便携式直流接地故障查找仪

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辽源直流系统接地故障定位仪便携式直流接地检测仪是新一代直流接地故障测试仪。它能够适用于任何电压等级的直流系统，配备了高精度的检测钳表，通过对多种信号的处理大大提高了检测范围与抗干扰能力；采用了的算法和先进的模糊控制计算理论，将被检测绝缘支路的优势程度以数值的形式表示出来，充分体现了人工智能的优越性；对于接地点位置的断定，它们更是拥有准确的判断力，每次检测都能够指出接地点位置及方向。本装置以系统为首要前提，按行业标准的要求，以可靠的低频信号方式进行检测，并在现场进行了大量的实际应用，对系统无任何影响。发电厂、变电站的直流系统为控制、保护、信号和自动装置提供电源，直流系统的连续运行对保证发供电有着极大的重要性。由于直流系统为浮空制的不接地系统，如果发生两点接地，就可能引起上述装置误动、拒动，从而造成重大事故。因此当发生一点接地时，就应在保证直流系统正常供电的同时准确迅速地探测出接地点，排除接地故障，从而避免两点接地可能带来的危害。TH-3000便携式直流接地检测仪用于在不断电情况下查找发电厂、变电站直流系统接地点的准确位置。各种类型的接地故障，均能迅速地查找出接地点，准确率达到100％。本仪器与国内外同类型的仪器相比具有以下优点：使用简单。

辽源直流系统接地故障定位仪（因为分析仪内部有平衡电桥，如果接在某一条支路中，在使用探测仪进行查找时将会误以为该支路存在绝缘异常现象）利用“绝缘量化指数”检测多点接地：系统有多个接地故障，或者正、负直流母线均有接地故障，在各回路的检测中，装置会自动探测出接地故障较严重的支路，然后检测出接地故障点。检测中分析检测结果，接地故障较严重的（正或负）接地故障。也可利用“绝缘程度条”和参考“绝缘程度百分比”的量化指数，比较测试结果的微小差异。该故障排除后再进行其他支路的检测，并将接地故障点逐一检测排除。接地点方向的判定：接地点方向的判定是由卡线时采集器箭头的方向与探测仪所显示的箭头方向共同决定：以采集器箭头方向为参考方向，在检测时，采集器方向不变，当探测仪显示的箭头方向向下，说明接地点方向与采集器箭头方向是相反方向；当探测仪显示的箭头方向向上，说明接地点方向与采集器箭头方向是相同方向，如下图示：探测仪显示向下箭头 探测仪显示向上箭头利用“接地点方向”检测环路接地：系统中如果有两条支路的一极或两极连接在一起，形成闭环系统，称之为环路。通常环路以以下几种形式出现：（1）两条支路的正极和负极分别相连形成环路；（2）两条支路的正极或者负极中的一极相连形成环路；（3）两条支路中一条支路的正极通过负载与另一条支路的负极相连形成环路。

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辽源直流系统接地故障定位仪本信号发生器不采用传统的LC或RC的振荡电路，而采用全新的数字技术，因而具有信号稳定的特点。该信号发生器由单片机、A/D转换电路、信号放大滤波电路、功率放大及隔直电路、输出反馈及保护等部分组成，其实现原理图如下：信号发生器原理图信号接收器原理图三、技术指标1、信号发生器?输出信号频率：2.5Hz?信号空载输出电压：±20V±5％?信号电压幅值误差：＜5％?信号短路输出电流：≤80mA?输出口抗冲击能力：400V直流冲击?电源电压：AC220V±10％?电压频率：50Hz±5％?输入保险：200mA?功率：3W?体积：300mm×270mm×200mm2、信号接收器?信号电流检测灵敏度：0.5mA?信号发生器阻抗：40K?输出电流：2.5毫安?接收器显示：数字0-19?体积：210mm×100mm×32mm?A钳口尺寸：Φ50mm?B钳口尺寸：Φ7mm×9mm3、整机?检测接地电阻：300KΩ?检测电容：20μF?接地电阻测量精度：0-4.5KΩ 误差≤0.5KΩ?接地电容检测范围：3-60uF?接地电容测量精度：3-10uF 误差≤1uF四、仪器结构1、整机构成①信号发生器 ②信号接收器 ③A钳（大钳）④B钳（小钳） ⑤信号输出线 ⑥电源线2、信号发生器（见图1）图1 信号发生器面板图示意图【电源输入】：信号发生器工作时需要外接AC220V电源，该电源插座下部方框内有一保险丝（2A）。【电源开关】：开机时将开关标有“I”的一端按下，关机时将另一端标有“O”的一端按下。【输出指示】：打开电源后信号发生器即开始输出信号，信号输出正常时，输出指示灯会闪烁，表示有正常低频电压输出。【信号输出】：信号输出口。

