对于大型油浸式变压器，实现内置式传感器的有效监测和长期可靠运行要考虑运行变压器内部的电、磁、热、流多物理场耦合环境，同时传感器要易于安装且不影响设备本身可靠运行。
依托国家电网有限公司科技项目，攻关团队研发了可通过变压器油阀安装、基于聚四氟乙烯绝缘筒的光纤法珀超声波探头、特高频天线一体化传感装置，以及相应的联合监测与诊断系统，实现了变压器油中超声直达波的测量，并通过同步采集超声波、特高频两种信号实现局部放电源的准确判断和快速定位。
“针对超声波探头，我们设计了微米级厚度的支撑梁式敏感膜片，可兼顾超声测量频带和灵敏度，膜片中心响应频率139千赫、灵敏度620纳米/千帕、分辨力0.3帕，实现了油中微弱超声信号的可靠检测。与特高频传感装置融合设计后的探头直径仅有3厘米，能直接通过油阀伸入变压器内部开展测量。”
攻关团队还建立了变压器内部的声场和电磁场模型，明确了传感装置安装位置和探头伸入深度对设备可靠运行的影响和与信号耦合强度的关系，提出了直接法和抽气法两种传感器安装方法，实现了不泄漏绝缘油的可靠装拆。
自21年5月起，油阀内置式超声波、特高频一体化智能传感装置在上海、山西、宁夏等多地的变电站、换流站应用，在大型变压器（电抗器）设备制造、验收及运维全过程的可靠管控中发挥了重要作用。
一、产品概述（WBST-2000电力市场需求“架空线路接地点故障测试仪”测量稳定可靠）
近几年来，随着电网改造工程的实施，10kV配电线路由原来的“两线一地”供电方式改造为中性点不接地的“三相三线”供电方式。10kV配电线路供电方式的改变，增强了配电线路的绝缘水平，降低了配电线路的跳闸率，提高了供电可靠性，减少了线路损耗。但采取新的供电方式在实际运行中，经常的发生单相接地故障，特别是在大风、暴雨、冰雹、雪等恶劣天气情况下，接地故障频繁发生，严重影响了变电设备和配电网的保障、经济运行。故障发生后，由于线长范围广，采用以往凭经验，分段逐段推拉，逐级杆塔检查等传统方法进行排查，费时费力，停电范围大，时间长，很难快速准确查到故障点。
本公司单相接地故障定位仪用于10kV故障线路停电后快速准确定位接地点，可以实现配网设备在出现故障的情况下的快速查找。减小线路检修人员的劳动强度，省时省力，提高工作效率、供电可靠性和电力企业经济效益。
二、组成、工作原理及操作步骤（WBST-2000电力市场需求“架空线路接地点故障测试仪”测量稳定可靠）
农村的配网线路中更为接地十分常见，发生接地故障时，常用摇表和人工逐级登杆目测法来寻找接地故障点。我们知道，用摇表查线是要将线路反复多次切割后一段一段地摇，非常麻烦，且又非常很耗时，更何况摇表只能摇到2-3kV，对高阻接地或隐形接地故障是无能为力的；而人工逐级登杆目测法又要耗费大量的时间和大量的人力物力。这种落后的寻线方法与当今电网高度自动化水平极不相适应。无数电力工作者为解决这一问题做出了长时间的巨大努力，但至今仍然没有满意的结果。因而成为困扰电力部门几十年无法解决的一个重大技术难题。
本公司利用了公司经合了国内直流接地故障定位技术、小电流接地故障定位等原理，发明了“S注入法”原理，并成功研发的“高压恒流开路，交流信号自动跟踪定位”技术，基于傅氏算法，开发《WBST-2000架空线缆接地故障定位仪》，在10kV（35kV）配网单相接地故障定位的作业方法上取得了重大突破。它解决了因长时间找不到接地故障点而不能及时恢复送电引起的的客户投诉和因售电量减少造成的经济效益问题；也解决了因人海战术即人工逐级登杆查找接地故障而耗费大量人力物力的问题。
使用该仪器就可以在极短的时间内找出接地故障点。仪器内置电池供电，一次可以工作6小时以上，重量小于8公斤，实用方便，从而很好的解决了上述问题，并使停电查线更为准确、快捷、方便、轻松，具有传统方法所无可比似的优越性。
2.1设备组成
单相接地故障点巡查装置是由信号发生装置、信号采集器、信号接收定位器三部分组成。
