做好局部放電監(jiān)測(cè)預(yù)警有助于防范電力設(shè)備絕緣故障。國(guó)網(wǎng)上海電力針對(duì)變壓器等電力設(shè)備開(kāi)展了內(nèi)置式、小型化、多參量聯(lián)合感知技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)了油閥內(nèi)置式超聲波、特高頻一體化智能傳感裝置，實(shí)現(xiàn)——

局部放電是電力設(shè)備絕緣系統(tǒng)老化和故障的早期征兆之一，通常發(fā)生在高壓電力設(shè)備中，如變壓器、氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）、電纜和高壓開(kāi)關(guān)柜等。對(duì)局部放電的感知與診斷覆蓋幾乎所有高壓電力設(shè)備的出廠(chǎng)、現(xiàn)場(chǎng)交接、停運(yùn)診斷及帶電檢（監(jiān)）測(cè)試驗(yàn)環(huán)節(jié)，是目前管控設(shè)備質(zhì)量的關(guān)鍵手段之一。

國(guó)網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院設(shè)備狀態(tài)感知及預(yù)警技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)更新提出油閥內(nèi)置式超聲波、特高頻一體化局部放電耦合傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大型油浸式變壓器（電抗器）的內(nèi)置式聲、電聯(lián)合檢測(cè)，助力提升電力設(shè)備可靠運(yùn)行水平。

第1章 簡(jiǎn)介（WBXC-1000新型電力設(shè)備“蓄電池內(nèi)阻計(jì)量?jī)x”服務(wù)快捷深受廣大客戶(hù)好評(píng)）

1. 說(shuō)明

本手冊(cè)為WBXC-1000蓄電池內(nèi)阻測(cè)試儀的使用指南，請(qǐng)?jiān)诓僮魇褂脺y(cè)試儀前仔細(xì)閱讀本手冊(cè)。

2. 主機(jī)部件（WBXC-1000新型電力設(shè)備“蓄電池內(nèi)阻計(jì)量?jī)x”服務(wù)快捷深受廣大客戶(hù)好評(píng)）

2. 1  USB接口：用來(lái)通過(guò)U盤(pán)上傳測(cè)試數(shù)據(jù)和下載參數(shù)；

2. 2  測(cè)試接口：連接測(cè)試夾具；

2. 3  充電接口：連接充電器；

2. 4  LCD：320*240彩色TFT液晶屏；

2. 5  鍵盤(pán)：共7個(gè)按鍵。定義如表一。

3. 主要功能特點(diǎn)（WBXC-1000新型電力設(shè)備“蓄電池內(nèi)阻計(jì)量?jī)x”服務(wù)快捷深受廣大客戶(hù)好評(píng)）

可對(duì)蓄電池電壓、內(nèi)阻、容量進(jìn)行測(cè)試；

可以作為電壓表使用,測(cè)試電池電壓；

可對(duì)不同電壓等級(jí)的蓄電池進(jìn)行自動(dòng)切換；

可對(duì)蓄電池進(jìn)行容量測(cè)算；

測(cè)試數(shù)據(jù)同步存儲(chǔ)；

對(duì)判別結(jié)果進(jìn)行聲音提示；

電池充電狀態(tài)指示；

本機(jī)電池電壓實(shí)時(shí)顯示；

無(wú)操作自動(dòng)待機(jī)；

測(cè)試數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)；

通過(guò)u盤(pán)和分析軟件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

4. 技術(shù)指標(biāo)（WBXC-1000新型電力設(shè)備“蓄電池內(nèi)阻計(jì)量?jī)x”服務(wù)快捷深受廣大客戶(hù)好評(píng)）

第2章 內(nèi)阻測(cè)試說(shuō)明  （WBXC-1000新型電力設(shè)備“蓄電池內(nèi)阻計(jì)量?jī)x”服務(wù)快捷深受廣大客戶(hù)好評(píng)）

電池內(nèi)部阻抗，也稱(chēng)為內(nèi)阻，是一項(xiàng)影響電池性能的關(guān)鍵指標(biāo)。測(cè)試電池內(nèi)阻以判斷電池供電能力已經(jīng)是業(yè)內(nèi)的共識(shí)。影響電池內(nèi)阻的因素有：電池尺寸、工作時(shí)間、結(jié)構(gòu)、狀況、溫度和充電狀態(tài)。

對(duì)于一個(gè)充滿(mǎn)電的電池，當(dāng)電池放電時(shí)，其內(nèi)阻逐步緩慢增大；當(dāng)電池放電達(dá)到一定程度后，內(nèi)阻的變化量才急速增大；當(dāng)電池放完電后，其電阻比完全充電狀態(tài)時(shí)大2~5倍。

電池溫度也影響內(nèi)阻的測(cè)量，但只在冰點(diǎn)以下才比較明顯。在32℉以下，溫度對(duì)內(nèi)阻的影響很大，在-20℉時(shí)的內(nèi)阻是原來(lái)的兩倍。這就是為何在冬季電池的能量要小很多。

電池的使用時(shí)間也會(huì)影響其內(nèi)阻。電池使用時(shí)間越長(zhǎng)，隨著鹽化增加內(nèi)阻越大。內(nèi)阻增加的多少與電池的使用和維護(hù)方法有關(guān)。電池的整體狀況（例如機(jī)械裝置失效）也會(huì)影響電池的內(nèi)阻。某些失效模式會(huì)使電池內(nèi)阻增加。