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辽源直流系统接地故障定位仪 模式：通过该按键可以实现分析仪工作模式的选择，分析仪工作模式可选择为自动模式或强制模式，当设定为自动模式时分析仪状态栏模式显示为“Auto”，当设定为强制模式时分析仪状态栏模式显示Force”开机默认为“Auto”。关于强制模式与自动模式的说明：当分析仪式工作在自动模式时，只有检测到第I段母线系统对地电压发生一定偏差之后才启动检测桥进行故障判断，当系统恢复正常后会自动停止检测桥的投入；当分析仪工作在强制模式时，分析仪会主动启动检测桥进行故障检测，检测完成之后无论是否存在接地或环网故障都将会向系统对地投入检测桥。5．2．2 探测仪操作探测仪面板共设有三个按键，分别为“电源”“功能”“测试”，探测仪所有的检测功能均可通过这三个按键来实现，探测仪兼容D型采集器和A型采集器，使用时请注意接入的采集器类型以及不同采集器类型对应的分析仪的“”和“”波形状态。电源：电源开关按键；功能：按功能键选择所需要的测试功能项；测试：选择需要的功能后按此键开始测试。5．3 显示5．3 .1分析仪显示开机后分析仪进入主界面显示，分析仪有一个显示画面，显示内容如下：分析仪开机便会对系统进行检测，检测完毕后分析仪主界面上显示系统当前电压、系统正负对地电压、正负对地绝缘电阻大小、系统分布电容大小、交流窜电状态及是否存在环网故障。如果分析仪检测到系统存在正极或负极绝缘故障，则对应的“正接地”或“负接地”故障指示灯闪烁。如果分析仪检测到系统存在环网故障，则“正接地”与“负接地”故障指示灯同时闪烁。指示灯闪烁时表示分析仪正在向被测系统对地按设定的信号幅度和频率切换检测桥，指示灯处于非闪烁状态时则分析仪没有切换检测桥。

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辽源直流系统接地故障定位仪 高性装置采用微安级的检测信号配合高分辨率的直流检测采集器实现故障检测及定位，对直流系统无任何影响。四、主要技术指标4．1分析仪主要技术指标使用环境?工作电源：DC40V-300V ?环境温度：-20℃—55℃?相对湿度：0—90％直流电压测量?直流电压测量范围:20-300V ?直流电压测量分辨率：0.1V?直流电压测量精度：220V直流电源系统（180V~286V）110V直流电源系统（90V~143V）±0.5％交流电压测量?测量交流与直流窜电电压：10-280v?交流电压测量分辨率：0.1V?交流电压测量精度：±5％绝缘电阻测量?绝缘电阻测量范围:0-999.9KΩ；绝缘电阻测量分辨率：0.1KΩ?绝缘电阻测量精度：Ri 200uF:显示具体数值； 10uF≤C≤200uF:±10％或±3uF；显示介质及分辨率：TFT320x2404．2 探测仪主要技术指标绝缘电阻测量?绝缘电阻测量范围: 0-500KΩ?绝缘电阻测量分辨率：0.1KΩ?绝缘电阻测量精度：Ri ＜10KΩ 显示具体数值 10KΩ≤Ri≤500KΩ: ±10％频谱分析范围?频谱分析通道数量:1?频谱分析频段范围:0.125-12.5Hz?频率分辨率: 0.125Hz电流波形显示周期：8s；4．3无线通信技术指标?速率：2Mbps，由于空中传输时间很短，极大的降低了无线传输中的碰撞现象?多频点：125频点，满足多点通信和跳频通信需要?超小型：内置2.4GHz天线，体积小巧，15x29mm?低功耗：当工作在应答模式通信时，快速的空中传输及启动时间，极大的降低了电流消耗。

