概述

HDJD-200W架空线小电流接地故障定位仪，适用于小电流接地系统架空线路，在线路发生单相接地故障而停运后，可用本设备对接地点进行定位，HDJD-200W架空线小电流接地故障定位仪是一套便携设备，可进行多条线路的故障定位。整套设备由发射机、传感器、接收机及附件组成。在故障线路停运后，由发射机向线路施加超低频高压信号使故障重现，在线路沿途用绝缘杆将传感器挂在线路上检测信号，并通过无线方式向地面上的接收机传输数据，接收机显示测量结果。在故障点前，电流持续存在，故障点后，电流消失。可行粗略分段，再定点，从而快速确定故障位置。

二、功能特点

1.  适用于小电流接地系统配电网，检测架空线路的单相金属性接地、经电弧接地、经过渡电阻接地等多种故障。

2.  在线路停运后进行定位，特别适用于有电缆分支的故障线路。

3.  施加高压信号使故障重现，电流信号稳定，易于检测。

4.  超低频信号避免系统分布电容影响，能对高阻值故障进行定位。

5.  发射机安全特性：高压启动闭锁功能、输出允许直接短路。

6.  传感器使用高灵敏度传感器，开口设计，无需闭合，方便在线路上挂接。

7.  传感器和接收机无线通讯传输，安全可靠。

8.  发射机可使用市电、发电机供电，传感器和接收机干电池供电。

9.  发射机体积小，重量轻；传感器为体积重量小化设计，方便沿线挂接；接收机为手持式设计。

10.  接收机采用大屏幕液晶显示器，显示传感器状态、电流波形和电流值。

三、技术指标  

1. 定位精度：0.2米。

2. 发射机输出特性：

(1)  输出频率1Hz

(2)  开路电压： 基波有效值0~2800V，

（脉动直流，峰值8kV，相当于10kV线路的相电压峰值）；

(3)  短路电流： 基波有效值0~35mA（脉动直流，峰值100mA）

3. 传感器与接收机的无线通讯距离：不小于100m。

4. 发射机电源：AC 220V市电，可接发电机（输出功率≥1500W）。

5. 发射机功率：功率900W。

6. 传感器电源：3节5号碱性干电池。

7. 接收机电源：5节5号碱性干电池。

8. 体积：

发射机417×234×318mm；传感器180×100×35mm；接收机205 ×100×35mm

9. 质量：发射机16.8kg；传感器0.45kg；接收机0.45 kg

10.    使用条件：温度:-10℃－40℃，湿度5-90％RH，海拔<4500m。

第二章 设备组成

本设备包括发射机、传感器、接收机及相关附件：发射机的接线盘、输出连接线、挂线杆、电源线及保护地线，传感器的挂线杆等组成。

一、发射机

       发射机用于向故障线路施加超低频脉动直流信号使接地故障复现，电流由发射机输出，流经故障线路，在接地点入地并返回发射机。

       其中：

1.    电源插座、保险管、电源开关：用于连接220V电源线，更换保险管，以及进行电源的开关。

2.    高压合按钮：电源开关打开之后，需要电压调整在零位时，按“高压合”按钮，设备才有高压信号输出。

3.    高压分按钮：用于停止设备输出。

4.    零位指示：用于指示调压旋钮处在零位。

5.    保护指示：用于指示设备进入保护状态。该指示灯亮时，表示设备处于保护闭锁状态，设备停止信号输出。调整“输出调整”旋钮至零位，复位该指示灯。

6.    输出调整旋钮：用于调整输出电流、电压大小。该旋钮只有在零位时（零位指示灯亮），才能按“高压合”按钮启动发射机正常输出信号。

7.    保护电流：用于指示设备输入电流的大小，如输入电流大于保护定值4A，则内部保护电路动作，设备停止工作。此时需要将电压调整旋钮调至零位后复位保护电路，然后重新调整电流大小。

8.    输出电压：用于指示设备输出电压的大小

9.    保护地端子：用于连接保护地线，接大地网。

10.  高压输出插座：用于连接故障线路。根据现场情况，可使用短连接线夹在开关柜的线路侧；若必须接在架空的线路上，则选用接线盘装的长连接线，并用挂线杆挂在故障线路上。