由于不同廠(chǎng)家在生產(chǎn)電池時(shí)，工藝、配方的不同，造成同樣容量的電池內(nèi)阻有所差異，對(duì)電池好壞的判斷不應(yīng)完全拘泥于電池內(nèi)阻的值，還應(yīng)參考電池內(nèi)阻的變化趨勢(shì)。當(dāng)電池內(nèi)阻超過(guò)初始內(nèi)阻的1.25倍時(shí)，電池就已經(jīng)不能通過(guò)測(cè)試，當(dāng)電池內(nèi)阻變化到初始內(nèi)阻的2倍后，電池結(jié)構(gòu)容量就不足80%。

本內(nèi)阻儀的采用瞬間放電法對(duì)電池進(jìn)行內(nèi)阻測(cè)量。對(duì)蓄電池的實(shí)際工作情況進(jìn)行分析研究可以發(fā)現(xiàn)，蓄電池的端口對(duì)外電路呈現(xiàn)阻抗特性。在實(shí)際的使用中，蓄電池的電極，連接線(xiàn)等構(gòu)成的電感，由于使用頻率低，引線(xiàn)短，電感很微弱，一般在分析和研究中不予考慮。

一般我們都將蓄電池的電阻分為金屬電阻，也即是歐姆電阻；電化學(xué)電阻，包括電化學(xué)反應(yīng)電阻和粒子濃差極化電阻。關(guān)于容抗部分，法拉第電容因?yàn)槠浜銐禾匦?，可以將其等效為一個(gè)電壓源。另外，將其他容抗都等效變化為多個(gè)電容并聯(lián)形式，則電池的等效模型可以簡(jiǎn)化如圖1所示。

Rm為金屬電阻，這部分的電阻只是隨著金屬的腐蝕、蠕變、硫化等因素而緩慢地變化著。電化學(xué)電阻Re則是隨著容量的狀態(tài)而時(shí)刻發(fā)生著變化的，但是這部分的變化又為并聯(lián)著的電容的容抗變化所掩蓋著。在交流情況下，由于電容 C 比較大，大部分電流流經(jīng)電容，而 Re上分流較少，此時(shí)檢測(cè)到的實(shí)際上是由Rm和C串聯(lián)的阻抗，而 Re被忽略了。為了避開(kāi)C的分流，直接由電池產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的大放電電流，然后測(cè)出電池極柱上電壓的瞬間變化，如圖2所示，通過(guò)負(fù)載接通時(shí)的瞬間電壓降和斷開(kāi)負(fù)載時(shí)的瞬間電壓恢復(fù)可以推導(dǎo)出相應(yīng)的內(nèi)阻。

在瞬間直流情況下，蓄電池的等效模型可以認(rèn)為是一個(gè)電壓源和內(nèi)阻串聯(lián) (戴維南等效模型 )所構(gòu)成，如圖3所示。

ΔU=RinternalI從而有Rinternal=ΔU/I

從理論上說(shuō)，在這里ΔU 有兩個(gè)，一個(gè)是給試驗(yàn)電路加上負(fù)載的瞬間，電池電壓跌落值，另外一個(gè)就是斷開(kāi)負(fù)載的瞬間，電池電壓的恢復(fù)值。但是，由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在合閘瞬間，電壓和電流都容易引入很大的沖擊，導(dǎo)致較大的誤差，所以這里統(tǒng)一采用電壓的恢復(fù)值，而此時(shí)電流也基本上達(dá)到了穩(wěn)態(tài)。

本內(nèi)阻儀可以測(cè)量電壓、內(nèi)阻，估算出電池剩余容量。

“局部放電是電力設(shè)備內(nèi)部微小區(qū)域的局部擊穿，是造成電力設(shè)備絕緣故障的主要‘元兇’。許多設(shè)備故障都經(jīng)歷了發(fā)生、發(fā)展、爆發(fā)的過(guò)程，如果在初期有效診斷和合理處置，就能避免絕大多數(shù)嚴(yán)重故障。”

攻關(guān)團(tuán)隊(duì)自15年起關(guān)注變壓器、GIS等電力設(shè)備的早期微弱局部放電監(jiān)（檢）測(cè)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)手段對(duì)細(xì)微絕緣異常的敏感性不足，早期缺陷發(fā)展到嚴(yán)重階段才能被發(fā)現(xiàn)；單一物理量的測(cè)量易受環(huán)境干擾，難以實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；在高壓、高電磁干擾環(huán)境下，傳統(tǒng)傳感器安裝位置受限，制約信號(hào)的有效測(cè)量。

“對(duì)在運(yùn)變壓器的局部放電監(jiān)測(cè)，主要圍繞放電過(guò)程中的聲、光、電、磁信號(hào)和油中氣體狀態(tài)量。日常運(yùn)維工作中，外置式超聲波傳感器和內(nèi)置式特高頻傳感器應(yīng)用很為廣泛?！钡诂F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中超聲波和特高頻傳感技術(shù)都存在局限性，前者存在易受環(huán)境噪聲等信號(hào)干擾、設(shè)備外殼造成聲波衰減等問(wèn)題，后者則易受脈沖型噪聲源干擾而出現(xiàn)誤報(bào)警。這些都會(huì)影響局部放電源的判定和定位，進(jìn)而可能導(dǎo)致存在早期絕緣缺陷的設(shè)備繼續(xù)“帶病”運(yùn)行。

由于常規(guī)單一物理量、外置式傳感監(jiān)測(cè)已無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)備早期絕緣缺陷的可靠監(jiān)測(cè)需求，17年，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始探索電力設(shè)備內(nèi)置式、高靈敏、多參量聯(lián)合監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)。

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