辽源直流系统接地故障定位仪信号发生器、故障检测器均采用微计算机技术，具有集成程度高，判断速度快，检测灵敏度高、抗干扰能力强、故障定位准确等特点。在软件处理上利用了模糊控制理论和通信的噪声理论，并依据直流系统的特点优化了算法，即使系统有大分布电容的干扰、电磁脉冲干扰和其它噪声干扰的影响，也能准确地判断出接地故障点，为接地故障的查找提供了有力的保障。在硬件上引进国外先进的检测传感器，直流信号检测灵敏度高达0. 1mA，可检测150K-500K接地的检测灵敏度，使多点接地、环路接地、绝缘普遍降低等难以解决的问题迎刃而解。三、装置主要特点3.1 高精度采样钳表该装置采用了高分辨率（0. 1mA）信号采样直流钳表，能够实现对多点接地，高阻接地点的定位；3.2 接地点方向显示该装置具有接地点方向显示，可以快速的处理复杂支路或环路中接地点的定位；3.3 具有绝缘指数显示功能绝缘指数是为分析待测支路绝缘程度而引入说法，以0—100的数字形式来反映被测支路的绝缘程度，数字越大表示绝缘越差，该指数结合高精度钳表非常有利于多点接地与高阻接地的检测。3.4 具有波形显示功能所谓波形显示，即在检测过程中检测器所搜索到的信号发生器的波形其在查找接地过程中有非常重要的作用，合理利用检测器中的波形显示，可以大幅度的设备的检测范围与检测精度以判断的准确度。3.5 操作简单，使用方便、快速使用时只需将钳表钳住待测支路，按一下工作按键，3—6S即可完成一条支路的检测。

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辽源直流系统接地故障定位仪设备特点（1）高可靠性的设计装置采用进口16位微控制器做主系统，硬件设计严格遵照电力及电磁兼容相关标准进行，内部采用多处冗余方式保证装置与被测设备的可靠性。（2）精密选材装置采用高精度采集器作为信号采集单元，电压采样采用高精度的进口模数转换芯片，电压与阻抗的测量准确；（3）人性化的人机交互界面“分析仪”与“探测仪”均采用液晶显示屏供用户查看信息；操作简单快捷，在实现对不同支路的检测时，只需要按一次启动键即可完成；测试结果显示直观明了，测试结果可通过多种显示形式呈现给用户，包括接地与否，波形曲线，绝缘等级，绝缘阻抗，漏电流大小，方向信息等。（智能化的检测识别系统“分析仪”可以自动识别系统电压等级；“分析仪”在系统绝缘阻抗发生变化后可以快速显示绝缘阻抗信息；“探测仪”与“分析仪”信息同步一次之后，不受检测距离的影响；“探测仪”在进行检测时，采集器既可钳单根电源线，也可钳多根电源线，提高检测效率；“探测仪”检测完成之后，如被测支路有绝缘故障，会判断出故障点相对测试点的方向信息。（5）完备的测试功能与处理故障能力“分析仪”与“探测仪”之间内置了无线数传模块进行通信，测试功能与显示信息完备，可以处理直流系统中的各类绝缘故障情况。