1）信号发生装置：在故障线路停电状态下，该装置向10kV故障线路注入检测信号，用以检测接地故障。
2）信号采集器：为手持可移动测量装置，检测异频电流信号用于定位单相接地点。在线路正常运行时，可实时检测线路负荷电流。
3）信号接收定位器： 用于接收并显示信号采集器发送异频电流、负荷电流和钳表电压及本机电压等测量数据，确定故障点方向及位置。
2.2操作原理
当线路发生接地故障时，在停电状态下，信号发生装置向故障线路发送一个具有一定功率的异频信号，该信号会通过接地点流向大地，即信号源、线路、接地点和大地之间形成回路。可以通过在线路任意位置检测该信号的存在与否，判断故障点的位置。
示意图如下:
2.3操作步骤
第1步：确认故障线路已经停电（可用信号采集器和信号接收定位器检测）
第2步：用信号源（信号发生装置）向故障线路注入检测信号
第3步：用信号采集器和信号接收定位器根据二分法检测信号
第4步：确定故障点
三、特点及技术参数（WBST-2000电力市场需求“架空线路接地点故障测试仪”测量稳定可靠）
3.1特点
1）通过绝缘杆操作，内部有熔断保护装置，操作方便可靠
2）内置内置大容量锂电池电源（可车载充电），无需另外提供电源，使用方便，经久耐用
3）信号发生装置可以配置一组或多组信号采集接收器，可以进一步提高查找速度
4）电流采集接收无线天线内置，确保钳表绝缘可靠
5）背光显示可以设置，方便夜间使用
6）体积小、重量轻、操作简单、携带方便
3.2技术参数
1）信号发生装置
输出范围：0-70mA
输出精度：±1mA
输出功率：50W
测量范围：0-80k
检测线路长度：大于100km
显示方式：中文液晶，背光功能
LCD尺寸： 90mm*73mm
电 源：锂电池12V12Ah
工作时间：大于4h
工作温度：-10℃～+50℃
装置尺寸：327mm*282mm*218mm
装置重量：8kg
2）信号采集器
检测方式：钳形CT,积分方式
传输方式：433MHz无线传送
传输距离：40m
钳口尺寸：Φ33mm
测量范围：0.1mA-100.0mA(异频电流)
1A-600A（负荷电流）
测试精度：±%
工作时间：大于10h
装置尺寸：255mm*76mm*31mm
电 源：碱性干电池1.5V*4
装置重量： 340g
3）信号接收定位器
显示方式：中文液晶，背光功能
工作时间：大于10h
LCD尺寸：54mm*50mm
装置尺寸：204mm*100mm*35mm
电 源：碱性干电池1.5V*5
装置重量： 360g
四、使用方法（WBST-2000电力市场需求“架空线路接地点故障测试仪”测量稳定可靠）
1 巡查装置简要介绍
1.1 信号发生装置：
1.1.1界面说明
打开电源后，显示主界面如下
分“输出异频信号”和“本机电池电压”，通过“选择”键相互切换。
“输出异频信号”即往线路注入异频信号（对应异频信号灯亮）。
“本机电池电压”即检测本机锂电池电压，电池充满电压为11.8V(充电器指示灯变为绿灯),当电压低于9.6V时，会报警，界面显示“电 池电压过低，请充电！”，充电时，插上充电器，面板充电指示灯亮，表示充电正常。
1.1.2接线说明
信号输出 将异频信号输出线（红色）一端接入本端口，另一端接入挂钩拉闸杆（内置保险丝），确保接线良好可靠。
大 地 将接地线（黑色）一端接入本端口，另一端接入现场接地柱上，确保接地良好可靠。
充电接口 专用12V充电器接口。
1.2 信号采集器
长按红色
“电源”键3秒，指示灯闪烁，即开启本机，在任何状态下均可长按下电源键3秒进入关机状态。
将本采集器旋进绝缘令克棒。
1.3 信号接收定位器
1.3.1长按红色“电源”键3秒，开机正常后直接进入主菜单界面，在任何状态下均可长按下电源键3秒进入关机状态。
1.3.2 按“上下”键、“确认”和“取消”键，可以选择菜单并进入相应内容。
“检测异频电流” 检测信号发生器注入的异频电流值，超过门限时，蜂鸣器报警。
