手持式氧化鋅避雷器綜合測試儀

手持式氧化鋅避雷器綜合測試儀1 概述

氧化鋅避雷器綜合測試儀用于檢測氧化鋅避雷器（MOA）的各相電氣性能。該儀器適用于各個電壓等級的氧化鋅避雷器的現場帶電檢測以及停電狀態下試驗室做的出廠和驗收試驗。通過測量全電流及阻性電流等參數，可以及時發現氧化鋅避雷器內部絕緣受潮和閥片老化等危險缺陷。

手持式氧化鋅避雷器綜合測試儀2 功能及特點

2.1  儀器小型化、手持式設計，體積小、重量輕便于攜帶和操作。

2.2  采用帶有DSP浮點處理單元的高性能、低功耗ARM處理器，運算速度更快、運算精度更高、處理數據量更大；從而可以保證測試數據計算的準確性和穩定性。

2.3  高精度采樣濾波電路及數字濾波技術，可濾除現場干擾信號。

2.4  采用浮點快速傅里葉算法，從而實現對基波、諧波電壓、電流信號的高精度分析。

2.5  采用工業級5.6寸640×480點陣高亮度彩色液晶屏，顯示清晰，人機界面友好；對于一些重要的操作及參數設置，顯示其提示信息和幫助說明；屏幕頂部狀態欄可顯示各個外設工作狀態及測試狀態信息。

2.6  可同時測量三相氧化鋅避雷器的電氣參數，并可自動補償相間干擾；也可單相測量，支持B相接地的PT二次電壓作為參考電壓；當被測相與參考電壓相別不同時，可自動計算補償角度。

2.7  提供有線、無線測試方式，無線測試方式操作更加簡便、靈活；可大大降低現場測試人員工作強度。

2.8  *的感應板替代PT二次電壓測量技術，使測量更安全快捷。

2.9  電壓采集器集成本地顯示（128×64點陣OLED液晶屏）及相序檢測功能，可顯示三相全電壓、電壓基波、3次、5次、7次諧波有效值、系統頻率值及三相電壓相位差；便于現場測試人員快速檢查電壓采集器與PT二次電壓輸出端子連接情況及三相電壓各項參數。

2.10 電壓采集器采用雙重全數字隔離技術，更加安全可靠。

2.11 交直流兩用：內置鋰電池供電或者220V交流充電器供電自適應。

2.12 儀器主機和電壓采集器內置大容量可充電鋰電池，一次充電完成，可持續工作8小時。

2.13 智能電量管理：剩余電量顯示、低電量報警、長時間閑置提示、背光自動調節。

2.14 內置實時時鐘，可實時顯示當前時間和日期；自動記錄測試日期及時間。

2.15 測試數據存儲方式分為本機存儲和優盤存儲，本機存儲可存儲測試數據100條，并且本機存儲可轉存至優盤；優盤存儲可保存測試數據及波形圖片，測試數據為TXT格式，波形圖片為BMP格式，可直接在電腦上編輯打印。

2.16 選配的外置熱敏打印機，可打印測試數據及已保存測試記錄；打印內容可選擇，從而可以節省打印紙的用量。

手持式氧化鋅避雷器綜合測試儀3 技術指標

3.1 參考電壓測量

3.1.1 參考電壓輸入范圍：    25V～250V有效值，50Hz/60Hz

3.1.2 參考電壓測量準確度：     ±（讀數×5%+0.5V）

3.1.3 電壓諧波測量準確度：     ±（讀數×10%）

3.1.4 參考電壓通道輸入電阻：≥1500kΩ

3.2 電流測量

3.2.1 全電流測量范圍：        0～20mA有效值，50Hz/60Hz

3.2.2 準確度：                ±（讀數×5%+5uA）

3.2.3 阻性電流基波測量準確度：±（讀數×5%+5uA）

3.2.4 電流諧波測量準確度：    ±（讀數×10%+10uA）

3.2.5 電流通道輸入電阻：      ≤2Ω

3.3 電場強度測量

3.3.1 電場強度輸入范圍：  30kV/m～300kV/m

3.3.2 電場強度測量準確度：±（讀數×10%）

3.3.3 電場諧波測量準確度：±（讀數×10%）

3.4 使用條件及外形

3.4.1 工作電源：      內置鋰電池或外置充電器，充電器輸入100-240VAC，50Hz/60Hz

3.4.2 充電時間：      約4小時

3.4.3電池工作時間：  主機8小時，電壓采集器8小時

3.4.4 主機尺寸：      246mm(長)×156mm(寬)×62mm(高)

