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Dinesh Chhajer 和 Matz Ohlen M egger 变压器测试系统总监   根据电力行业的工程师所做的研究和调查，大部分变压器的故障与套管和分接开关等配件的故障有关。因此这些配件的常规测试非常必要。本文中Dinesh Chhajer 和 Matz Ohlen讲述了如何使用介电频率响应（DFR）测量和动态电阻（DRM）测量这两种新技术，从而大大地提高套管和有载分接开关状态诊断的准确性。   简介 虽然大部分的变压器故障是由于绝缘击穿，但是触发击穿的事件有许多。例如，击穿可与老化、潮湿、污染、操作失误、配件及外围设备故障有关。有载分接开关和套管是两个很重要的电力变压器的配件，并且发现这两个配件的故障佔变压器的所有故障50%以上。   套管连接了变压器的绕组，它們同时提供了变压器外壳和绕组中心导体之间所需的绝缘。套管的绝缘会因老化、热效应、潮湿、污染和电应力而变差。套管绝缘的故障最终会导致变压器绝缘被击穿。有各种现场测试方法可对套管状态进行诊断，包括电容和介损测试、在线检测、红外扫描、油色谱分析和介电频率响应（DFR）。   有载分接开关（LTC）可使电压在不同的负载下保持恒定，在不中断负载电流的情况下，通过改变抽头的位置而改变调节绕组匝数的数量可实现。作为一种带电操作的机械设备，LTC的正确操作取决于正常运作的抽头选择开关、分接选择器、转换选择器、暂态电阻/电感以及良好的接触。评估LTC的状态需要进行详细的测试和维护，包括定期监测接触电阻、先闭后断操作、不同抽头的磨损、绝缘油质量、变比以及切换时间。   套管的介电频率响应测试 介电频率响应（DFR），也称作频域谱（FDS），使用在不同频率下的介损测试的方式来判断套管和电力变压器纸绝缘中的水含量。   套管大致可分为电容型套管和非电容型套管。电容型套管主要用于中压和高压场合，其油纸绝缘系统通常由油浸纸和少量的绝缘油构成。结构包括C1绝缘，也就是中心导体和C1层极板之间的绝缘。C1绝缘本身是中心导体到C1层极板之间多层绝缘的半导体材料和油浸纸构成的串联电容。   C2绝缘是指由C1层极板和连接到接地法兰的C2层极板之间的绝缘。电容式套管有末屏，用于连接和测量测试点。由于绝缘主要位于中心导体和末屏之间，DFR测试在测试C1绝缘时效果最佳。   额定电压为115 kV及以上的套管的DFR响应采用1 kV或更高的测试信号时效果最好。与介损测试一样，温度对DFR的结果也非常重要。推荐采用外界温度和变压器绕组温度的平均值作为套管的温度。DFR测量的频率范围通常从1000 Hz至几毫赫兹。最低频率的选择取决于绝缘的温度，如摄氏15 - 25度时最低频率采用1 mHz。在低温时，需要在更低频率进行测试，以得到较佳的精度。   高压套管的现场 DFR 测试结果 为了说明DFR测量在实际中如何进行，这里以Delta Wye变压器高压侧的三个套管作为被测对象。它们是西屋电气（Westinghouse）于1966年制造的O型套管。   Megger的IDAX300和VAX020 2 kV放大器是测试仪器，连接如图1所示。绝缘温度（环境温度和绕组温度的平均值）是摄氏28度。 图 1 ：介电频率响应的套管连接图   介损和电容结果记录在表格1中。结果与铭牌的差别非常小，预示着套管的状态良好。   表 1 ：高压套管介损和 C1 电容的现场测试结果   DFR响应如图2所示。套管H1和H3的响应非常相似，套管H2在低频呈现出不同的响应。   图 2 ：高压套管的介电频率响应。 H1- 黑色， H2- 红色， H3- 蓝色   三个套管油浸纸的水含量估算值彼此接近，小于1%说明绝缘较干燥。 表 2 ：套管绝缘纸的水含量   图3显示了三个套管在不同频率下的介损值，以及状态良好的套管的出厂介损值。