近年來，智能帶電作業(ye) 技術在我國呈百花齊放的發展態勢，國網智能科技股份有限公司，國網湖南省電力有限公司輸電檢修分公司（簡稱“湖南輸電檢修"），科凱達智能機器人有限公司、億(yi) 嘉和科技股份有限公司等都在智能帶電作業(ye) 技術及裝備領域不懈探索，取得了豐(feng) 碩成果，研製了配網帶電檢修機器人、輸電巡視機器人、係列帶電檢修機器人，科凱達智能機器人有限公司的輸電線路巡視機器人、國網智能科技股份有限公司的變電站巡檢機器人等都已經實現了工程應用。
第1章、局放理論概述（SHHZPD-3000高壓電機局放測試儀(yi) 為(wei) 您解除一切後顧之憂）
在開始我們(men) 的實驗以前，我們(men) 首先應該對局部放電有個(ge) 初步的了解，為(wei) 什麽(me) 要測量局部放電？局部放電有什麽(me) 危害？怎樣準確測量局部放電？有了上述理論基礎可以幫助我們(men) 理解測量過程中的正確操作。
一、局部放電的定義(yi) 及產(chan) 生原因
在電場作用下，絕緣係統中隻有部分區域發生放電，但尚未擊穿，（即在施加電壓的導體(ti) 之間沒有擊穿）。這種現象稱之為(wei) 局部放電。局部放電可能發生在導體(ti) 邊上，也可能發生在絕緣體(ti) 的表麵上和內(nei) 部，發生在表麵的稱為(wei) 表麵局部放電。發生在內(nei) 部的稱為(wei) 內(nei) 部局部放電。而對於(yu) 被氣體(ti) 包圍的導體(ti) 附近發生的局部放電，稱之為(wei) 電暈。由此 總結一下局部放電的定義(yi) ，指部分的橋接導體(ti) 間絕緣的一種電氣放電，局部放電產(chan) 生原因主要有以下幾種：
電場不均勻。
電介質不均勻。
製造過程的氣泡或雜質。經常發生放電的原因是絕緣體(ti) 內(nei) 部或表麵存在氣泡；其次是有些設備的運行過程中會(hui) 發生熱脹冷縮,不同材料特別是導體(ti) 與(yu) 介質的膨脹係數不同，也會(hui) 逐漸出現裂縫；再有一些是在運行過程中有機高分子的老化，分解出各種揮發物，在高場強的作用下，電荷不斷地由導體(ti) 進入介質中， 在注入點上就會(hui) 使介質氣化。
二 、局部放電的模擬電路及放電過程簡介（SHHZPD-3000高壓電機局放測試儀(yi) 為(wei) 您解除一切後顧之憂）
介質內(nei) 部含有氣泡，在交流電壓下產(chan) 生的內(nei) 部放電特性可由圖1—1的模擬電路(a b c等值電路)予以表示；其中Cc是模擬介質中產(chan) 生放電間隙(如氣泡)的電容；Cb代表與(yu) Cc串聯部分介質的合成電容；Ca表示其餘(yu) 部分介質的電容。
圖1—1中以並聯有—對火花間隙的電容Cc來模擬產(chan) 生局部放電的內(nei) 部氣泡。圖1—2表示了在交流電壓下局部放電的發生過程。
U(t)一一外施交流電壓
Uc(t)一一氣泡不擊穿時在氣泡上的電壓
Uc’(t)一一有局部放電時氣泡上的實際電壓
Vc一一氣泡的擊穿電壓
Y r一一氣泡的殘餘(yu) 電壓
Us—局部放電起始電壓(瞬時值)
Ur一一與(yu) 氣泡殘餘(yu) 電壓v r對應的外施電壓
Ir一一氣泡中的放電電流
電極間總電容Cx=Ca＋(Cb×Cc)/(Cb＋Cc)=Ca電極間施加交流電壓 u(t)時，氣泡電容Cc上對應的電壓為(wei) Uc(t)。如圖2—1所示，此時的Uc(t)所代表的是氣泡理想狀態下的電壓（既氣泡不發生擊穿）。
Uc(t)=U(t)×Cb/Cc＋Cb