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辽源直流系统接地故障定位仪故障定位画面如下：故障定位画面该画面显示了被测回路的电流波形图、绝缘阻抗大小、故障点方向等信息。上图中左图为接A型采集器时对故障支路进行检测的显示界面，右图为接D型采集器对故障支路检测的显示界面。对于存在故障支路的检测，从图中可以看出探测仪检测到了与分析仪所发同频率信号和投入检测桥同频率的电流信息，并以波形的形式显示出来，检测完成之后并指出故障点的方向。故障点方向显示为“同向”或“反向”，该方向是相对于检测点的采集器标识方向而言。如果同向，表示故障点方向和采集器标识的方向一样；反之，相反。对于纯电阻回路，同步点箭头，指示在电流波形的波峰或者波谷位置；对于有分布电容的回路，指示在电流波形的波峰和波谷之间。故障电流频谱分析画面如下：故障电流频谱分析由两幅画面组成，上图中左图为故障电流频谱原始电流波形图，右图为经FFT变换后的频谱图。该功能先将原始电流信号以波形显示出来，然后进行快速FFT变换，再将该故障电流的频谱图显示出来，并计算出电流幅值的频点及故障电流幅值。直流电流测试画面如下：在该界面下按“测试”键可对当前测试电流进行清零操作。“电流测量”功能只适合使用D型采集器，如果使用A型采集器，界面会提示“请接D型钳表”，即需将A型采集器更换成D型采集器后进行电流测量操作。六、注意事项（1）由于装置是精密仪器，在运输、使用和存放时要小心轻放，各部件要防止摔、跌等强烈震动，保证使用的高精度。

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辽源直流系统接地故障定位仪 高性装置采用微安级的检测信号配合高分辨率的直流检测采集器实现故障检测及定位，对直流系统无任何影响。四、主要技术指标4．1分析仪主要技术指标使用环境?工作电源：DC40V-300V ?环境温度：-20℃—55℃?相对湿度：0—90％直流电压测量?直流电压测量范围:20-300V ?直流电压测量分辨率：0.1V?直流电压测量精度：220V直流电源系统（180V~286V）110V直流电源系统（90V~143V）±0.5％交流电压测量?测量交流与直流窜电电压：10-280v?交流电压测量分辨率：0.1V?交流电压测量精度：±5％绝缘电阻测量?绝缘电阻测量范围:0-999.9KΩ；绝缘电阻测量分辨率：0.1KΩ?绝缘电阻测量精度：Ri 200uF:显示具体数值； 10uF≤C≤200uF:±10％或±3uF；显示介质及分辨率：TFT320x2404．2 探测仪主要技术指标绝缘电阻测量?绝缘电阻测量范围: 0-500KΩ?绝缘电阻测量分辨率：0.1KΩ?绝缘电阻测量精度：Ri ＜10KΩ 显示具体数值 10KΩ≤Ri≤500KΩ: ±10％频谱分析范围?频谱分析通道数量:1?频谱分析频段范围:0.125-12.5Hz?频率分辨率: 0.125Hz电流波形显示周期：8s；4．3无线通信技术指标?速率：2Mbps，由于空中传输时间很短，极大的降低了无线传输中的碰撞现象?多频点：125频点，满足多点通信和跳频通信需要?超小型：内置2.4GHz天线，体积小巧，15x29mm?低功耗：当工作在应答模式通信时，快速的空中传输及启动时间，极大的降低了电流消耗。

