、C（红）三通道电流信号，最大10mA有效值。4脚为公共端，连接仪器地。仪器配有1拖3引线，连接A（黄）、B（绿）、C（红）加长线。注意：单相测量时，无论是A、B或C相电流，都使用A（黄）通道输入。2.3接地仪器必须可靠接地。现场接地线可能有油漆或锈蚀，必须清除干净。连接其它测试线之前要首先连接接地线。拆除其它测试线之后，再拆除接地线。2.4天线使用无线传输时，将天线插到该插孔，以便接收无线信号。采用有线或感应板方式时，天线闲置。2.5电源开关打开开关，仪器即进入测量菜单。2.6通讯充电用通讯线连接计算机，按需要设置仪器地址和波特率。2、3和5脚用于通讯。用充电器连接该插座即充电。插座左侧充电指示灯长亮表示充电，充电结束熄灭。4和5脚用于充电。注意：充电时，指示灯闪烁表示电池严重亏电，应等待指示灯长亮后再开机。2.7按键4个按键、，用于各个菜单的操作。2.8液晶显示器显示菜单、数据和波形等。2.9打印机按走纸键走纸，按打印键即拷贝屏幕。热敏打印纸宽58mm。换纸时开启上盖，放入纸卷并拉出部分纸带，然后关闭上盖。如果不能打印，应将纸卷取出，调转180度后放入。3、电压隔离器面板电压隔离器与对应主机配套使用。3.1参考电压输入1、2、3脚分别对应A（黄）、B（绿）、C（红）三通道参考电压。4、5脚（黑）接中性点。只取单相参考电压时，都使用A(黄)通道输入。如果PT二次是B相接地的，1脚可以接A或C相，4、5脚接地。引线上串联了100mA保险管，如果保险管损坏应检查原因，并更换相同规格的保险管。为安全起见，仪器只配置A（黄）通道输入引线。如果用户需求也可提供3通道输入引线。3.2有线隔离输出使用有线传输方式可以减少隔离器耗电。用加长电缆连接到主机参考信号插座，并关闭发射开关。1、2脚输出信号，它们与输入端隔离。 图2、电压隔离器面板3.3充电用充电器连接该插座即充电。充电指示灯长亮表示充电，充电结束熄灭。4和5脚用于充电。充电时，指示灯闪烁表示电池严重亏电，应等待指示灯长亮后再开机。3.4电源开关必须插入参考电压插头，并开启电源开关才能接通电源，电源指示灯点亮。停止使用时，断开电源开关，并拔下参考电压插头。电源指示灯闪烁时，需充电。通过主机也可监视电池电量，过低时应充电。3.5发射开关插入天线，开启发射开关。发射指示灯点亮表示发射信号。无线发射时，隔离器可以放到PT接线箱上方以提高高度，增加距离。天线应垂直向上，不要靠近金属物体。请不要在插上天线之前开启发射开关，否则可能损坏发射电路。4、菜单和数据4.1调节屏幕对比度在仪器断电情况下，在按住或不动的同时，打开电源。然后再按或调节屏幕对比度，按退出。4.2开机和参数设置打开电源，仪器显示型号、编号和软件版本等，之后自动进入测量画面。显示开机画面时，按一下任何按键便进入参数设置画面，可设置时钟、通讯地址、波特率和谐波补偿算法。 图3、开机和参数设置按、移动光标，按修改选项。选择“退出”即退出。注意：（1）不合理的时钟不能接受。（2）通讯地址的设置范围为031。（3）波特率要跟电脑主机的相同。（4）谐波补偿算法详见校验说明部分。建议使用“分解法”。4.3测量选项按、时光标可在（1）（11）之间移动。按修改选项。图4、光标位置和提示信息（1）存储。（2）设置名称：按进入，按移动小光标，按逐位修改字符，再按退出。该名称表示待测线路或编号等。（3）设置参考相：按循环显示A / B / C / A-B / C-B / ABC。A / B / C表示参考电压是单相A、B、或C；A-B / C-B表示在B相接地的PT二次端，使用A对B或者C对B做参考电压；ABC表示使用三相电压做参考。按隔离器使用要求，除ABC方式外，其它电压都由隔离器的A通道（黄线）输入。（4）设置参考源：按循环显示“有线、无线、感应”。选择有线时，用电缆连接主机的参考信号和隔离器的有线隔离输出插座，关闭隔离器的发射开关；选择无线时，主机和隔离器都要插上天线，开启隔离器的发射开关；选择感应时，将感应板电缆插头插到参考信号插座。应注意：感应板的参考相只能选择B，感应板应放到B相MOA底座上，且与A、C相对称的位置。（5）设置变比：按进入设置。有线、无线方式置入PT变比，可以直接显示母线电压。感应板方式没有变比。（6）设置待测相：按循环显示A / B / C / ABC。A / B / C表示单相测量，都用A（黄）通道输入电流。ABC表示三相同时测量，ABC（黄绿红）引线分别输入三相电流。（7）设置补偿方式：按循环显示“禁用补偿、手动补偿、自动边补”（单相电流方式没有自动边补），同时右侧会显示1个或3个补偿角度。