外施電壓U(t)上升時，氣泡上電壓Uc(t)也上升，當U(t)上升到Us時，氣泡上電壓Uc達到氣泡擊穿電壓,氣泡擊穿，產(chan) 生大量的正、負離子，在電場作用下各自遷移到氣泡上下壁，形成空間電菏，建立反電場，削弱了氣泡內(nei) 的總電場強度，使放電熄滅，氣泡又恢複絕緣性能。這樣的一次放電持續時間是極短暫的，對一般的空氣氣泡來說，大約隻有幾個(ge) 毫微秒(10的負8次方到10的負9次方秒)。所以電壓Uc(t)幾乎瞬間地從(cong) Vc降到Vr，Vr是殘餘(yu) 電壓；而氣泡上電壓Uc‘(t)將隨U(t)的增大而繼續由Vr升高到Vc時，氣泡再—次擊穿，發生又—次局部放電，但此時相應的外施電壓比Us小，為(wei) (Us-Ur)，這是因為(wei) 氣泡上有殘餘(yu) 電壓Vr的內(nei) 電場作用的結果。Vr是與(yu) 氣泡殘餘(yu) 電壓Yr相應的外施電壓，如此反複上述過程，即外施電壓每增加(Us-Ur)，就產(chan) 生一次局部放電．直到前—次放電熄滅後，Uc’(t)上升到峰值時共增量不足以達Vc(相當於(yu) 外施電壓的增量Δ比(Us-Ur)小)為(wei) 止。
此後，隨著外施電壓U(t)經過峰值Um後減小，外施電壓在氣泡中建立反方向電場，由於(yu) 氣泡中殘存的內(nei) 電場電壓方向與(yu) 外電場方向相反，故外施電壓須經(Us+Ur))的電壓變化，才能使氣泡上的電壓達到擊穿電壓Vc，(假定正、負方向擊穿電壓Vc相等)，產(chan) 生一次局部放電。放電很快熄滅，氣泡中電壓瞬時降到殘餘(yu) 電壓Vr(也假定正、負方向相同)。外施電壓繼續下降，當再下降(Us-Ur)時，氣泡電壓就又達到Vc從(cong) 而又產(chan) 生一次局部放電。如此重複上述過程，直到外施電壓升到反向蜂值一Um的增量Δ不足以達到(Us-Ur)為(wei) 止。外施電壓經過一Um峰值後，氣泡上的外電場方向又變為(wei) 正方向，與(yu) 氣泡殘餘(yu) 電壓方向相反，故外施電壓又須上升(Us+Ur)產(chan) 生第—次放電，熄滅後，每經過Us—Ur的電壓上升就產(chan) 生一次放電，重複前麵所介紹的過程。如圖1—2所示。
由以上局部放電過程分析，同時根據局部放電的特點（同種試品，同樣的環境下，電壓越高局部放電量越大）可以知道：一般情況下，同一試品在一、三象限的局部放電量大於(yu) 二、四象限的局部放電量。那是因為(wei) 它們(men) 是電壓的上升沿。（第三象限是電壓負的上升沿）。這就是我們(men) 測量中為(wei) 什麽(me) 把時間窗刻意擺在一、三象限的原因。
三、局部放電的測量原理：（SHHZPD-3000高壓電機局放測試儀(yi) 為(wei) 您解除一切後顧之憂）
局放儀(yi) 運用的原理是脈衝(chong) 電流法原理，即產(chan) 生一次局部放電時，試品Cx兩(liang) 端產(chan) 生一個(ge) 瞬時電壓變化Δu，此時若經過電Ck耦合到一檢測阻抗Zd上，回路就會(hui) 產(chan) 生一脈衝(chong) 電流I，將脈衝(chong) 電流經檢測阻抗產(chan) 生的脈衝(chong) 電壓信息，予以檢測、放大和顯示等處理，就可以測定局部放電的一些基本參量（主要是放電量q）。在這裏需要指出的是，試品內(nei) 部實際的局部放電量是無法測量的，因為(wei) 試品內(nei) 部的局部放電脈衝(chong) 的傳(chuan) 輸路徑和方向是極其複雜的，因此我們(men) 隻有通過對比法來檢測試品的視在放電電荷，即在測試之前先在試品兩(liang) 端注入一定的電量，調節放大倍數來建立標尺，然後將在實際電壓下收到的試品內(nei) 部的局部放電脈衝(chong) 和標尺進行對比，以此來得到試品的視在放電電荷。
四、局部放電的表征參數（SHHZPD-3000高壓電機局放測試儀(yi) 為(wei) 您解除一切後顧之憂）
局部放電是比較複雜的物理現象，必須通過多種表征參數才能全麵的描繪其狀態，同時局部放電對絕緣破壞的機理也是很複雜的，也需要通過不同的參數來評定它對絕緣的損害，目前我們(men) 隻關(guan) 心兩(liang) 個(ge) 基本參數。