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辽源直流系统接地故障定位仪每次开启探测仪后进行检测前，探测仪与分析仪之间要进行一次数据的同步，同步时需保持探测仪与分析仪之间在5米以内的距离，数据同步完成之后，探测仪可以远离分析仪，但使用时，在数据同步后请保持探测仪开启状态。（3）每次使用完成后，需将探测仪的电池从电池仓中拔出，充满电后以供下次使用，探测仪电量不足时，应立即更换电池以保证检测的顺利进行。（4）分析仪一定要接在被检测支路之前（按电流流向），正、负、地三条线分别对应接在直流正母线、负母线和地线上，保证接地线接地良好。（5） 由于采集器的灵敏度很高，在检测时应让采集器处于静止状态，以免影响检测准确度。（6） 探测仪使用D型采集器检测时如果出现“钳表饱和”的字样，请确保所测支路的电流大小没有超过1A，如超过此数值，请钳正负极双根线。（7） 由于D型采集器采用齿片交错工艺，在使用时，打开采集器，卡好线后，采集器要完全自然闭合，若是不能自然闭合，应观察后小心闭合，不能外加大力强行闭合，如强行闭合，会导致钳口上的齿片错位闭合不紧密，损坏采集器。

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辽源直流系统接地故障定位仪 模式：通过该按键可以实现分析仪工作模式的选择，分析仪工作模式可选择为自动模式或强制模式，当设定为自动模式时分析仪状态栏模式显示为“Auto”，当设定为强制模式时分析仪状态栏模式显示Force”开机默认为“Auto”。关于强制模式与自动模式的说明：当分析仪式工作在自动模式时，只有检测到第I段母线系统对地电压发生一定偏差之后才启动检测桥进行故障判断，当系统恢复正常后会自动停止检测桥的投入；当分析仪工作在强制模式时，分析仪会主动启动检测桥进行故障检测，检测完成之后无论是否存在接地或环网故障都将会向系统对地投入检测桥。5．2．2 探测仪操作探测仪面板共设有三个按键，分别为“电源”“功能”“测试”，探测仪所有的检测功能均可通过这三个按键来实现，探测仪兼容D型采集器和A型采集器，使用时请注意接入的采集器类型以及不同采集器类型对应的分析仪的“”和“”波形状态。电源：电源开关按键；功能：按功能键选择所需要的测试功能项；测试：选择需要的功能后按此键开始测试。5．3 显示5．3 .1分析仪显示开机后分析仪进入主界面显示，分析仪有一个显示画面，显示内容如下：分析仪开机便会对系统进行检测，检测完毕后分析仪主界面上显示系统当前电压、系统正负对地电压、正负对地绝缘电阻大小、系统分布电容大小、交流窜电状态及是否存在环网故障。如果分析仪检测到系统存在正极或负极绝缘故障，则对应的“正接地”或“负接地”故障指示灯闪烁。如果分析仪检测到系统存在环网故障，则“正接地”与“负接地”故障指示灯同时闪烁。指示灯闪烁时表示分析仪正在向被测系统对地按设定的信号幅度和频率切换检测桥，指示灯处于非闪烁状态时则分析仪没有切换检测桥。

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辽源直流系统接地故障定位仪装置原理2.2.1 绝缘故障查找原理系统分析仪与被测直流母线相连，采用乒乓原理计算被测直流系统的平衡桥电阻及对地绝缘电阻，如果被测直流系统存在绝缘故障，系统分析仪则向直流系统投入设定好频率和幅值的检测桥，探测仪通过对各支路中电流信号的检测来实现接地故障点的定位，检测原理如下图示：图中馈线1为正常馈线，馈线n为存在负对地绝缘故障的馈线，为绝缘故障阻值，R为系统平衡电桥。分析仪检测到绝缘故障后向直流系统投入检测桥，该检测桥以图示中的E、F表示，该检测桥的投入使直流系统对地电压产生一个已知频率的周期性变化量，设该变化量的频率为、使直流系统产生的对地电压变化幅值为，则流过上的电流变化幅值为，变化频率与检测桥投入频率相同。探测仪分别在A，B，C处进行检测。在A处检测不到该变化电流信号，说明馈线1没有绝缘故障，在B处可以检测到该变化电流信号，说明馈线n存在绝缘故障，而在C处检测不到该变化电流信号，从而可以确定绝缘故障点处于B、C之间。2.2.2 直流互窜查找原理系统分析仪与被测两段直流母线相连，向其中一段母线切换检测桥，比较两段母线电压变化波形，通过电压变化关系判断系统是否存在环网故障或绝缘故障，如果存在环网故障或绝缘故障，则持续启动检测桥，以供支路探测仪实现环网故障点的定位。当两段支路存在环网故障时，可使用探测仪和采集器对可能存在环网故障的支路进行逐一检测，根据探测仪显示波形和方向终实现环网故障点的查找。

