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

二、功能特點

1.  適用于小電流接地系統(tǒng)配電網(wǎng)，檢測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.  在線路停運后進行定位，特別適用于有電纜分支的故障線路。

3.  施加高壓信號使故障重現(xiàn)，電流信號穩(wěn)定，易于檢測。

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

5.  發(fā)射機安全特性：高壓啟動閉鎖功能、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，無需閉合，方便在線路上掛接。

7.  傳感器和接收機無線通訊傳輸，安全可靠。

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

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

10.  接收機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  

1. 定位精度：0.2米。

2. 發(fā)射機輸出特性：

(1)  輸出頻率1Hz

(2)  開路電壓： 基波有效值0~2800V，

（脈動直流，峰值8kV，相當于10kV線路的相電壓峰值）；

(3)  短路電流： 基波有效值0~35mA（脈動直流，峰值100mA）

3. 傳感器與接收機的無線通訊距離：不小于100m。

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

5. 發(fā)射機功率：功率900W。

6. 傳感器電源：3節(jié)5號堿性干電池。

7. 接收機電源：5節(jié)5號堿性干電池。

8. 體積：

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

9. 質(zhì)量：發(fā)射機16.8kg；傳感器0.45kg；接收機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、傳感器、接收機及相關(guān)附件：發(fā)射機的接線盤、輸出連接線、掛線桿、電源線及保護地線，傳感器的掛線桿等組成。

一、發(fā)射機

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

       其中：

1.    電源插座、保險管、電源開關(guān)：用于連接220V電源線，更換保險管，以及進行電源的開關(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，按“高壓合”按鈕，設(shè)備才有高壓信號輸出。

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.    保護指示：用于指示設(shè)備進入保護狀態(tài)。該指示燈亮?xí)r，表示設(shè)備處于保護閉鎖狀態(tài)，設(shè)備停止信號輸出。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（零位指示燈亮），才能按“高壓合”按鈕啟動發(fā)射機正常輸出信號。

7.    保護電流：用于指示設(shè)備輸入電流的大小，如輸入電流大于保護定值4A，則內(nèi)部保護電路動作，設(shè)備停止工作。此時需要將電壓調(diào)整旋鈕調(diào)至零位后復(fù)位保護電路，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.    保護地端子：用于連接保護地線，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連接線，并用掛線桿掛在故障線路上。

11.  測試地插座：接工作接地線，接大地網(wǎng)。

成一定的危害。結(jié)合現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)對軸電壓的性質(zhì)作了分析，列舉出對發(fā)電機造成損壞的各種情形。在其檢測手段上，分別對軸絕緣檢測法和軸電流測量法的原理進行了分析，對三峽電站的應(yīng)用效果作了評估，比較了兩種方法的特點優(yōu)劣，提出了應(yīng)用注意事項和優(yōu)化手段。

軸電壓的性質(zhì)與軸絕緣系的必要性由于定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙不均勻以及定子鐵芯的局部磁阻較大、磁路不對稱等原因，導(dǎo)致發(fā)電機的定子磁場存在不平衡，這會使得水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生與軸相交的交變磁通和軸向的感應(yīng)電勢，即軸電壓[1]。對于水輪發(fā)電機，由于機組轉(zhuǎn)速不高，且通過設(shè)計制造和安裝單位對機組安裝質(zhì)量的控制，機組正常運行時該感應(yīng)電勢對地不會太高，發(fā)電機上端軸軸電壓一般不超過10 V，三峽電站機組的軸電壓也大致處于這一水平。為某型水輪發(fā)電機的軸電壓現(xiàn)場實錄波形，該型機因定子磁路設(shè)計上的問題，軸電壓偏高，峰值甚至達數(shù)十伏。電壓諧波特征明顯，但起主要作用的是基波與三次諧波[2]。以三峽某機型為例，通過FFT 分析，(如圖2)當機端壓為額定時，三次諧波占整個電壓比例的一半以上。清華大學(xué)與福建省電力系統(tǒng)研究和生產(chǎn)單位合作，也獲取了有價值的軸電壓頻譜數(shù)據(jù)[3]，結(jié)論與三峽機型的特征是吻合的。盡管軸電勢有效值不大，但在發(fā)電機內(nèi)部各種交變的脈沖磁場的作用下，其峰值可能很高。對水輪發(fā)電機而言，由于轉(zhuǎn)子大軸電阻很小，且一般軸承與大軸間只有不到1 mm 的油膜間隙，如軸領(lǐng)與大軸間絕緣破壞，軸電壓將沿軸承和底板形成閉合回路產(chǎn)生軸電流。視瓦面油膜破壞情況，輕則使?jié)櫥土踊M一步惡化軸瓦的運行環(huán)境，軸承震動增大，重則對軸瓦放電甚至擊穿，對軸瓦造成電氣侵蝕，灼傷瓦面和鏡板。除了對瓦面和鏡板造成潛在損壞外，如果軸電流足夠大，還會磁化大軸。已知發(fā)生過的故障軸電流系大值可達數(shù)百安培。有案例[4]表明，某200 MW 汽輪發(fā)電機發(fā)生軸承油膜被軸電壓擊穿而受破壞，導(dǎo)致較大軸電流。經(jīng)過近4個月的檢修再次起動并列時，由于軸向剩磁太大，轉(zhuǎn)軸成為單極直流發(fā)電機，感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的軸電流很快使軸瓦冒煙，被迫再次停機進行嚴格退磁，才使剩磁降低。正常的軸電壓對設(shè)備本身并不產(chǎn)生直接危害，只有在軸絕緣破壞后才產(chǎn)生后果。因此，軸絕緣的監(jiān)測的必要性逐漸成為廣泛共識。從某種意義上講，軸瓦的破壞程度取決于軸電流的幅值和作用時間;從運行角度來講，運行人員需要隨時或提前知道軸電流的變化或軸承絕緣的損壞程度。根據(jù)這兩種取向，一次設(shè)備制造廠家就提出各種對軸絕緣進行監(jiān)測的方法。架空線小電流接地故障定位儀開關(guān)電器用適用于

 軸絕緣監(jiān)測方法為了防止軸電流對潤滑油和軸瓦的損害，三峽電站機組主要采用兩種防范手段。一是從結(jié)構(gòu)上入手，在轉(zhuǎn)子下端對大軸碳刷接地，在上端軸與上端軸領(lǐng)間加酚醛玻璃板絕緣，以防止軸電流形成回路，同時限制大軸對地電位;二是采用軸絕緣監(jiān)測手段對軸絕緣進行監(jiān)測，以保證在軸電流達到軸瓦的破壞電流值以前，通知運行人員，采取必要的措施。峽機組的生產(chǎn)廠家分別采用了兩類不同的軸絕緣監(jiān)測方案。一類監(jiān)測方案是架空線小電流接地故障定位儀開關(guān)電器用適用于加裝軸CT，通過監(jiān)測軸電流系上端軸絕緣情況;另一類監(jiān)測方案是采用兩塊SINEAX V604 通用可編程變送器利用姆歐法對上端軸軸領(lǐng)、軸領(lǐng)與大軸間的銅箔及大軸間的絕緣進行分段系，可參見圖4。

2.1 軸CT 電流測量法通過軸CT 對通過大軸的交流電流的大小進行監(jiān)測的方