一、概述
武漢中旭（）ZX3013型氧化鋅避雷器帶電測(cè)試儀是用于檢測(cè)氧化鋅避雷器電氣性能的儀器，該儀器適用于各種電壓等級(jí)的氧化鋅避雷器的帶電或停電檢測(cè)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部絕緣受潮及閥片老化等危險(xiǎn)缺陷。
儀器操作簡(jiǎn)單、使用方便，測(cè)量全過(guò)程由單片機(jī)控制，可測(cè)量氧化鋅避雷器的全電流、阻性電流及其諧波、工頻參考電壓及其諧波、有功功率和相位差，大屏幕可顯示電壓和電流的真實(shí)波形。儀器運(yùn)用數(shù)字波形分析技術(shù)，采用諧波分析和數(shù)字濾波等軟件抗干擾方法使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定，可準(zhǔn)確分析出基波和3～7次諧波的含量，并能克服相間干擾影響，正確測(cè)量邊相避雷器的阻性電流。本機(jī)配有高速面板式打印機(jī)，可充電電池，試驗(yàn)人員在現(xiàn)場(chǎng)使用十分方便。儀器采用*的高速磁隔離數(shù)字傳感器直接采集輸入的電壓、電流信號(hào)，保證了數(shù)據(jù)的可靠性和安全性。
二、儀器特點(diǎn)
1.      本機(jī)采用大屏幕液晶顯示，全中文菜單操作，使用簡(jiǎn)便。
2.      高精度采樣、處理電路，*的傅里葉諧波分析技術(shù)，確保數(shù)據(jù)更加可靠。
3.      儀器采用*的高速磁隔離數(shù)字傳感器直接采集輸入的電壓、電流信號(hào)，保證了數(shù)據(jù)的可靠性和安全性。
4.      本儀器可以使用電場(chǎng)感應(yīng)的方法代替PT二次接線。
5.      支持無(wú)同步電壓取樣方式。
6.      本儀器可以三相同測(cè)，自動(dòng)補(bǔ)償，使用特別方便
7.      具有阻性電流基波峰值輸出、邊相校正等功能。
8.      儀器配有可充電電池、日歷時(shí)鐘、微型打印機(jī)，可存儲(chǔ)120組測(cè)量數(shù)據(jù)；
三、儀器面板示意圖
面板說(shuō)明：
1---參考電壓輸入端；      2---A相泄漏電流輸入端；       3--- B相泄漏電流輸入端；
4---C相泄漏電流輸入端；  5---測(cè)量接地端；               6---微型打印機(jī)；
7---安全接地端；          8---充電插座；                 9---電源開(kāi)關(guān)；
10--大屏幕液晶顯示器;     11---觸摸鍵盤(pán)區(qū)；
▲增大 ▼減小 ▼功能  ↙確定
四、主要技術(shù)參數(shù)
Ø    全電流測(cè)量范圍： 0—20mA有效
50Hz/60Hz  準(zhǔn)確度：±（讀數(shù)×5%＋5µA）
Ø    阻性電流基波測(cè)量準(zhǔn)確度（二次法不含相間干擾）：±（讀數(shù)×5%＋5µA）
Ø    電流諧波準(zhǔn)確度：±（讀數(shù)×10%＋10µA）
Ø    參考電壓輸入范圍：25V—250V有效值，總諧波含量＜30%  50Hz/60Hz
Ø    參考電壓測(cè)量準(zhǔn)確度：±（讀數(shù)×5%＋0.5V）
Ø    電壓諧波測(cè)量準(zhǔn)確度: ±（讀數(shù)×10%）
Ø    基波電流與基波電壓間夾角：0-360°
Ø    電池工作時(shí)間：主機(jī)6小時(shí)  充電電源：220V±10%  50Hz/60Hz  充電時(shí)間：5小時(shí)
Ø    主機(jī)體積：325×280×140
Ø    主機(jī)重量：3.5Kg(不含線纜)
Ø    工作環(huán)境：溫度：-10—50℃  濕度：＜90%
 