3.4.5 主機重量：      1.0kg（不含線纜）

3.4.6 電壓采集器尺寸：115mm(長)×120mm(寬)×65mm(高)

3.4.7 電壓采集器重量：0.6kg (不含線纜)

3.4.8 使用溫度：      -10℃～50℃

3.4.9 相對濕度：      ＜90%，不結露

手持式氧化鋅避雷器綜合測試儀4 測量及補償原理

4.1 測量原理

本儀器采用如圖1所示的投影法計算基波及各次諧波的阻性電流。

圖中：U1   基波參考電壓

Ix1p 基波全電流峰值

Ir1p 基波阻性電流峰值

Ic1p 基波容性電流峰值

Φ   基波全電流超前基波參考電壓的角度

計算公式：Ir1p = Ix1p·CosΦ

Ic1p = Ix1p·SinΦ

氧化鋅避雷器全電流既含有氧化鋅避雷器非線性產生的高次諧波，也含有母線電壓諧波產生的高次諧波。與Irp相比Ir1p更加穩定真實；因此建議用Ir1p作為阻性電流指標，Φ和Ir1p均能直觀衡量氧化鋅避雷器的性能。

4.2 相間干擾及自動補償原理

在現場三相同時測試一字排列的氧化鋅避雷器時，如圖2所示，由于雜散電容的存在，A、C相電流相位都要向B相偏移，一般偏移角度為2°～4°左右；這將使A相φ減小，阻性電流增大，C相φ增大，阻性電流減小甚至為負，這種現象稱相間干擾。

解決這一問題的方法是采用自動補償算法，即儀器內置的“自動邊補"功能。假設Ia、Ic無干擾時相位相差為120°，假設B相對A、C相干擾是相同的；測量出Ic超前Ia的角度Φca，A相補償Φ0a=（Φca-120°）/2，C相補償Φ0c= -（Φca -120°）/2。這種方法實際上對A、C相阻性電流進行了平均，極有可能掩蓋存在的問題。因此建議考核沒有進行自動補償的原始數據（即補償角度為0°），并考核其變化趨勢。

手持式氧化鋅避雷器綜合測試儀5 面板及各部件功能介紹

5.1 主機面板圖及接口板圖

主機面板圖及接口板圖如圖3所示。

5.1.1 電流輸入：分為A相、B相、C相三個輸入通道，單相測量時，無論測試A相、B相或者C相電流，都從A相通道輸入。

5.1.2 參考信號輸入：有線測試方式時，使用專用通訊電纜，用于連接電壓采集器；感應測試方式時，用于連接感應板，輸入感應電場信號。

5.1.3 液晶屏：工業級640×480點陣高亮度彩色液晶屏，顯示操作菜單、測試數據、波形等。

5.1.4 按鍵：操作儀器用。 “↑↓"為“上下"鍵，選擇移動或修改數據；“←→"為“左右"鍵，選擇移動或修改數據；“確認"鍵，確認當前操作；“取消"鍵，放棄當前操作。

5.1.5 天線：在使用無線測試方式時，請將配套天線安裝在天線座上，以便于良好的接收無線信號，不安裝天線將大大縮短無線通訊距離。

5.1.6 優盤接口：外接優盤用，用來存儲測試數據，請使用FAT或FAT32格式的U盤。在存儲過程中，嚴禁撥出優盤。

5.1.7 RS232接口：此接口為外置打印機接口，用于連接外置打印機；打印測試結果，打印內容可選擇，不關心的數據無需打印，從而節約打印用紙。

5.1.8 DC IN：儀器充電器接口，請使用儀器配套專用充電器。

5.1.9 開關： 儀器電源開關，在不使用儀器時，請及時關閉儀器電源，以節省電池電量。

5.2 電壓采集器前后面板

電壓采集器前后面板如圖4、5所示。

5.2.1 通訊接口：有線測試方式時，使用專用通訊電纜，用于連接儀器主機參考信號輸入。

5.2.2 天線：在使用無線測試方式時，請將配套天線安裝在天線座上，以便于電壓采集器有效的發射無線信號；不安裝天線將大大縮短無線通訊距離，時間過長有可能燒毀內部無線模塊。