禁用补偿：表示补偿角度为0。如果只选择一个参考电压，而且待测相与参考相不同时，仪器会从下表选择一个理论补偿角度：表1 理论补偿角度（正相序）待测相A待测相B待测相C参考相A0120240参考相B2400120参考相C1202400参考相A-B30150270参考相C-B90210330参考相ABC000说明：（1）补偿角度总是被“加到”电流电压角度中的。例如补偿角度为1，电流实际超前电压80，则补偿后电流超前电压81。（2）仪器假定三相交流电是“正相序”，即A超前B 120，B超前C 120。对于反相序系统，参考信号和电流的A、C相都应颠倒使用。手动补偿：选择“手动补偿”后可以设置（8）（9）（10）处的补偿角度。仪器将角度定义在0359.99之间。所有角度都可以加减360，例如120与240或者180与180分别表示同一个角度。注意：补偿什么角度一定要有依据。自动边补：测量三相MOA时，由于相间干扰影响，A、C相电流相位都要向B相方向偏移，一般偏移角度24左右，这导致A相阻性电流增加，C相变小甚至为负。图5、相间干扰自动边补（边相补偿）原理是：假定B相对A、C影响是对称的，测量出Ic超前Ia的角度ca，A相补偿0a=（ca-120）/2，C相补偿0c= -（ca -120）/2。这种方法实际上对A、C相阻性电流进行了平均，也有可能掩盖问题。因此还是建议考核没有边相补偿的原始数据。现场的干扰可能是复杂的，如果不能进行合理补偿，则建议记录没有补偿的原始数据，考查数据的变化趋势。（11）数据区，虚线框变为实线框，按切换不同的数据画面。详细说明见4.5。4.4辅助信息4.4.1暂停 按将显示或取消左上角暂停符号“”。4.4.2主机电池 “”表示当前主机电池电量，显示“”时应充电。最好提前充电，也可以边充电边工作。4.4.3频率温度 频率和温度。4.4.4参考信号状态 “”表示信号过低，“”表示信号过高，过低过高都不能正常测量。4.4.5电流信号状态（同4.4.4）。4.4.6隔离器信息 括弧内8个字符是隔离器编号，最后一个电池符号表示隔离器电池电量。如果长时间显示“等待信号”，或者电池位置显示“?”，则表示没有接收信号，需要检查。如果接收信号中断，仪器会发出声音提示。感应板方式不显示该信息。4.5测量数据4.5.1测量数据说明图6、单相全数据画面注意：本说明书所有画面的数据仅供参考。这里以单相全数据画面说明数据含义。U：参考电压有效值。三相电压用下标a/b/c区分。它仅含基波和3、5、7次谐波。计算公式为：变比Ku=1.000已经乘到U中，如果Ku设置为PT变比，将显示母线电压。感应板方式用E表示电场强度，基本单位为V/m，计算公式与电压类似。U357%：电压的3、5、7次谐波占电压基波的相对含量，单位为。感应板方式用E357%表示。Ix：全电流有效值。三相电流用下标a/b/c区分。它仅含基波和3、5、7次谐波。Ixp：全电流峰值，即Ix的峰值。Ir：阻性电流有效值。它仅含阻性电流基波和阻性电流3、5、7次谐波。Irp：阻性电流峰值，即Ir的峰值。Ir1p：阻性电流基波峰值。Ic1p：容性电流基波峰值。MOA全电流既含有MOA非线性产生的高次谐波，也含有母线电压谐波产生的高次谐波。与Irp相比Ir1p更加稳定真实。因此建议用Ir1p作为阻性电流指标。仪器采用投影法计算：Ir1p = Ix1p sinIc1p = Ix1p cos图7、投影法其中为电流超前电压角度，其中已经包含补偿角度0。注意：（1）超过90Ir1p为负值，超过180Ic1p也为负值。（2）如果Ix波形是平顶的，Ic1p可大于Ixp。P1：基波功耗。P1等于阻性电流基波有效值与电压基波有效值的乘积。说明：（1）Ku应设置为PT变比以获得运行电压下MOA功耗。（2）如果参考电压是A-B或C-B方式，U1还除以。（3）感应板方式假定U1=1000V，功率名称改为Pkv，可以乘实际电压（以kV为单位）以获得运行电压下MOA功耗。Cx：MOA电容量。计算公式如下：Ic1为容性电流有效值，U1是基波电压有效值，f是电网频率。说明：（1）Ku应设置为PT变比以获得运行电压下MOA电容量。（2）如果参考电压是A-B或C-B方式，U1还除以。（3）感应板方式假定U1=1000V，电容名称改为Ckv，可以除以实际电压（以kV为单位）以获得运行电压下MOA电容。Ir3p、Ir5p、Ir7p：3、5、7次阻性电流谐波峰值。说明：Ir3p、Ir5p、Ir7p与谐波算法有关。因此Ir、Irp和阻性电流波形都受到谐波算法影响。详见校验说明部分。