11.  测试地插座：接工作接地线，接大地网。

成一定的危害。结合现场测量数据对轴电压的性质作了分析，列举出对发电机造成损坏的各种情形。在其检测手段上，分别对轴绝缘检测法和轴电流测量法的原理进行了分析，对三峡电站的应用效果作了评估，比较了两种方法的特点优劣，提出了应用注意事项和优化手段。

轴电压的性质与轴绝缘系的必要性由于定、转子之间的气隙不均匀以及定子铁芯的局部磁阻较大、磁路不对称等原因，导致发电机的定子磁场存在不平衡，这会使得水轮发电机的转子上产生与轴相交的交变磁通和轴向的感应电势，即轴电压[1]。对于水轮发电机，由于机组转速不高，且通过设计制造和安装单位对机组安装质量的控制，机组正常运行时该感应电势对地不会太高，发电机上端轴轴电压一般不超过10 V，三峡电站机组的轴电压也大致处于这一水平。为某型水轮发电机的轴电压现场实录波形，该型机因定子磁路设计上的问题，轴电压偏高，峰值甚至达数十伏。电压谐波特征明显，但起主要作用的是基波与三次谐波[2]。以三峡某机型为例，通过FFT 分析，(如图2)当机端压为额定时，三次谐波占整个电压比例的一半以上。清华大学与福建省电力系统研究和生产单位合作，也获取了有价值的轴电压频谱数据[3]，结论与三峡机型的特征是吻合的。尽管轴电势有效值不大，但在发电机内部各种交变的脉冲磁场的作用下，其峰值可能很高。对水轮发电机而言，由于转子大轴电阻很小，且一般轴承与大轴间只有不到1 mm 的油膜间隙，如轴领与大轴间绝缘破坏，轴电压将沿轴承和底板形成闭合回路产生轴电流。视瓦面油膜破坏情况，轻则使润滑油劣化进一步恶化轴瓦的运行环境，轴承震动增大，重则对轴瓦放电甚至击穿，对轴瓦造成电气侵蚀，灼伤瓦面和镜板。除了对瓦面和镜板造成潜在损坏外，如果轴电流足够大，还会磁化大轴。已知发生过的故障轴电流系大值可达数百安培。有案例[4]表明，某200 MW 汽轮发电机发生轴承油膜被轴电压击穿而受破坏，导致较大轴电流。经过近4个月的检修再次起动并列时，由于轴向剩磁太大，转轴成为单极直流发电机，感应电动势产生的轴电流很快使轴瓦冒烟，被迫再次停机进行严格退磁，才使剩磁降低。正常的轴电压对设备本身并不产生直接危害，只有在轴绝缘破坏后才产生后果。因此，轴绝缘的监测的必要性逐渐成为广泛共识。从某种意义上讲，轴瓦的破坏程度取决于轴电流的幅值和作用时间;从运行角度来讲，运行人员需要随时或提前知道轴电流的变化或轴承绝缘的损坏程度。根据这两种取向，一次设备制造厂家就提出各种对轴绝缘进行监测的方法。架空线小电流接地故障定位仪开关电器用适用于

 轴绝缘监测方法为了防止轴电流对润滑油和轴瓦的损害，三峡电站机组主要采用两种防范手段。一是从结构上入手，在转子下端对大轴碳刷接地，在上端轴与上端轴领间加酚醛玻璃板绝缘，以防止轴电流形成回路，同时限制大轴对地电位;二是采用轴绝缘监测手段对轴绝缘进行监测，以保证在轴电流达到轴瓦的破坏电流值以前，通知运行人员，采取必要的措施。峡机组的生产厂家分别采用了两类不同的轴绝缘监测方案。一类监测方案是架空线小电流接地故障定位仪开关电器用适用于加装轴CT，通过监测轴电流系上端轴绝缘情况;另一类监测方案是采用两块SINEAX V604 通用可编程变送器利用姆欧法对上端轴轴领、轴领与大轴间的铜箔及大轴间的绝缘进行分段系，可参见图4。

2.1 轴CT 电流测量法通过轴CT 对通过大轴的交流电流的大小进行监测的方