5.2.3 按鍵：操作儀器用。 “↑↓"為“上下"鍵，選擇移動或修改數據；“→"為“右"鍵，選擇移動或確認操作；長按“→"鍵，進入設置菜單界面。

5.2.4 液晶屏：工業級128×64點陣OLED液晶屏，顯示操作菜單、測試數據。

5.2.5 發送指示燈：電壓采集器通過無線方式或者有線方式，每發送一次數據指示燈閃爍一次。

5.2.6 充電口：儀器充電器接口，請使用儀器配套專用充電器。

5.2.7 開關：電壓采集器電源開關，在不使用時，請及時關閉電源，以節省電池電量。

5.2.8 電壓輸入：參考電壓輸入，分為A相（黃色線）、B相（綠色線）、C相（紅色線）、中性點或地線（黑色線）；選擇參考相別為單相，且無論是A相、B相、C相、AB相、CB相都從A相（黃色線）和黑色線輸入。

注意：如果PT二次側是B相接地的，A相（黃色線）接PT二次側A相，黑色線接地，儀器主機參考相別選擇“A-B"；或者A相（黃色線）接PT二次側C相，黑色線接地，儀器主機參考相別選擇“C-B"。

輸入線中串接了120mA自恢復保險。

5.2.9 接地柱：在測試過程中，儀器必須可靠接地。在連接其它測試線之前應先連接接地線；在測試結束后，然后拆除接地線，以保證人身安全。

6 操作使用說明

在進行測試前，儀器主機及電壓采集器外殼應可靠接地（主機依靠電流測試線黑色夾子接地），根據不同的測試方式進行正確的接線，各種測試方式下的接線說明請參照“7 測試接線"。當使用無線測試方式時，電壓采集器盡量放置在比較高的位置（例如：PT端子箱上面），可增加無線通訊距離。

6.1 智能電量管理

儀器在長時間未操作時，將自動降低液晶屏背光亮度，以節省電量，并顯示提示窗口及發出提示音提示用戶關閉儀器電源；儀器具備低電量提示功能；儀器電量低時可插充電器進行充電，并可在充電過程中對儀器進行正常操作使用。

6.2 外置打印機使用說明

外置打印機與儀器主機使用專用連接線進行連接，外置打印機接口上綠色指示燈為電源指示燈，黃色指示燈為數據指示燈。外置打印機連接成功后，儀器主機RS232接口綠色指示燈亮，且屏幕頂部狀態欄顯示打印機圖標。

打印機按鍵和打印機指示燈是一體式。打印機上電后，正常時指示燈為常亮，缺紙時指示燈閃爍。按一次按鍵，打印機走紙。當打印出的打印紙帶有粉紅邊時，表示打印紙即將用完，請及時更換打印紙。

打印機自檢：在儀器電源關閉的情況下按住按鍵不放，同時給儀器上電，即打印出自檢條。

打印機換紙：扣出旋轉扳手，打開紙倉蓋；把打印紙裝入，并拉出一截(超出一點撕紙牙齒)，注意把紙放整齊，紙的方向為有藥液一面(光滑面)向上；合上紙倉蓋,打印頭走紙軸壓齊打印紙后稍用力把打印頭走紙軸壓回打印頭，并把旋轉扳手推入復位。

6.3 主機操作說明

打開儀器主機電源開關，儀器初始化后進入開機屏幕（見圖6），顯示儀器型號、軟件版本號、硬件版本號和儀器編號；隨后自動進入“主菜單"。

6.3.1 主菜單

“主菜單"屏幕見圖7所示。頂部狀態欄顯示當前日期、時間、優盤插入狀態、外置打印機連接狀態、測試方式（及相應附加信息）和儀器主機電池電量；底部顯示軟件版本號、硬件版本號和裝置編號；中間為儀器型號名稱以及可選的功能菜單。

按上下鍵選擇相應的功能菜單，按“確認"鍵進入所選功能菜單；“系統參數設置"菜單為廠內調試用，不對用戶開放。

● 無線測試方式，顯示電壓采集器電池電量及接收到的無線信號強度；電池電量低時，電池符號閃爍；接收不到無線信號時，無線信號強度顯示“？"號，進行測試時將發出“滴‥滴‥滴‥"報警音。