五、操作模式
1．有線模式：
儀器輸入PT二次電壓作為參考信號(hào)，同時(shí)輸入MOA電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)傅立葉變換可以得到電壓基波U1、電流基波峰值Ix1p和電流電壓角度Φ。因此與電壓同相分量為阻性電流基波峰值（Ir1p），正交分量是容性電流基波峰值（Ic1p）：
Ir1p=Ix1pCOSΦ       Ic1p=Ix1pSINΦ
考慮到δ=90°—Φ相當(dāng)于介損角，直接用Φ評(píng)價(jià)MOA也是十分簡(jiǎn)捷的：沒(méi)有“相間干擾”時(shí)，Φ大多在81°~86°之間。按“阻性電流不能超過(guò)總電流的25%”要求，Φ不能小于75.5°，可參考下表對(duì)MOA性能分段評(píng)價(jià)：
 

實(shí)際上Φ<80°時(shí)應(yīng)當(dāng)引起注意。
接地:
測(cè)量前先連接地線，測(cè)量完zui后拆接地線！如果接地點(diǎn)有油漆或銹蝕必須清除干凈。
參考電壓：
參考電壓信號(hào)線一端插入?yún)⒖茧妷翰遄?，另一端接被測(cè)相PT二次低壓輸出：小黑夾子接中性點(diǎn)(x)，小紅夾子接待測(cè)相電壓(a/b/c)。外施法測(cè)量時(shí)接升壓變壓器的測(cè)量繞組。如果PT距離較遠(yuǎn)，可使用加長(zhǎng)線。
電流信號(hào)：
先將泄漏電流信號(hào)線插頭插入儀器，后將另一端夾子夾到（或通過(guò)絕緣竿搭到）被測(cè)相MOA放電計(jì)數(shù)器上端。試驗(yàn)室內(nèi)可將無(wú)放電計(jì)數(shù)器的MOA放到絕緣板上，由MOA下端取電流信號(hào)。電流信號(hào)不能使用加長(zhǎng)線。                              
接線圖如下：（圖二）

2．感應(yīng)模式：
在MOA底座上設(shè)置電場(chǎng)感應(yīng)傳感器，其感應(yīng)電流超前電場(chǎng)強(qiáng)度（母線電壓）90°，經(jīng)過(guò)積分運(yùn)算后與電場(chǎng)強(qiáng)度或母線電壓同相位，因此可以用電場(chǎng)感應(yīng)傳感器的信號(hào)作為測(cè)量參考。儀器輸入電場(chǎng)感應(yīng)傳感器信號(hào)，同時(shí)輸入MOA電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)傅立葉變換可以得到電場(chǎng)基波E1、電流基波峰值Ix1p和電流電場(chǎng)角度Φ。與電場(chǎng)同相分量為阻性電流基波峰值（Ir1p），正交分量是容性電流基波峰值（Ic1p）。
使用B相感應(yīng)信號(hào)作參考
因?yàn)锳/C兩個(gè)邊相對(duì)B相底座的電場(chǎng)影響抵消，應(yīng)將感應(yīng)板設(shè)置到B相MOA底座上與A/C相相對(duì)稱(chēng)的位置，可以得到B相正確的相位信息。A/C相MOA底座電場(chǎng)受B相影響，不要將感應(yīng)板設(shè)置到A/C相MOA底座上。
接線圖如下：（圖三）

3．無(wú)線模式：
氧化鋅避雷器帶電測(cè)試儀僅僅需要一根電流線，取到電流信號(hào)即可測(cè)量出全電流和阻性電流。(此模式為快速測(cè)試，僅需要B相電流信號(hào)，按測(cè)量后為等待狀態(tài)。依次接A、B、C相放電計(jì)數(shù)器上端，打印機(jī)開(kāi)始工作為一相測(cè)量周期結(jié)束，測(cè)量完后關(guān)機(jī)退出)
電流信號(hào)
       先將泄漏電流信號(hào)線插頭插入儀器，后將另一端夾子夾到（或通過(guò)絕緣竿搭到）被測(cè)相MOA放電計(jì)數(shù)器上端。試驗(yàn)室內(nèi)可將無(wú)放電計(jì)數(shù)器的MOA放到絕緣板上，由MOA下端取電流信號(hào)。電流信號(hào)不能使用加長(zhǎng)線。
接線圖如下：（圖四）

