QDB-101直流接地智能快速查找儀

一、概述

     直流系統(tǒng)絕緣故障、直流互竄故障及交流竄電故障是一種易發(fā)生且對(duì)電力系統(tǒng)危害性較大的故障，危害電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。

為了能夠更好的幫助現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員快速準(zhǔn)確地找出直流故障，我公司通過多年努力，總結(jié)大量現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)出了直流接地故障查找儀。

直流接地故障查找儀采用高精度電流鉗表，利用故障回路中的直流電流差值進(jìn)行故障查找與定位，將快速FFT變換技術(shù)引入到直流故障查找設(shè)備中，可以檢測(cè)出各電壓等級(jí)（24V，48V，110V，220V）直流系統(tǒng)中的各類絕緣故障、直流互竄故障、交流竄電故障。

隨著電力系統(tǒng)對(duì)安全運(yùn)行的要求越來越高，電力系統(tǒng)中對(duì)各類直流故障查找的要求也將越來越高，因此，高精度、絕緣趨勢(shì)分析將成為電力系統(tǒng)對(duì)新一代直流接地故障查找儀的基本要求。

基于調(diào)頻調(diào)幅技術(shù)的新型直流故                  基于直流電流差值檢測(cè)原理的新型直流接地故障查找儀引入快速FFT變換技術(shù)，通過對(duì)檢測(cè)量幅頻特性的詳細(xì)分析平衡了直流接地故障查找安全性與靈敏度方面的矛盾，將直流接地故障技術(shù)推向了一個(gè)新的高度，具有廣泛的應(yīng)用前景。

二、裝置結(jié)構(gòu)及原理

2．1 裝置組成

直流接地故障查找儀由系統(tǒng)分析儀、支路探測(cè)儀、采集器三部分組成，如下圖示：

2．2 裝置原理

2.2.1 絕緣故障查找原理

系統(tǒng)分析儀與被測(cè)直流母線相連，采用乒乓原理計(jì)算被測(cè)直流系統(tǒng)的平衡橋電阻及對(duì)地絕緣電阻，如果被測(cè)直流系統(tǒng)存在絕緣故障，系統(tǒng)分析儀則向直流系統(tǒng)投入設(shè)定好頻率和幅值的檢測(cè)橋，探測(cè)儀通過對(duì)各支路中電流信號(hào)的檢測(cè)來實(shí)現(xiàn)接地故障點(diǎn)的定位，檢測(cè)原理如下圖示：

圖中饋線1為正常饋線，饋線n為存在負(fù)對(duì)地絕緣故障的饋線，為絕緣故障阻值，R為系統(tǒng)平衡電橋。

分析儀檢測(cè)到絕緣故障后向直流系統(tǒng)投入檢測(cè)橋，該檢測(cè)橋以圖示中的E、F表示，該檢測(cè)橋的投入使直流系統(tǒng)對(duì)地電壓產(chǎn)生一個(gè)已知頻率的周期性變化量，設(shè)該變化量的頻率為、使直流系統(tǒng)產(chǎn)生的對(duì)地電壓變化幅值為，則流過上的電流變化幅值為，變化頻率與檢測(cè)橋投入頻率相同。

探測(cè)儀分別在A，B，C處進(jìn)行檢測(cè)。在A處檢測(cè)不到該變化電流信號(hào)，說明饋線1沒有絕緣故障，在B處可以檢測(cè)到該變化電流信號(hào)，說明饋線n存在絕緣故障，而在C處檢測(cè)不到該變化電流信號(hào)，從而可以確定絕緣故障點(diǎn)處于B、C之間。

2.2.2 直流互竄查找原理

系統(tǒng)分析儀與被測(cè)兩段直流母線相連，向其中一段母線切換檢測(cè)橋，比較兩段母線電壓變化波形，通過電壓變化關(guān)系判斷系統(tǒng)是否存在環(huán)網(wǎng)故障或絕緣故障，如果存在環(huán)網(wǎng)故障或絕緣故障，則持續(xù)啟動(dòng)檢測(cè)橋，以供支路探測(cè)儀實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)故障點(diǎn)的定位。

當(dāng)兩段支路存在環(huán)網(wǎng)故障時(shí)，可使用探測(cè)儀和采集器對(duì)可能存在環(huán)網(wǎng)故障的支路進(jìn)行逐一檢測(cè)，根據(jù)探測(cè)儀顯示波形和方向最終實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)故障點(diǎn)的查找。