視在放電電荷——在絕緣體(ti) 中發生局部放電時，絕緣體(ti) 上施加電壓的兩(liang) 端出現的脈動電荷稱之為(wei) 視在放電電荷，單位用皮庫（pc）表示，通常以穩定出現的大視在放電電荷作為(wei) 該試品的放電量。
放電重複率——在測量時間內(nei) 每秒中出現的放電次數的平均值稱為(wei) 放電重複率，單位為(wei) 次/秒，放電重複率越高，對絕緣的損害越大。
局放測試的試驗係統接線。
在了解了局部放電的基本理論之後，在本章我們(men) 的重點轉向實際操作，我們(men) 先介紹局部放電測試中常用的三種接法，隨後我們(men) 再介紹整個(ge) 係統的接線電路，後我們(men) 再分別介紹幾種典型的試品的試驗線路。
局部放電測試電路的三種基本接法及優(you) 缺點。
標準試驗電路，又稱並聯法。適合於(yu) 必須接地的試品。
其缺點是高壓引線對地雜散電容並聯在 CX上，會(hui) 降低測試靈敏度。
接法的串聯法，其要求試品低壓端對地浮置。
其優(you) 點是米兰手机下载入口電容、高壓線對地雜散電容與(yu) 耦合電容CK並聯，有利於(yu) 提高試驗靈敏度。缺點是試樣損壞時會(hui) 損壞輸入單元。
平衡法試驗電路：要求兩(liang) 個(ge) 試品相接近，至少電容量為(wei) 同一數量級其優(you) 點是外幹擾強烈的情況下，可取得較好抑製幹擾的效果，並可消除米兰手机下载雜散電容的影響，而且可做大電容試驗。缺點是須要兩(liang) 個(ge) 相似的試品，且當產(chan) 生放電時，需設法判別是哪個(ge) 試品放電。
值得提出的是：由於(yu) 現場試驗條件的限製（找到兩(liang) 個(ge) 相似的試品且要保證一個(ge) 試品無放電不太容易），所以在現場平衡法比較難實現，另外，由於(yu) 采用串聯法時，如果試品擊穿，將會(hui) 對設備造成比較大的損害，所以出於(yu) 對設備保護的想法，在現場試驗時一般采用並聯法。
采用並聯法的整個(ge) 係統的接線原理圖。
該係統采用脈衝(chong) 電流法檢測高壓試品的局部放電量，由控製台控製調壓器和米兰手机下载在試品的高壓端產(chan) 生測試局放所需的預加電壓和測試電壓，通過無局放藕合電容器和檢測阻抗將局部放電信號取出並送至局部放電檢測儀(yi) 顯示並判斷和測量。係統中的高壓電阻為(wei) 了防止在測試過程中試品擊穿而損壞其他設備，兩(liang) 個(ge) 電源濾波器是將電源的幹擾和整個(ge) 測試係統分開，降低整個(ge) 測試係統的背景幹擾。
根據上述原理圖可以看出，局部放電測試的靈敏度和準確度和整個(ge) 係統密切相關(guan) ，要想順利和準確的進行局部放電測試，就必須將整個(ge) 係統考濾周到，包括係統的參數選取和連接方式。另外，在現場試驗時，由於(yu) 是驗證性試驗，高壓限流電阻可以省掉。
幾種典型試品的接線原理圖。
（1）電流互感器的局放測試接線原理圖
（2）電壓互感器的局放測試接線原理圖
A．工頻加壓方式接線原理圖
B．高頻加壓方式接線原理圖
為(wei) 了防止電壓互感器在工頻電壓下產(chan) 生大的勵磁電流而損壞，高壓電壓互感器一般采取自激勵的加壓方式。在電壓互感器的低壓側(ce) 加一倍頻電源，在電壓互感器的高壓端感應出高壓來進行局部放電實驗。這就是通常所說的三倍頻實驗。其接線原理圖如下：
(3)高壓電容器.絕緣子的局放測試接線原理圖
(4) 發電機的局放測試接線原理圖
（5）米兰手机下载的局部放電測試接線原理圖
我們(men) 僅(jin) 僅(jin) 是在原理性的總結了幾種典型試品的接線原理圖，至於(yu) 各種試品的加壓方式和加壓值的多少，我們(men) 在做試驗的時侯要嚴(yan) 格遵守每種試品的出廠檢驗標準或交接檢驗標準。