“检测负荷电流” 检测线路运行的负荷电流，超过门限时，蜂鸣器报警。
“检测钳表电压” 检测钳表（即信号采集器）电池电压，必须大于4.4V,否则需更换电池。
“检测本机电压” 检测本机（信号接收定位器）电池电压，必须大于5.0V,否则需更换电池。
1.3.3 当无线通讯失败时，显示“通讯失败”，多台接收机地址错误时，显示“通讯地址错误”；当钳表欠压或本机欠压时，会显示“钳表欠压”或“本机欠压”。
1.3.4 参数设置相关说明：（1）、箭头在“检测异频电流”状态时，按“取消”键,显示“参数校正密码”（包括本机和钳表版本）。
（2）、通过上下按键修改密码000为001，进入“参数设置”。
（3）、通过上、下、确认和取消按键等修改本机地址、背光显示和异频门限等参数。
2 单线接地故障点巡查使用前确保巡查装置各仪器电量足够
2.1 确认线路已经停电（线路负荷电流检测） 使用绝缘令克棒将钳表卡入被测线路，信号接收定位器检测负荷电流， 实时显示线路负荷电流值（必须为0，确保停电状态）。此功能也可以检测正常运行线路的负荷电流。
2.2 单线接地故障点定位
（1）、在信号发生装置关机状态下，将挂钩拉闸杆接入故障线路（同时接入三相），打开装置电源，选择进入“输出异频信号”，调节“电流调节”旋钮，确保电流大小在15-50mA之间。
（2）、建议使用二分法，将钳表沿故障线路巡查，实时查看信号接收定位器显示的异频电流值。当某一点的两侧异频电流值发送跳变，则确定这一点就是接地故障点。
（3）、检测完成，关闭所有设备电源，对信号发生装置进行充电。
五、注意事项（WBST-2000电力市场需求“架空线路接地点故障测试仪”测量稳定可靠）
① 在每次使用前应检查单相接地故障信号发生装置、信号采集器、信号接收定位仪电池电量足够。
② 本设备必须在故障线路停电的情况下操作，信号输出线与被检测故障线路的连接与断开应采用绝缘杆操作。
③ 设备在注入异频电流时具有一定的电压，操作时确保接地良好并注意保障。
④ 在使用设备信号源前，先把电流调节旋钮调到极小等线路接好，根据实际情况调节电流，确保操作可靠。
⑤ 在使用信号采集器检测时，必须在静止状态下检测多次确保数据稳定准确。
⑥ 操作完毕后，要将信号输出端对地放电。
⑦ 为减少故障定位仪的电量消耗，建议在现场暂停巡检时退出异频发送，再次继续检测时重新打开电源使其工作。
⑧ 启用一台发生装置配置多台信号采集接收器时，需确保信号采集器和信号接收器地址一一对应且不能重复。信号采集器地址在仪器背面显示(编码尾号数字)且不能修改，信号接收器地址在“检测本机电压”中显示可以通过上下按键修改（范围为1-9）。
⑨ 长期未使用本巡查装置时，取下信号采集器和信号接收定位器的干电池，并定期对信号发生装置充电。
⑩ 请使用之前，详细阅读本仪器说明书。 使用中，如果发现仪器故障，请及时与本公司联系，本公司负责修理与更换，不得自行拆卸。
在研发油阀内置式超声波、特高频一体化智能传感装置的基础上，攻关团队陆续针对GIS、高压开关柜等电力设备开展了多项内置式局部放电的声、光、电、磁信号联合感知与诊断研究，并自主研制了系列诊断测试装备和系统。根据探索过程中积累的技术和经验，攻关团队牵头编制了国家标准《高电压试验技术
电磁和声学法测量局部放电》（GB/T 42287-2022），规范了声学和电磁法非常规局部放电测量系统的性能和灵敏度核查方法。
中国电力企业联合会组织召开成果鉴定会。对攻关团队申报的技术成果“变压器内置式超声波、特高频一体化局部放电耦合传感关键技术及应用”项目，鉴定委员会一致认为：项目针对变压器局部放电内置式超声波、特高频一体化耦合传感难题，经过“产学研用”联合攻关，取得了理论研究、系统研发、工程应用系列成果，综合技术水平先进。
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