实际温度相关性小于工厂的平均值，说明绝缘干燥/状态良好。 图 3: 60 Hz 介损的温度相关性曲线   总结和结论 实际测试的结果表明DFR是实用价值高、可靠的套管状态诊断技术。它不仅能计算水含量，也可以计算介损的温度相关性以及进行绝缘模型分析。通过IDAX300和VAX020对三个高压套管进行测试，所得的数据表明绝缘状态良好，见表3。 表 3 ：高压套管的状态分析   ~ 完 ~   www.megger.com/cn   * 基于翻译原因 , 部分技术名称及解释可能有异 , 所有内容以英文版本作准 * 「 Megger 」是一个注册商标。 Megger 乃国际百年知名品牌，专注于设计及制造电力检测和测量设备 ， 品质卓越，服务一流 。 Megger 现在已经是 Multi-Amp 、 Biddle 、 AVO 、 Programma 以及 Pax Diagnostics 的统一名称。

Nils Wäcklén M egger产品经理   高压断路器是所有输电和配电系统安全的关键元件。没有人能够确定它们是否会在接到指令后正确地操作，因此断路器测试是必不可少的。但是当选购断路器测试仪器时，有哪些方面可供选择呢？   市场上有一些低端的仪器，在简单的应用场合提供了完美的性价比；同时，一些高端的仪器有出众的性能以及多样性，然而不可否认的是，它们是一项可观的投资。那么，什么是折中方案？中端断路器分析仪本身并没有新的东西，但是近年来，用戶越来越体会到那些刚推出时能够完美地符合规程的型号不再适合测试如今断路器用户日益复杂的测试要求。   这种市场的缺口现在被新一代的断路器分析仪填补，它们加强了自身的功能，价格显著地低于那些高端仪器。我们来看一下这些革命性的中端测试仪有哪些优点。   基于安全性总是最重要的，新测试仪的一项重要功能就是支持 双接地测试 。这项技术使断路器的两端在测试过程中都可以接地，从而保证了被测断路器不会感应周边设备的危险电压。   这些仪器的另一项重要特性就是有源干扰抑制，使被测样品中电容耦合的干扰电流所造成的影响减到最小，因而即使在电气噪声严重的环境下，仪器能够进行精确的测试，包括测试PIR值。   这些仪器的优势还在于控制单元拥有可以独立地控制每相脉冲发生的功能，使其能够仿真单相对地故障的序列。   控制单元同时提供了自动测试控制电压和每相线圈电流的功能，符合IEC 62271-100的规定。值得注意的是，许多旧的仪器只能测试三相的总电流，这种测试其实是没有价值的。   中端断路器测试仪的另一项重要功能就是在钳型电流表的辅助下，提供首次跳闸的综合性测试，不论此断路器三相动作机理相同或是每相有其各自的操作机理。这些重要的功能使其能够分析首次跳闸测试中最重要的线圈电流特性，也可以在不离线的情况下测量断路器的开路时间以及三相的同步性。   同样值得注意的是用户界面。目前最佳的设备包含了彩色触摸屏，以及能够将复杂的任务如客户自定义测试模版生成简化的软件向导。显示器同时能够以图形显示测试结果，使其易于理解，曲线的放大和比较功能进一步地强化了此项功能。   同时也提供了广泛的帮助功能，包括在屏幕上显示接线图，详细地阐释了在所选测试方案下如何连接测试导线。   在这里只能提到现在中端断路器测试仪的某些特性，还有许多其他特性如提供连接到断路器的传感器从而直接测试断路器的运动轨迹，以及能够增加震动监测和分析的功能。   如果您计划在近期内购买新的断路器测试设备，或者您发现目前拥有的断路器测试仪不再能满足您的需要，花点时间看一下全新中端仪器的规格书是非常值得的，Megger的全新TM1700系列是完美的选择。   ~完~   * 基于翻译原因 , 部分技术名称及解释可能有异 , 所有内容以英文版本作准 *   「 Megger 」是一个注册商标。   Megger 乃国际百年知名品牌，专注于设计及制造电力检测和测量设备 ， 品质卓越，服务一流 。   Megger 现在已经是 Multi-Amp 、 Biddle 、 AVO 、 Programma 以及 Pax Diagnostics 的统一名称。    