第三章 概述（SHHZPD-3000高壓電機局放測試儀(yi) 為(wei) 您解除一切後顧之憂）
智能局部放電檢測儀(yi) 是我公司新推向市場的新一代數字智能儀(yi) 器，該儀(yi) 器在原有產(chan) 品JF-2002、JF-2006局放儀(yi) 的基礎上采用嵌入式ARM係統作為(wei) 中央處理單元，控製12位分辨率的高速模數轉換芯片進行數據采集，將采集到的數據存放在雙端口RAM中。實現從(cong) 模擬到數字的跨越。使用26萬(wan) 色高分辨率TFT-LCD數字液晶顯示模組實時顯示放電脈衝(chong) 波形，配備VGA接口，可外接顯示器。與(yu) 傳(chuan) 統的模擬式示波管顯示局部放電檢測儀(yi) 相比有以下特點：
1.彩色顯示器，雙色顯示波形，更清晰直觀；
2.可鎖定波形，更方便仔細查看放電波形細節；
3.自動測量並顯示試驗電源時基頻率，無需手動切換；
4.配備VGA接口，可外接大尺寸顯示器；
5.與(yu) 示波管相比壽命更長。
6.具有波形鎖定、打印試驗報告功能
本儀(yi) 器檢測靈敏度高，試樣電容覆蓋範圍大，適用試品範圍廣，輸入單元（檢測阻抗）配備齊全，頻帶組合多（九種）。儀(yi) 器經適當定標後能直讀放電脈衝(chong) 的放電量。
本儀(yi) 器是電力部門、製造廠家和科研單位等廣泛使用的局部放電測試儀(yi) 器。
第四章 主要技術指標：
1．可測試品的電容範圍： 6PF—250uF。
2．檢測靈敏度（見表一）：
表一
輸入單 元序號 | 調 諧 電 容 | 單 位 | 靈敏度（微微庫） （不對稱電路） |
1 | 6-25-100 | 微微法 | 0.02 |
2 | 25-100-400 | 微微法 | 0.04 |
3 | 100-400-1500 | 微微法 | 0.06 |
4 | 400-1500-6000 | 微微法 | 0.1 |
5 | 1500-6000-25000 | 微微法 | 0.2 |
6 | 0.006-0.025-0.1 | 微 法 | 0.3 |
7 | 0.025-0.1-0.4 | 微 法 | 0.5 |
8 | 0.1-0.4-1.5 | 微 法 | 1.0 |
9 | 0.4-1.5-6.0 | 微 法 | 1.5 |
10 | 1.5-6.0-25 | 微 法 | 2.5 |
11 | 6.0-25-60 | 微 法 | 5.0 |
12 | 25-60-250 | 微 法 | 10 |
7R | 電 阻 | 0.5 |
3、放大器頻帶：
（1）低端：10KHZ、20KHZ、40KHZ任選。
（2）：80KHZ、200KHZ、300KHZ任選。
4、放大器增益調節：
粗調六檔，檔間增益20±1dB；細調範圍≥20dB。每檔之間數據為(wei) 10倍關(guan) 係：如第三檔檢測數據為(wei) 98，則第二檔顯示數據為(wei) 9.8，如在第三檔檢測數據超過120，則應調至第二檔來檢測數據，所得數據應乘以10才為(wei) 實際測量值。
5、時間窗：
（1）窗寬：可調範圍15°-175°；
（2）窗位置：每一窗可旋轉0°- 180°；
（3）兩(liang) 個(ge) 時間窗可分別開或同時開。
6、放電量表：
0-10*<±3％（以滿度計）。
7、橢圓時基：
（1）頻率：50HZ、或外部電源同步（任意頻率）
（2）橢圓旋轉：以30°為(wei) 一檔，可作360°旋轉。
（3）顯示方式：橢圓—直線。
8、試驗電壓表：
精度：優(you) 於(yu) ±3％（以滿度計）。
9、體(ti) 積： 320×480×190（寬×深×高）mm3。
10、重量：約15Kg。
三、係統工作原理：