：电流超前电压角度，其中已经包含补偿角度0。仪器按下表给出结论：表2 结论对应的角度结论劣差中良优有干扰074.997576.997779.998082.998387.9988 ： 电压波形。 ： 电场强度波形 ：全电流波形。 ：阻性电流波形。注意：仪器能自动放大波形幅度，因此不要用波形幅度判断数据的大小。4.5.2主要数据画面移动光标到数据区，虚线框变实线框，按切换不同的数据画面，开机默认主要数据画面：图8、主要数据画面对于三相参考电压，增加了3个角度显示：a-b为A相电压超前B相电压角度，b-c为B超前C角度，c-a为C超前A角度。4.5.3其它画面 图9、全数据画面 图10、波形画面 图11、幅度相位表画面 图12、数据存储画面幅度相位表显示了电压电流幅度和相位角。电压电流都只包括基波和3、5、7次谐波，都用有效值表示。第一个参考相的基波角度定义为0，其它角度都是以它为参考的相对角度。4.6数据存储、移动光标，确认；在退出位置，按退出；在存储位置，按存储。每次进入存储画面只能存储1次。存储数据按时间排序，最近的数据排在左上角。查看数据：选择一个数据名称，会显示日期、参考、待测、频率温度等信息。按进入查看数据画面。说明：（1）查看数据画面跟测量数据画面一致，但增加“查看”两字以提示。（2）查看数据时，仍然可以修改Ku和补偿角度，但是修改的内容不会存储。（3）在查看数据画面选择“存储”会退回存储画面，如果按会直接退到测量画面。删除数据：选择一个数据名称，快按2次会在光标左侧显示叉号“”，再按会删除选中数据。连续按会连续删除数据。停止按键叉号消失。5、测量接线5.1要点5.1.1仪器主机接地。5.1.2取全电流：单相MOA接A(黄)通道，三相对应接A(黄)B(绿)C(红)。5.1.3取参考电压：单相参考电压接隔离器A(黄)通道，三相对应接A(黄)B(绿)C(红)。5.1.4 如用感应板总是放到B相MOA底座。5.1.5为减少隔离器耗电，可以采用有线传输方式，应关闭发射开关。5.1.6隔离器不插信号插头无法通电。无线传输要先插天线后开发射开关。隔离器放到PT端子箱上比放到地面上能增加发射距离。5.1.7主机和隔离器都可以边充电边工作。但是不要在充电指示灯闪烁时工作。5.1.8连接PT电压的电线上都有100mA保险管，不要用其它规格保险管或导线代替。5.1.9仪器只能用于低压小电流测试，所有引线必须远离高电压。5.2有线传输接线示意图图13、三相测量有线传输接线示意图电流按正确相序连接，用电缆连接主机和隔离器，关闭发射开关。5.3无线传输接线示意图图14、三相测量无线传输接线示意图电流电压按正确相序连接，主机和电压隔离器插上天线，开启发射开关。5.4感应板接线示意图图15、三相测量感应板方式接线示意图电流按正确相序连接，感应板放置在B相MOA底座上，与A、C相对称的位置。6、校验说明6.1施加信号6.1.1参考电压不要只施加谐波而不施加基波。只施加电压谐波，仪器无法正确检测信号，可能引起信号严重波动。建议电压基波控制在25V250V之间，总谐波含量控制在30%以内。频率波动控制在0.05Hz/S以内。6.1.2电场校验感应板方式时，建议使用3端标准电容模拟电场信号。电场计算公式为：其中C为标准电容电容量（单位F），U为交流电压有效值（单位V），S=0.01m2为仪器配用的感应板面积，0=8.85410-12F/m为真空介电常数。电压要求同6.1.1。例如C=100pF，U=100V可以模拟E=113kV/m。6.1.3电流电流可只施加谐波（0901.33.0及以后版本）。建议总电流峰值控制在15mA以内，峰值过大可能导致仪器显示“”（信号过高）。注意：非屏蔽引线会引入杂散电流，当校验频率与电网频率不严格一致时，会按差频产生相位波动。即便同频，也会引入固定误差。应该用屏蔽线连接校验台和仪器。如果使用非屏蔽线，则应该尽量缩短引线长度。仪器接地有利于减小杂散电流。6.2谐波算法谐波处理的目的是设法消除母线电压谐波的影响，得到MOA自身产生的电流谐波，即阻性电流谐波，进而计算Ir、Irp和阻性电流波形。6.2.1不使用参考电压（不补偿）该方法假定母线电压不含谐波，总电流的谐波就是阻性电流谐波。运行电压下MOA的非线性并不明显，而母线电压谐波产生的电流谐波可能大于MOA自身非线性产生的电流谐波。6.2.2使用参考电压基波（分解法）电流谐波“投影”在参考电压“基波”方向的分量为阻性电流谐波：Irnp=Inp*cos（n） n=3、5、7n是n次电流谐波相对于参考电压“基波”的角度。或者说n是n次电流谐波对n