● 有線測試方式，顯示電壓采集器電池電量及有線連接狀態；電池電量低時，電池符號閃爍；連接成功顯示上下箭頭標志，連接失敗顯示“？"號，進行測試時將發出“滴‥滴‥滴‥"報警音。

● 感應測試方式，不顯示電壓采集器相關狀態。

● 顯示此圖標表示優盤已插入且初始化成功。

● 顯示此圖標表示外置打印機連接成功。

6.3.2 測試參數設置

在“主菜單"屏幕中選擇“開始帶電測試"按“確認"進入“測試參數設置"屏幕，見圖8。

按上下鍵選擇設置項目，按“確認"或右鍵進入具體數值設置；當光標在具體數值位置時，按上下鍵調整數值，按“確認"鍵或左鍵返回項目選擇。

右側的提示窗口顯示相應設置項的操作說明及重要提示。

● 試驗編號：設置當前的試驗編號。

● 設備名稱：即被測設備的編號，可以不設置。

● 測試方式：測試方式可選擇有線、無線、感應三種測試方式；當選擇無線測試方式時，“無線"二字右邊的數字表示當前無線模塊使用的頻道數值。

● 參考相別：可設置為ABC、A、B、C、A-B、C-B；選擇感應測試方式時，固定為B相。

ABC表示同時使用三相電壓作為參考電壓。

A、B、C表示使用單相電壓作為參考電壓。

A-B、C-B表示針對PT的B相接地的情況，使用A對B或C對B作為參考電壓。

當使用單相電壓作為參考電壓時，參考電壓由電壓采集器A相（黃線）通道輸入。

● 被測相別：可設置為ABC、A、B、C

ABC表示三相同時測量，在ABC三相電流通道同時輸入三相電流。

A、B、C表示單相測量，使用A相電流通道輸入電流。

● 補償方式：可設置為“禁用補償"、“手動補償"、“自動邊補"三種模式。

“禁用補償"：即補償角度為0°。當參考相為單相，且被測相別與參考相不同時，儀器自動設置理論補償角度，如下表所示。

“手動補償"：手動設置A、B、C三相的補償角度，設置范圍在±360.00°之間。注意：設置的補償角度一定要有依據，不可隨意設置！

“自動邊補"：根據“4.2相間干擾及自動補償原理"所述原理，自動進行補償。

注：補償的角度總是被加到電流與電壓的相位差中；例如：電流電壓相位差80°，補償角度1°，則經補償后電流電壓夾角為81°。

● 補償角度：在此處可以查看或者設置A、B、C三相的補償角度；單相測量時，只顯示被測相別的補償角度。

● P T 變比：在有線、無線測試方式下設置PT電壓變比值，感應測試方式此變比值無效。

PT變比有兩種設置模式，分為“自定義值"和“預置變比"；“自定義值"模式可隨意設置變比值；“預置變比"模式通過選擇PT一次額定電壓和PT二次額定電壓來自動計算PT變比值。

● 開始測試：參數設置完畢后，光標移動至此，按“確認"鍵將啟動測試過程并進入測試數據顯示屏幕；另外，儀器將自動保存此次參數設置，以便于下次使用。

6.3.3 測試數據顯示屏幕

測試數據顯示屏幕分為：主要測試數據、詳細測試數據、諧波測試數據、波形測試數據和參數設置查看五個屏幕，光標移動到“顯示"按“確定"鍵進行切換；單相測量時，沒有單獨的波形測試數據顯示屏幕，波形測試數據將顯示在所有測試數據屏幕中。

這里的參數設置查看屏幕，主要是用于查看進行此次測試時的參數設置情況，不可進行修改，如需修改參數設置請返回“測試參數設置"屏幕進行修改。

主要測試數據屏幕見圖9所示；詳細測試數據屏幕見圖10所示；諧波測試數據屏幕見圖11所示；波形測試數據屏幕見圖12所示；參數設置查看屏幕見圖13所示。

●測試過程中顯示此符號，且閃爍。

●暫停測試時顯示此符號，且閃爍。

點擊“測試"按鈕進入測試狀態；點擊“暫停"進入暫停狀態；測試狀態只能切換顯示屏幕不能進行數據保存、打印等操作；暫停狀態下，將顯示“保存"、“打印"按鈕，可以進行保存、打印等操作。