本機的局部放電測試原理是高頻脈衝(chong) 電流測量法（ERA法）。
試品Ca在試驗電壓下產(chan) 生局部放電時，放電脈衝(chong) 信號經藕合電容Ca送入輸入單元，由輸入單元拾取到脈衝(chong) 信號，經低噪聲前置放大器放大，濾波放大器選擇所需頻帶及主放大器放大（達到所需幅值與(yu) 產(chan) 生零標誌脈衝(chong) ）後，在示波屏的橢圓掃描基線上產(chan) 生可見的放電脈衝(chong) ，同時也送至脈衝(chong) 峰值表顯示其峰值。
時間窗單元控製試驗電壓每一周期內(nei) 脈衝(chong) 峰值的工作時間，並在這段時間內(nei) 將示波屏的相應顯示區加亮，用它可以排除固定相位的幹擾。
試驗電壓表經電容分壓器產(chan) 生試驗電壓過零標誌訊號，在示波屏上顯示零標脈衝(chong) ，橢圓時基上兩(liang) 個(ge) 零標脈衝(chong) ，通過時間窗的寬窄調節可確定試驗電壓的相位，試驗電壓大小由數字電壓表指示。
整個(ge) 係統的工作原理可參看方框圖（圖一）。
四、結構說明
本儀(yi) 器為(wei) 標準機箱結構，儀(yi) 器分前麵板及後麵板兩(liang) 部分，各調節元件的位置及位置和功能見下圖說明。
1、4：長按改變門窗的位置
2、3：長按改變門窗的寬度
5：時鍾設置按鈕
6：按9號鍵鎖定後再按此鍵，即可打印試驗報告
7：分壓比設置按鈕
8：門開關(guan) ，重複按可選擇左右門
9：波形鎖定按鍵
10：橢圓旋轉按鈕
11：顯示方式按鈕
12：取消按鈕
A、B、C通道選擇旋鈕與(yu) 後麵板A、B、C測量通道相對應
備注： 如需數據導出，步驟如下：
（1）在電腦上安裝好RS232通用串口線驅動。（驅動盤裏有安裝介紹）及局放試驗報告編輯器軟件。
（2）將串口線和局放儀(yi) 後麵的數據接口連接好。
（3）將需要保存的波形鎖定然後點擊 局放試驗報告編輯器
（4）點擊Start鍵生成鎖定後的數據，然後點擊測試報告如下圖所示：
（5）點擊測試報告後則會(hui) 出現局放試驗報告編輯器可以根據需要填寫(xie) 上麵的內(nei) 容。
（6）填寫(xie) 好表格後點擊生成報告數據會(hui) 以Word文檔的形式出現，再將數據保存至電腦，如下圖所示：
高壓輸電線路受到來自於(yu) 自然環境、人為(wei) 因素及運行狀況、設備缺陷、老化等的影響。因此要定期對線路進行巡查和維護，以保證安全運行。在不停電的狀態下對架空高壓供電線路進行巡視、維修、增架、撤線等作業(ye) ，越來越受到重視。
智能巡檢機器人可以進行線路勘測、線路對地安全距離的監測，達到選線、缺陷識別、建立線路微機台賬和防止樹枝碰線等目的；對線路故障進行大範圍的快速檢查和局部的細致性檢查，迅速確定故障點位置、故障性質及嚴(yan) 重程度，為(wei) 事故搶修、搶險的組織及指揮提供可靠的決(jue) 策依據。
輸電線路巡檢機器人及其攜帶的巡檢設備能夠實現自動定位、跟蹤、巡檢全過程數字化記錄等功能，可以有效支撐對輸電線路運行狀態的可控、能控、在控，從(cong) 而實現輸電線路智能巡檢。智能機器人帶電巡檢技術的應用推廣可以提高作業(ye) 現場主動安全防護水平，實現線路檢修向智能輔助的帶電作業(ye) 檢修模式轉變。
特別是在一些自然環境惡劣的線路走廊，人工巡檢勞動強度大、巡檢周期長，造成線路運行設備長期處於(yu) 未知狀態，使電網麵臨(lin) 安全風險，巡檢機器人的應用突破了長白山原始森林、寧夏青銅峽黃河大跨越等惡劣環境下輸電線路的第1次巡檢。智能巡檢機器人的應用實現電網缺陷精準、及時發現，降低電網停電率，更好地滿足人民用電的需求，更好地履行電網企業(ye) 的社會(hui) 責任。
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