直流互竄檢測(cè)原理圖如下：

2.2.3 交流竄電查找原理

系統(tǒng)分析儀與被測(cè)直流母線相連，分析儀實(shí)時(shí)檢測(cè)直流系統(tǒng)中的交流電壓分量，如果檢測(cè)到直流系統(tǒng)中的交流電壓分量超過整定值，則判斷直流系統(tǒng)中存在交流竄電故障。

    交流竄電故障點(diǎn)的查找過程與絕緣故障點(diǎn)的查找過程一樣。

QDB-101直流接地智能快速查找儀

三、功能特點(diǎn)

3.1主要功能介紹

（1）．系統(tǒng)對(duì)地電壓測(cè)量功能，儀器可測(cè)量系統(tǒng)正對(duì)地電壓，負(fù)對(duì)地電壓，系統(tǒng)電壓，可實(shí)現(xiàn)0—300V的電壓監(jiān)測(cè)范圍；

（2）．系統(tǒng)絕緣阻抗測(cè)量功能，儀器可測(cè)量系統(tǒng)正對(duì)地絕緣阻抗，負(fù)對(duì)地絕緣阻抗，平衡橋大小檢測(cè)，測(cè)量范圍0—999.9KΩ；

（3）．交流竄電檢測(cè)功能，儀器可判斷直流系統(tǒng)中的交流竄電故障，并可測(cè)量直流系統(tǒng)中竄入的交流電壓值，交流電壓測(cè)量范圍為0—280V；

（4）．系統(tǒng)分布電容測(cè)量功能，儀器可測(cè)量系統(tǒng)的分布電容并實(shí)時(shí)顯示；

（5）．環(huán)網(wǎng)檢測(cè)及定位功能，儀器可以檢測(cè)兩段母線中存在的各種環(huán)網(wǎng)故障，包括正極環(huán)、負(fù)極環(huán)、兩極環(huán)及異極環(huán)等，并可通過波形顯示及方向顯示來實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)故障點(diǎn)的定位；

（6）．裝置具有調(diào)幅、復(fù)位、電流波形選擇和工作模式選擇功能，可實(shí)現(xiàn)高阻環(huán)網(wǎng)故障的查找定位。

（7）．支路絕緣阻抗測(cè)量及絕緣故障定位功能，儀器測(cè)量每條支路對(duì)地絕緣阻抗大小，并可通過波形顯示及方向顯示實(shí)現(xiàn)絕緣故障點(diǎn)的定位；

（8）．故障電流頻譜分析功能，裝置通過快速FFT變換實(shí)現(xiàn)電流變化的頻譜分析功能，有效提取被測(cè)電流頻點(diǎn)的信號(hào)幅值，提高檢測(cè)精度；

（9）．電流表功能，裝置可做高精度電流表使用，電流測(cè)量分辨率可達(dá)0.01mA;

（10）．波形曲線顯示及方向顯示功能，在使用探測(cè)儀對(duì)被測(cè)支路進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，顯示屏?xí)圆ㄐ吻€形式顯示被測(cè)支路電流變化情況，方便使用者快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的查找,有環(huán)網(wǎng)故障及接地故障時(shí)顯示故障點(diǎn)方向。

3．2 設(shè)備特點(diǎn)

（1）高可靠性的設(shè)計(jì)

裝置采用進(jìn)口32位微控制器做主系統(tǒng)，硬件設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵照電力及電磁兼容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，內(nèi)部采用多處冗余方式保證裝置與被測(cè)設(shè)備的可靠性。

（2）精密選材

裝置采用高精度采集器作為信號(hào)采集單元，電壓采樣采用高精度的進(jìn)口模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，電壓與阻抗的測(cè)量準(zhǔn)確；

（3）人性化的人機(jī)交互界面

“分析儀"與“探測(cè)儀"均采用TFT液晶顯示屏供用戶查看信息；

操作簡(jiǎn)單快捷，在實(shí)現(xiàn)對(duì)不同支路的檢測(cè)時(shí)，只需要按一次啟動(dòng)鍵即可完成；

   測(cè)試結(jié)果顯示直觀明了，測(cè)試結(jié)果可通過多種顯示形式呈現(xiàn)給用戶，包括接地與否，波形曲線，絕緣等級(jí)，絕緣阻抗，漏電流大小，方向信息等。

（4）智能化的檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)

“分析儀"可以自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)電壓等級(jí)；

“分析儀"可判斷環(huán)網(wǎng)故障類別；

“探測(cè)儀"與“分析儀"信息同步一次之后，不受檢測(cè)距離的影響；

“探測(cè)儀"在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，采集器既可鉗單根電源線，也可鉗多根電源線，提高檢測(cè)效率；