辽源直流系统接地故障定位仪 设备特点（1）高可靠性的设计装置采用进口32位微控制器做主系统，硬件设计严格遵照电力及电磁兼容相关标准进行，内部采用多处冗余方式保证装置与被测设备的可靠性。（2）精密选材装置采用高精度采集器作为信号采集单元，电压采样采用高精度的进口模数转换芯片，电压与阻抗的测量准确；（3）人性化的人机交互界面“分析仪”与“探测仪”均采用TFT液晶显示屏供用户查看信息；操作简单快捷，在实现对不同支路的检测时，只需要按一次启动键即可完成；测试结果显示直观明了，测试结果可通过多种显示形式呈现给用户，包括接地与否，波形曲线，绝缘等级，绝缘阻抗，漏电流大小，方向信息等。（4）智能化的检测识别系统“分析仪”可以自动识别系统电压等级；“分析仪”可判断环网故障类别；“探测仪”与“分析仪”信息同步一次之后，不受检测距离的影响；“探测仪”在进行检测时，采集器既可钳单根电源线，也可钳多根电源线，提高检测效率；“探测仪”检测完成之后，如被测支路有环网或绝缘故障，会判断出故障点相对测试点的方向信息。（5）完备的测试功能与处理故障能力“分析仪”与“探测仪”之间内置了无线数传模块进行通信，测试功能与显示信息完备，可以处理直流系统中的各类环网及绝缘故障情况。“分析仪”具备“调幅”、“波形”、“模式”多种组合工作模式选择功能，可适应各种复杂的应用环境。

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辽源直流系统接地故障定位仪使用方法1．设备外观及各功能键说明分析仪外观示意图探测仪外观示意图2． 操作方法（1 ）分析仪接入直流系统关闭分析仪电源开关，将随设备配置的电源线一端插入分析仪，另一端按颜色分别接入直流系统的正极，负极与地线。棕：正极；蓝：负极；黄/绿：地确定接线无误之后开启电源开关，进入分析仪的主界面，如下图示：分析仪主界面开启电源开关后，分析仪电源指示灯亮，并自动识别系统电压等级，判断系统是否存在交流窜电故障，计算系统绝缘阻抗，并显示在LCD上，如果系统绝缘正常，正常指示灯亮，如果检测出系统正对地或负对地绝缘异常，则正接地或负接地告警指示灯亮。（2）探测仪自检将4节5号电池按标示放入探测仪电池仓中开启电源开关，进入探测仪主界面，如下图示：探测仪主界面当分析仪检测到系统有绝缘故障时，将探测仪采集器钳住分析仪的地线，用功能键将检测功能选择为故障探测功能，按下测试键进行检测，如果出现“通信测试…请稍候”的提示界面，请将探测仪靠近分析仪，检测开始后，探测仪将会出现接地检测波形图，检测过程图示如下：探测仪自检接地检测波形图图中向下箭头为信号同步辅助箭头，其出现在波形由高向低的转折处；探测仪检测时，会显示两个周期的信号波形图，实测波形图可能与上述图形有所差别，只要正确显示了两个周期的波形图则可判定设备自检正常。接地点方向指示箭头可以反映故障点相对测试点的方向，具体判断方法见后面关于“利用‘接地点方向’检测环路接地”的介绍。

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