4．三相同測(cè)：
接地:
測(cè)量前先連接地線，測(cè)量完zui后拆接地線！如果接地點(diǎn)有油漆或銹蝕必須清除干凈。
參考電壓
參考電壓信號(hào)線一端插入?yún)⒖茧妷翰遄?，另一端接B相PT二次低壓輸出。
電流信號(hào)
       先將泄漏電流信號(hào)線插頭插入儀器，后將另一端的四個(gè)夾子夾到（或通過(guò)絕緣竿搭到）A,B,C相MOA放電計(jì)數(shù)器上端和地端。電流信號(hào)不能使用加長(zhǎng)線。
                              
六、儀器操作步驟
l         打開(kāi)電源開(kāi)關(guān), 屏幕出現(xiàn)如下開(kāi)機(jī)界面。

主菜單的具體操作說(shuō)明如下：
l         線路編號(hào)：按“▼”鍵將光標(biāo)指向“線路編號(hào)”，按“↙”鍵進(jìn)入；按“▼”鍵選擇要調(diào)整的位置，此位置下會(huì)有一個(gè)小光標(biāo)；按 “▲”、“▼” 鍵進(jìn)行選擇，所有位調(diào)整完成后，按“↙”鍵。
l         PT變比：按“▼”鍵將光標(biāo)指向“PT 變比”，按“↙”進(jìn)入；按“▼”鍵選擇要調(diào)整的位置，此位置下會(huì)有一個(gè)小光標(biāo)；按 “▲”、“▼” 鍵進(jìn)行選擇，所有位調(diào)整完成后，按“↙”鍵。
l         測(cè)試相序：按“▼”鍵將光標(biāo)指向“測(cè)試相序”，按“↙”進(jìn)入；按“▼”鍵選擇要調(diào)整的位置，此位置下會(huì)有一個(gè)小光標(biāo)；按 “▲”、“▼” 鍵進(jìn)行選擇，所有位調(diào)整完成后，按“↙”鍵。其中A,B,C表示單相測(cè)量,X表示三相同測(cè).
l         補(bǔ)償角度：調(diào)整方法同上，一般相間干擾的影響大約在2°~ 5°，由于準(zhǔn)確測(cè)算干擾量有一定困難，一般不提倡硬性補(bǔ)償，而是將其設(shè)置為0.0°,可以按規(guī)程要求，縱向比較一段時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)。如果需要調(diào)整邊相校正角，可參考后面“測(cè)量原理”的有關(guān)章節(jié).如果選擇三相同測(cè),角度自動(dòng)補(bǔ)償.
l         日期：調(diào)整方法同上，用“▼”鍵選擇要調(diào)整的項(xiàng)目年、月、日、時(shí)、分、秒，用“▲”、“▼”鍵進(jìn)行調(diào)整，全部調(diào)整完后，按“↙”鍵。
l         模式 ： 按“↙”將會(huì)在有線,感應(yīng),無(wú)線三種模式之間切換.
l         查看：按鍵盤(pán)“▼”鍵將光標(biāo)指向“查看”，按“↙”進(jìn)入（如圖七所示）；按 “▲、▼、▼” 鍵選擇要查看的數(shù)據(jù)，按“↙”鍵顯示該組數(shù)據(jù)；