“探測(cè)儀"檢測(cè)完成之后，如被測(cè)支路有環(huán)網(wǎng)或絕緣故障，會(huì)判斷出故障點(diǎn)相對(duì)測(cè)試點(diǎn)的方向信息。

（5）完備的測(cè)試功能與處理故障能力

   “分析儀"與“探測(cè)儀"之間內(nèi)置了無線數(shù)傳模塊進(jìn)行通信，測(cè)試功能與顯示信息完備，可以處理直流系統(tǒng)中的各類環(huán)網(wǎng)及絕緣故障情況。

“分析儀"具備“調(diào)幅"、“波形"、“模式"多種組合工作模式選擇功能，可適應(yīng)各種復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境。

（6）高安全性

裝置采用微安級(jí)的檢測(cè)信號(hào)配合高分辨率的直流檢測(cè)采集器實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)及定位，對(duì)直流系統(tǒng)無任何影響。

四、主要技術(shù)指標(biāo)

4．1分析儀主要技術(shù)指標(biāo)

使用環(huán)境

l 工作電源：DC22V-300V,

l 環(huán)境溫度：-20℃—55℃

l 相對(duì)濕度：0—90%

直流電壓測(cè)量

l 直流電壓測(cè)量范圍:22-300V

l 直流電壓測(cè)量分辨率：0.1V

l 直流電壓測(cè)量精度：220V直流電源系統(tǒng)（180V~286V）110V直流電源系統(tǒng)（90V~143V）±0.5%

交流電壓測(cè)量

l 測(cè)量交流與直流竄電電壓：10-280v

l 交流電壓測(cè)量分辨率：0.1V

l 交流電壓測(cè)量精度：±5%

絕緣電阻測(cè)量

l 絕緣電阻測(cè)量范圍:0-999.9KΩ；絕緣電阻測(cè)量分辨率：0.1KΩ

l 絕緣電阻測(cè)量精度：Ri < 10KΩ 顯示具體數(shù)值

                 10KΩ≤Ri≤500KΩ ±5%

檢測(cè)橋幅值調(diào)節(jié)范圍：0mA，0.25mA，0.5mA ，1mA，2mA

l 檢測(cè)環(huán)網(wǎng)阻值范圍：50KΩ以內(nèi)

系統(tǒng)分布電容測(cè)量

系統(tǒng)分布電容測(cè)量范圍：0-999.9uF ,精度 C < 10uF或C>200uF:顯示具體數(shù)值; 10uF≤C≤200uF:±10%或±3uF；

檢測(cè)波形類型選擇：正弦波、方波；

l 系統(tǒng)對(duì)地容抗測(cè)量：0－1000kΩ

檢測(cè)波形類型選擇：正弦波、方波

工作模式：強(qiáng)制信號(hào)啟動(dòng)、自動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)

顯示介質(zhì)及分辨率：TFT,320x240

4．2 探測(cè)儀主要技術(shù)指標(biāo)

絕緣電阻測(cè)量

l 絕緣電阻測(cè)量范圍:  0-500KΩ

l 絕緣電阻測(cè)量分辨率：0.1KΩ

l 絕緣電阻測(cè)量精度：Ri <10KΩ   顯示具體數(shù)值

10KΩ≤Ri≤500KΩ: ±10%

頻譜分析范圍

l 頻譜分析通道數(shù)量:1

l 頻譜分析頻段范圍:0.125-12.5Hz

l 頻率分辨率: 0.125Hz

電流波形顯示周期：8s；

可檢測(cè)饋線電流范圍：0—2A；

電流測(cè)量范圍：-100—+100mA；

電流測(cè)量分辨率： 0.01 mA

顯示介質(zhì)及分辨率：TFT,320x240

4．3無線通信技術(shù)指標(biāo)