    Bryan Philips     M egger 业务部发展经理   时域反射仪（TDRs）用于有线电缆   （CATV）系统已有几十年的历史，但直到现在它们的应用并没有得到普及。时域反射仪总的来说是定位有线电视网络故障的无可争议的最方便和最有效的方式。   实际上，对于今天的有线电视系统来说，时域反射仪比以往任何时候都有用，因为高带宽的现代电子学使时域反射仪能够定位細小故障，而其他方式是很难做到的，然而这細小故障会显著地破坏电视信号。简而言之，有线电视工程师有许多好的理由使用时域反射仪，但不幸的是许多潜在的用户对这些有用的设备存在许多负面印象。   比如，时域反射仪常常被认为是昂贵的仪器，更有甚者认为它们不易设置、使用困难，并且给出难于解释的结果。其实这些指责可能在十年之前是成立的，但是对于最新一代的设备，没有任何一项指责是应用得到的。   现代用于有线电视领域的时域分析仪是一种紧凑的设备，不仅相对来说不昂贵，而且即使对没有经验的用户来说也非常易于使用。这要归功于直观的设置、曲线固定、以及完美的近端性能。   时域反射仪的操作原理非常简单，但是有必要做一下简单的回顾。反射仪在被测电缆中产生一个短暂的电脉冲，脉冲沿着电缆传播，当遇到电缆结构的改变时，脉冲的部分能量反射回仪器。这种改变可能是由于故障、电缆连接处或一些其他改变信号传播的情况。通过测量脉冲产生的时间和故障处信号反射回仪器的时间，时域反射仪就可以计算故障的距离。虽然使用时域反射仪可以有许多简单的方法来计算，但为了使结果更加精确，我们需要知道被测电缆的速率因素。   在实际操作过程中，现代的测试仪将反射信号的轨迹显示在图形显示器上，纵轴代表反射回的能量，横轴代表时间，也就是故障 - 即发生反射的位置与仪器间的距离。   操作原理就是这些，但是实践却总是比原理更复杂。首先，反射回时域反射仪的能量所需的时间非常短，因为脉冲在电缆中以接近光速的速度传播，即3纳秒内前进一米。这表示如果有一处故障离时域反射仪连接电缆处两米，反射回的能量会在12纳秒内到达！   然而时域反射仪在脉冲的产生过程结束前无法探测反射回的能量，这就表示要探测连接点附近的故障，也就是所谓的近端故障，脉冲产生过程必须非常短暂。这一点非常重要，因为有大量的有线电缆的故障在靠近接线盒和分配面板的地方发生，而这些地方就是时域反射仪最有可能连接的地方。   当旧一些的测试仪在这些近端故障上挣扎时，现在最好的时域反射仪的脉冲产生时间为2纳秒，使其可靠地定位离接线处一米内的故障。它们同样拥有高达500 MHz数据接收率，表示被测轨迹的分辨率为1纳秒，使其可以辨别间距300 mm左右的故障，具体的距离取决于电缆的特性。   正确地设定时域反射仪使其给出可靠的结果是旧仪器的另一个弊端，然而如今即使是最基础的型号也可使这任务变得简单。对于入门级别的仪器，电缆的特征阻抗需要手动设定，这通常在有线电缆装置中不是问题，因为电缆的特性往往是已知的。   就像之前所提到，进行测试前需要设定电缆的速率因数。但是同样地，这对所使用的电缆来说可能是已知的。如果由于某种原因未知道速率因数，可以通过查询电缆制造商的说明书或通过测试一段备用的已知长度的电缆来得出速率因数。   最后，需要设置的是脉冲的宽度、增益和时域反射仪的测量范围。最佳的时域反射仪供应商通过提供选择量程后自动调整脉冲宽度和增益的选项，使设置过程变得非常直接。因此在实践过程中，用户所要做的就是设置被评估电缆的故障距离量程，通常是10 m、100 m、250 m、 1 km、2.5 km 或5 km。   当然，好的设备还要有手动控制，并且将其优先于自动设置，从而允许经验丰富的用户调整操作方式，便于研究异常的错误。