6.3.4 測試數據說明

● 系統頻率：屏幕右上角顯示儀器采集到的系統頻率值。

● 三相電壓夾角：三相同時測量時，顯示三相電壓夾角Φa-b、Φb-c、Φc-a；單相測量時，不顯示。

● Ux：參考電壓有效值，僅包含基波和3、5、7次諧波，計算公式為：

當使用感應測試方式時，顯示Ex表示電場感應強度，單位KV/m。

● U1：基波電壓有效值；使用感應測試方式時，顯示E1表示基波電場感應強度。

● U3、U5、U7：3、5、7次諧波電壓有效值及其占基波電壓的相對含量；使用感應測試方式時，顯示為E3、E5、E7。

● Ix：全電流有效值，僅包含基波和3、5、7次諧波。

● Ixp：全電流峰值，即Ix的峰值。

● Ir：阻性電流有效值，僅包含基波和3、5、7次諧波阻性電流。

● Irp：阻性電流峰值，即Ir的峰值。

● Ir1p：基波阻性電流峰值。

● Ic1p：基波容性電流峰值。

● Ir3p、Ir5p、Ir7p：3、5、7次諧波阻性電流峰值。

注意：基波電流超前基波電壓的角度Φ超過90°時，Ir1p為負值；超過180°時，Ic1p也為負值。如果Ix波形是平頂的，Ic1p可大于Ixp。

● P1：基波功耗，即基波阻性電流有效值與基波電壓有效值的乘積。使用感應測試方式時，儀器內假定U1=1000V，基波功耗單位顯示為mW/KV、W/KV；此值乘以系統實際電壓值（單位：KV），便可得到運行電壓下氧化鋅避雷器的實際功耗。

● Cx：氧化鋅避雷器電容量，計算公式為：

式中：Ic1 基波容性電流有效值

f   系統頻率

U1  基波電壓有效值

使用感應測試方式時，儀器內假定U1=1000V，電容量單位顯示為uF·KV、nF·KV；此值除以系統實際電壓值（單位：KV），便可得到運行電壓下氧化鋅避雷器的實際電容量。

● Φ：基波電流超前基波電壓的角度，其中已經包含了補償角度。儀器根據Φ給出結論的判斷依據如下表：

注:本儀器具有波形自動放大功能，因此波形幅度并不能代表相應數據值的大小。

6.3.5 測試記錄查詢

測試記錄查詢屏幕見圖14所示。此屏幕可以查看保存在本機的所有測試記錄，及所有測試數據、波形及其相應的參數設置；并可對已保存的測試記錄進行轉存至優盤、打印等操作。“001/003"前面的數字表示當前查看的測試記錄的保存編號，后面的數字表示已保存的測試記錄數量，本儀器可以保存100條測試記錄；按“←→"鍵切換要查看的測試記錄。

6.3.6 實時時鐘設置

實時時鐘設置屏幕見圖15所示。用于設置儀器自帶的時鐘；按“↑↓"鍵調整數值，按“←→"鍵移動光標，按“確認"鍵保存設置，按“取消"放棄設置。

6.4 電壓采集器操作說明

打開電壓采集器電源開關，電壓采集器初始化后進入開機屏幕（見圖16），顯示電壓采集器軟件版本號、硬件版本號和儀器編號；隨后自動進入“測試數據"屏幕。

6.4.1 測試數據顯示屏幕

測試數據顯示屏幕見圖17所示。在此屏幕中顯示：

● 電壓采集器電池電量。

● 通過A相測量的系統頻率。

● 電壓采集器發送模式：為無線發送模式（符號上面顯示的數值為無線通訊頻道），為有線發送模式；按“→"鍵進行模式切換。

● 三相參考電壓有效值，基波、3次、5次、7次諧波電壓有效值。

● 三相基波電壓相位差。

按“↑↓"鍵可切換顯示內容；電壓采集器具備相序錯誤報警功能，在參考電壓為三相（同時采集三相電壓）時，如果三相相序不是正相序，則會顯示報警信息并發出報警音。

如果電壓采集器開機后沒有進行電壓測量（電壓小于1V），在一段時間后，電壓采集器會發出提示音和提示信息，提示用戶關機；如果進行測量，則不會發出提示音和提示信息。

6.4.2 主菜單及無線頻道設置

在測試數據顯示屏幕下，長按“→"鍵進入“主菜單"屏幕，“主菜單"屏幕包含“1.無線頻道設置"和“2.系統參數設置"兩個選項，通過“↑↓"鍵選擇，按“→"鍵確認；“2.系統參數設置"為廠內調試用，不對用戶開放。