l 速率：2Mbps，由于空中傳輸時(shí)間很短，極大的降低了無線傳輸中的碰撞現(xiàn)象

l 多頻點(diǎn)：125頻點(diǎn)，滿足多點(diǎn)通信和跳頻通信需要

l 超小型：內(nèi)置2.4GHz天線，體積小巧，15x29mm

l 低功耗：當(dāng)工作在應(yīng)答模式通信時(shí)，快速的空中傳輸及啟動(dòng)時(shí)間，極大的降低了電流消耗。

五、使用方法

5．1 接線

5．1．1 分析儀接線

 分析儀共配有兩段連接插頭，其中I段包括一條紅色連接線、一條黑色連接線以及一條黃色連接線；II段包括一條紅色連接線以及一條黑色連接線。

將配備的紅、黃、黑三條連接線插座一端按顏色標(biāo)記插入分析儀I段插頭處；

斷開電源開關(guān)，將紅、黃、黑三條連接線的另一端按如下述接入：

將紅色連接線的紅夾連接到第I段母線的正極處；

將黃色連接線的黃夾連接到第I段母線的地；

將黑色連接線的黑夾連接到第I段母線的負(fù)極處；

如果要檢測(cè)直流互竄，需將配備的紅、黑兩條線按下述接入裝置與系統(tǒng)：

將紅色連接線與黑色連接線插座一端按顏色標(biāo)記插入分析儀II段插頭處；

將紅色連接線的紅夾連接到第II段母線的正極處；

將黑色連接線的黑夾連接到第II段母線的負(fù)極處；

如下圖示：

5．1．2 探測(cè)儀與采集器連接

將充滿電量的4節(jié)5號(hào)充電電池裝入探測(cè)儀的電池倉(cāng)內(nèi)；

將采集器航空插一端與探測(cè)儀插座相連接。

5．1．3上電

檢查各部分接線無誤后，開啟分析儀電源開關(guān)，電源指示燈與液晶屏均被點(diǎn)亮，設(shè)備進(jìn)入工作狀態(tài)，如果系統(tǒng)不存在接地，則分析儀正常指示燈亮，如果存在正接地則正接地指示燈亮，如果存在負(fù)接地則負(fù)接地指示燈亮。

5．2 操作

5．2．1 分析儀操作

    分析儀面板上共有四個(gè)按鍵，可對(duì)分析儀的工作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，按鍵排列圖如下：

調(diào)幅：通過該按鍵可以實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)幅值大小的調(diào)節(jié)，電流信號(hào)幅值可在0mA,0.25mA,0.5mA,1mA,2mA之間進(jìn)行循環(huán)設(shè)定，開機(jī)默認(rèn)為1mA(24V直流系統(tǒng)默認(rèn)2mA)。

復(fù)位：通過該按鍵可以實(shí)現(xiàn)程序重新初始化重新運(yùn)行。

波形：通過該按鍵可以實(shí)現(xiàn)電流波形的選擇，電流波形可選擇為方波或正弦波，當(dāng)設(shè)定為方波時(shí)分析儀狀態(tài)欄波形顯示為“  "，當(dāng)設(shè)定為正弦波時(shí)分析儀狀態(tài)欄顯示為“  "，開機(jī)默認(rèn)為“  "。

模式：通過該按鍵可以實(shí)現(xiàn)分析儀工作模式的選擇，分析儀工作模式可選擇為自動(dòng)模式或強(qiáng)制模式，當(dāng)設(shè)定為自動(dòng)模式時(shí)分析儀狀態(tài)欄模式顯示為“Auto"，當(dāng)設(shè)定為強(qiáng)制模式時(shí)分析儀狀態(tài)欄模式顯示Force"開機(jī)默認(rèn)為“Auto"。

關(guān)于強(qiáng)制模式與自動(dòng)模式的說明：當(dāng)分析儀式工作在自動(dòng)模式時(shí)，只有檢測(cè)到第I段母線系統(tǒng)對(duì)地電壓發(fā)生一定偏差之后才啟動(dòng)檢測(cè)橋進(jìn)行故障判斷，當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)正常后會(huì)自動(dòng)停止檢測(cè)橋的投入；當(dāng)分析儀工作在強(qiáng)制模式時(shí)，分析儀會(huì)主動(dòng)啟動(dòng)檢測(cè)橋進(jìn)行故障檢測(cè)，檢測(cè)完成之后無論是否存在接地或環(huán)網(wǎng)故障都將會(huì)向系統(tǒng)對(duì)地投入檢測(cè)橋。

5．2．2 探測(cè)儀操作

探測(cè)儀面板共設(shè)有三個(gè)按鍵，分別為“電源"“功能"“測(cè)試"，探測(cè)儀所有的檢測(cè)功能均可通過這三個(gè)按鍵來實(shí)現(xiàn)，探測(cè)儀兼容D型采集器和A型采集器，使用時(shí)請(qǐng)注意接入的采集器類型以及不同采集器類型對(duì)應(yīng)的分析儀的“"和“  "波形狀態(tài)。

電源：電源開關(guān)按鍵；

功能：按功能鍵選擇所需要的測(cè)試功能項(xiàng)；

測(cè)試：選擇需要的功能后按此鍵開始測(cè)試。