对于大多数用户在大多数情况下，自动设置是令人完全满意的。   使用旧的时域反射仪来解释测试结果又是一个有争议的地方，同样地，新的测试仪成功地解决了这类问题。他们有大且清晰的显示屏、完美的分辨率，而且非常重要的是拥有轨迹静止功能。这表示轨迹可以在用户规定的时间内停留在屏幕上，从而可被细致地检查和分析。这在以前是带存储器的高端仪器所独有的功能，但是现代的「停帧」技术使得快速、简单和详细的波形检查成为可能。   新式的时域反射仪操作如此简单，以至于用户几乎不需要培训就可以得到好的测试结果，从而在有线电视装置的故障诊断上节省大量时间。然而，对那些考虑购买时域反射仪的客户来说还有需要进一步考虑的两个方面。   首先，有线电缆   网络在电力系统中， 用户必须注意防止将时域反射仪连接到带电的电缆，这类错误的确发生过。因此时域反射仪必须首先带有保护功能，确保错误的连接到带电回路不会损坏测试仪和不会危害用户。   第二个方面是如果仪器要长时间提供可靠的服务，测试仪必须有健全的构造。仪器迟早会被摔，而且不可避免地在汽车后面的颠簸中度过一段时间。坚固的构造就是良好的防侵入保护，其在户外有线电视测试时非常重要。拥有IP54等级的仪器暴露在小雨中一段时间不会有影响。当然，我们从来就不推荐在户外潮湿的条件下进行检测。对于那些安装和维护电缆电视系统的用户来说，全新的时域反射仪是必不可少的工具，不仅可以减少查找电缆故障涉及的挫折和压力，也可以帮助用户在测试过程中节省大量时间和金钱，使用户可以很快地赚回购买仪器经费。   Megger 的 TDR1000/3 时域反射仪   最近在越南胡志明市的拜访中进行了「现场」测   试   * 基于翻译原因 , 部分技术名称及解释可能有异 , 所有内容以英文版本作准 *   「 Megger 」是一个注册商标。   Megger 乃国际百年知名品牌，专注于设计及制造电力检测和测量设备 ， 品质卓越，服务一流 。   Megger 现在已经是 Multi-Amp 、 Biddle 、 AVO 、 Programma 以及 Pax Diagnostics 的统一名称。    

      Clive Pink     M egger产品经理   虽然「噪音」常用于电气和电子领域，但是这个词其实是一种误称，毕竟我们是听不到它的。电气噪音更准确地说是一种电磁干扰或EMI，和声学上的噪声可能一样麻烦。例如在进行电气系统测试时，如果存在高水平的电磁干扰，读数会不准确或飘忽不定。   在变电站等经常存在高干扰的环境下进行高压绝缘测试时，这种问题变得尤为严重。测试仪器制造商当然意识到这一点，他们努力使其产品设计可以尽可能地减小EMI的干扰。然而并不是所有的制造商在这方面都获得同样的成功。   因此，如何才能判断哪种仪器提供了最佳的干扰抑制？答案在于仔细阅读产品说明书，如果在说明书中没有此类信息或者只有未量化的电磁干扰抑制能力，那么我们就要提高警惕 — 毕竟如果产品的性能高，所有制造商都会想让潜在客户了解其产品。   同样值得注意的是，虽然在欧盟销售的仪器必须满足EMC规程IEC61326-1 ，但是有时候仅仅满足此规程并不足够。这是因为在高压变电站这样的极端环境下，EMI的等级经常远远超过标准中的描述。   正常情况下仪器的数据表应该包含一张以毫安来表示的噪声抑制能力图，清晰易懂。例如，如果使用直流绝缘电阻测试仪，干扰电流抑制能力标识为2 mA，这就意味着仪器在测试回路中干扰电流是2 mA或以下时，可以提供准确、可靠的结果。   在普通的使用场合，2 mA噪声抑制能力的仪器在大多数情况下可以提供准确的数据。然而值得注意的是最新的高压直流电阻测试仪现在可以提供3 mA的噪声抑制能力，而价格与以前的型号相同。     测试仪的高噪声抑制能力可以通过使用屏蔽测试导线得到显著提高。   