 測(cè)量：按“▼”鍵使光標(biāo)指向“測(cè)試”，按“↙”進(jìn)入測(cè)量，出現(xiàn)圖八所示測(cè)量畫(huà)面。


l         測(cè)試完畢，會(huì)出現(xiàn)測(cè)試結(jié)果，如圖九所示。

顯示： 轉(zhuǎn)換顯示畫(huà)面，顯示全部測(cè)試信息，或簡(jiǎn)要顯示。如果是三相同測(cè),按“▲”,“▼”可以循環(huán)顯示三相的信息
打?。嚎蓪y(cè)量的數(shù)據(jù)打印出來(lái)，但不存儲(chǔ)
存儲(chǔ)：存儲(chǔ)當(dāng)前數(shù)據(jù)，選擇好數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置，按“↙”鍵保存。
退出：退出測(cè)量，回到系統(tǒng)主菜單。
七、測(cè)量原理
1．測(cè)量原理
輸入電流電壓經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波后，取出基波，然后用投影法計(jì)算出阻性電流基波峰值Ir1p=Ix1p.cosφ，因基波數(shù)值穩(wěn)定，故目前普遍采用Ir1p衡量避雷器性能。
    總電流基波峰值Ix1p在電壓基波U1（E1）方向投影為Ir1p，在垂直方向投影為Ic1p，φ為電流電壓基波相位角，其中包含選定的補(bǔ)償角度(圖十一)。因此，用φ和Ir1p均能直觀衡量MOA性能。
Ic1p          Ix1p       A相  B相  C相             Ib
                      雜散
                           電容                    
 
                                    Ia(有干擾)   Ic(有干擾)
φ
             Ir1p    U1                       Ia(無(wú)干擾)   Ic(無(wú)干擾)
     圖十一、投影法           圖十二、一字排列避雷器    圖十三、AC相受B相影響
 
2．相間干擾
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，一字排列的避雷器(圖十二)，中間B相通過(guò)雜散電容對(duì)A、C泄漏電流產(chǎn)生影響，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(fù)，這種現(xiàn)象稱(chēng)相間干擾(圖十三)。
    一種方法是補(bǔ)償相間干擾：假設(shè)Ia、Ic無(wú)干擾時(shí)相位相差120°，假設(shè)B相對(duì)A、C相干擾是相同的；
將電壓取B相，電流取C相，測(cè)得φ1=φcb；再將電流取A相，測(cè)得φ1=φab；則C相電流與A相電流之間的相位差φca=φcb-φab；
選擇校正角Dφ=(φca -120°) / 2，將此值在主菜單中置入儀器即可；
選擇好相序，儀器會(huì)根據(jù)所選相序自動(dòng)進(jìn)行角度補(bǔ)償（A相加Dφ，B相不要補(bǔ)償即選0，C相減Dφ）。
這種方法實(shí)際上對(duì)A、C相阻性電流進(jìn)行了平均，也有可能掩蓋問(wèn)題。因此還是建議考核沒(méi)有邊相補(bǔ)償?shù)脑紨?shù)據(jù)?，F(xiàn)場(chǎng)的干擾可能是復(fù)雜的，如果不能進(jìn)行合理補(bǔ)償，則建議記錄沒(méi)有補(bǔ)償?shù)脑紨?shù)據(jù)(即補(bǔ)償角度為0)，從阻性電流的變化趨勢(shì)判斷避雷器性能。
    如果允許，可以只給待測(cè)相加電，以取得數(shù)據(jù)。而試驗(yàn)室測(cè)量不必考慮相間干擾。
3．避雷器性能判斷
避雷器性能可以從阻性電流基波峰值Ir1p判斷，但從電流電壓角度Φ判斷更有效，因?yàn)?0°-Φ相當(dāng)于介損角。如果規(guī)定阻性電流小于總電流的25%，對(duì)應(yīng)的φ為75°；
無(wú)相間干擾時(shí)：