選擇“1.無線頻道設置"選項并確認后，會進入“密碼輸入"屏幕，按“→"鍵移動光標；光標在密碼位置時，按“↑↓"鍵修改密碼值；光標在“確定"或“取消"位置時，按“↑↓"鍵相當于“確認鍵"。無線頻道設置菜單密碼為“888888"。

無線頻道數值不能隨意修改，頻道值必須與儀器主機相同。當遇到同頻干擾需要修改無線通訊頻道時，設置好電壓采集器無線頻道后，在測試數據顯示屏幕下，按“→"鍵將電壓采集器發送模式改為有線模式；用有線通訊電纜連接電壓采集器和儀器主機，儀器主機設置為有線測試方式，當通訊成功后，儀器主機的無線通訊頻道會自動設置為與電壓采集器一致的頻道值。之后便可改為無線測試方式進行測試操作。

7 測試接線

7.1 注意事項

7.1.1 儀器主機及電壓采集器在測試前必須可靠接地（主機依靠電流測試線黑色夾子接地）。

7.1.2 電流采樣，單相測試時，從儀器主機A相通道輸入；三相測試時，從A、B、C相通道分別輸入；且儀器只能用于低壓小電流信號采樣，所以測試線應遠離高壓。

提示：從氧化鋅避雷器計數器取電流，當測試夾連接良好時，計數器電流表指針歸零；電流表指針不歸零，表示測試夾沒有接好，此時用測試夾在連接部位摩擦幾下使電流表指針歸零即可。

為了保證測試安全性，應先連接黑色夾子，從而使儀器主機先接地，再連接其它顏色測試夾子。

7.1.3 參考電壓采樣，單相測試時，從電壓采集器A相（黃色）通道輸入；三相測試時，從A、B、C相（黃色、綠色、紅色）通道分別輸入；電壓測試線上串聯有120mA自恢復保險，以防止測試線短路造成PT二次側短路。

7.1.4 感應測試方式，感應板必須放在B相氧化鋅避雷器底座上，從儀器主機參考信號通道輸入；且感應板必須垂直于B相氧化鋅避雷器放置；其水平位置應在A、C相避雷器水平對稱的中心線上。

7.1.5 無線測試方式，電壓采集器應盡量放置在相對較高的位置（例如：PT端子箱上面），這樣可以增加無線發射、接收距離；當無線信號較弱時，可適當調整天線方向，以增強無線信號強度；特殊情況下可使用帶延長線的吸盤天線來改善無線信號質量。

7.2 有線測試方式接線說明

有線測試方式需要使用通訊電纜將儀器主機和電壓采集器連接起來，通過有線方式進行數據傳輸和同步，接線示意圖見圖18所示。

接線時，電流和電壓相序一定要按照正確相序連接。儀器主機設置為有線測試方式，電壓采集器設置為有線發送方式。

7.3 無線測試方式接線說明

無線測試方式儀器主機和電壓采集器通過無線通訊進行數據傳輸和同步，接線示意圖見圖19所示。

7.4 感應測試方式接線說明

感應測試方式不需要電壓采集器，儀器主機完成電流采樣和感應電場采樣。感應板應放置在B相避雷器底座上，放置位置應與A、C相避雷器對稱，并且感應板與B相避雷器垂直；接線示意圖見圖20所示。

8 售后服務

8.1 凡購本公司產品隨機攜帶產品保修單，訂購產品交貨時，請當場檢驗并填好保修單。

8.2 自購機之日起，在保修期內，維修不收取維修費；保修期外，維修調試收取適當費用。

8.3 電池屬消耗品，不在保修范圍內。

8.4 屬下列情況之一者不予保修：

8.4.1 用戶對儀器有自行拆卸或對儀器工藝結構有人為改變。

8.4.2 因用戶保管或使用不當造成儀器的嚴重損壞。

8.4.3 屬于用戶其它原因造成的損壞。