对于经常在变电站或类似的环境使用的设备，需要更高的噪声抑制能力。Megger对此需求做出迅速的反应，生产出高压直流绝缘电阻测试仪的高噪声抑制版本，也就是S1系列。这些产品提供了4 mA的干扰抑制等级，是在此类设备中最高的干扰电流等级。   ~ 完 ~   * 基于翻译原因 , 部分技术名称及解释可能有异 , 所有内容以英文版本作准 *       「 Megger 」是一个注册商标。   Megger 乃国际百年知名品牌，专注于设计及制造电力检测和测量设备 ， 品质卓越，服务一流 。   Megger 现在已经是 Multi-Amp 、 Biddle 、 AVO 、 Programma 以及 Pax Diagnostics 的统一名称。   

Klas Björck M egger产品经理   蓄电池应用在多种类型的安装工程中发挥了关键作用 – 如变电站的跳闸电池，和作为数据中心和工业上不间断电源系统UPS的电源。几乎在所有应用中，电池的意外故障影响深远，并會带来非常昂贵的影响。事实上，这些电池故障如果发生在输变电网或核电站，后果更不可想象，所需代價可能上数百万​至千万元。   为了避免此类事件发生，毫无疑问，最好的方法是定期检查电池。现时已发展出多项技术，令检查方法越来越方便。在这些方法中，放电测试能提供最准确、最可靠的电池状况信息；虽然，阻抗测试－一种于每次放电测试相隔期间的常规监测电池状态测试，也可以快速轻松地进行。   普遍来说，放电测试是决定是否需要更换电池的最佳方法，但这种测试却存在着重要的限制－检测结果只能监察到一整组电池的状况，却不能反映组内个别电池单元的情况。   这表示在某些重要的应用中，如发现电池组有故障，则只能将整个电池组全部更换。这无疑是最有效的补救办法，但是，故障原因可能只局限于一或两个故障的电池单元而已。从成本角度考虑，这样的效率非常低，而且也对环境造成影响，因为制造电池的材料并不环保。   最需要的是怎样针对有缺陷的电池单元，以及测试设备制造商怎样能为此情况设计出合适的检测仪器。这类仪器的操行模式非常直接了当－只需于放电测试时监控电池组内各电池单元的电压即可。检测时与出厂规格和参数作比较，如发现任何电池单元的输出电压出现急速下降，即可迅速确认为故障，并需立即更换。    使用分析软件同时监测多个电池单元可迅速找出 电池组的 弱点    尽管这些电池单元的操作原理非常简单，在执行上各制造商差异很大。例如，许多电池监控设备的设计是永久性安装在电池组的，如果需要测试和监控多个电池组时，这将会非常昂贵。其他电池单元监测设备接线和操作步骤则十分繁琐，有些则会限制了电池单元的数目等等。   最理想的解决方案是模块式组合系统，采用每单元配合一个电压监控模块，通过简单的箝入式方法把各模块连接起来。整组模块将与同一个软件通信，用作分析检测结果和识辨故障单元。当然，这些模块必须很容易地连接到电池单元，可能使用弹簧式连接器，以配合不同类型的复杂应用。   这种构思已由 Megger 新的BVM电池电压监测系统 所采用。此系统允许最多同时监测120 个电池单元，适合用于大规模的电池组，特别是那些用在变电站及类似的应用。在这系统中，每个模块使用单电缆菊花链连接起来，并使用标准的计算机和提供的软件记录和分析结果。这测试符合 IEC 测试方法标准，以及完全符合自然环境研究理事会NERC和联邦能源管制委员会FERC的要求，保证适合大多数的重要应用。   使用这类型的单元式监控系统，只稍微增加了测试电池的成本，并未对进行测试所需的时间有明显影响。但它确实提供了宝贵的额外信息，识辨出有缺陷的电池单元并替换，令整个电池组恢复正常。   不过这种方法不能永无止境地继续。电池最终也将会老化而必须完全更换。然而，经常地监测电池单元和更换个别有缺陷的单元可让电池组的寿命大幅延长，达到节省成本和减低因废弃电池所造成的潜在环境影响。