 
有相間干擾時(shí)，產(chǎn)生誤差：

 
實(shí)際測(cè)量時(shí)應(yīng)考慮此誤差影響，盡管有此相間干擾誤差，但判斷MOA性能還是可行的。如僅用Ir1p判斷，在90°附近會(huì)有若干倍的變化，此時(shí)不如直接查看角度更合理。
4、實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中注意
由于本儀器可以三項(xiàng)同側(cè)，自動(dòng)補(bǔ)償，所以使用時(shí)候特別方便。上邊所說(shuō)的相間干擾等問(wèn)題在三相同側(cè)的時(shí)候已經(jīng)由儀器自動(dòng)計(jì)算出來(lái)，不需要試驗(yàn)人員計(jì)算。總之，使用本儀器時(shí)候，只要接好測(cè)試線，打開(kāi)儀器測(cè)試就可以。所有的問(wèn)題儀器已經(jīng)解決了。
八、測(cè)試數(shù)據(jù)說(shuō)明：
Ux：參考電壓有效值。它僅含基波和 3、5、7 次諧波。計(jì)算公式為：
Ux = √(U1)2 + (U3)2 + (U5)2 + (U7)2 
變比Ku=1.000已經(jīng)乘到 U中，如果Ku 設(shè)置為PT變比，將顯示母線電壓。 感應(yīng)板方式用 E 表示電場(chǎng)強(qiáng)度，基本單位為V/m，計(jì)算公式與電壓類(lèi)似。
U1:為試驗(yàn)電壓基波有效值。當(dāng)諧波含量較小時(shí)，U1≈Ux
U357%：電壓的3、5、7 次諧波占電壓基波的相對(duì)含量，單位為％。
感應(yīng)板方式用E357%表示。
Ix：全電流有效值。它僅含基波和3、5、7 次諧波。
Ixp：全電流峰值，即Ix的峰值。
Ix1、Ix3、Ix5、Ix7:全電流1、3、5、7次有效值。
Ir：阻性電流有效值。它僅含阻性電流基波和阻性電流3、5、7次諧波。 Irp：阻性電流峰值，即Ir 的峰值。
Ir1p：阻性電流基波峰值。
Ic1p：容性電流基波峰值。
MOA全電流既含有 MOA非線性產(chǎn)生的高次諧波，也含有母線電壓諧波產(chǎn)生的高次諧波。與Irp 相比 Ir1p 更加穩(wěn)定真實(shí)。因此建議用 Ir1p作為阻性電流指標(biāo)。
儀器采用投影法計(jì)算：
Ir1p = Ix1p sinΦ
Ic1p = Ix1p cosΦ
圖十一其中Φ 為電流超前電壓角度，其中已經(jīng)包含補(bǔ)償角度Φ0。
注意：（1）Φ 超過(guò) 90°Ir1p 為負(fù)值，超過(guò) 180°Ic1p 也為負(fù)值。（2）如果 Ix 波形是平頂?shù)?，Ic1p可大于Ixp。
P：有功功率。
說(shuō)明：（1）Ku 應(yīng)設(shè)置為 PT 變比以獲得運(yùn)行電壓下 MOA 功耗。（2）如果參考電壓是線電壓方式，U1 還除以  3 。（3）感應(yīng)板方式假定U1=1000V，功率名稱(chēng)改為Pkv，可以乘實(shí)際電壓（以kV為單位）以獲得運(yùn)行電壓下MOA功耗。
Cx：MOA電容量。計(jì)算公式如下：
Ic1
Cx =
2πf U1
Ic1為容性電流有效值，U1 是基波電壓有效值，f是電網(wǎng)頻率。
說(shuō)明：（1）Ku 應(yīng)設(shè)置為 PT 變比以獲得運(yùn)行電壓下 MOA 電容量。（2）如果參考電壓是A-B或C-B方式，U1 還除以  3 。（3）感應(yīng)板方式假定U1=1000V，電容名稱(chēng)改為Ckv，可以除以實(shí)際電壓（以kV為單位）以獲得運(yùn)行電壓下MOA電容。
Ir3p、Ir5p、Ir7p：3、5、7次阻性電流諧波峰值。
說(shuō)明：Ir3p、Ir5p、Ir7p 與諧波算法有關(guān)。因此 Ir、Irp 和阻性電流波形都受到諧波算法影響。
Φ：電流超前電壓角度，其中已經(jīng)包含補(bǔ)償角度Φ0。
十一、設(shè)備成套：
本設(shè)備出廠應(yīng)包括如下部分：
1．外包裝箱                           一個(gè)
2．               一臺(tái)
3．電場(chǎng)感應(yīng)傳感器                     一個(gè)
4．電流、電壓輸入線                 一套
5．電源線                          一根
6．接地線                          一根
7．產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)                       一份
8. 產(chǎn)品合格證及出廠檢測(cè)報(bào)告          一份