架空線接地故障分析儀

一、LYST4000架空線接地故障分析儀概述

適用于小電流接地系統架空線路，在線路發生單相接地故障而停運后，可用本設備對接地點進行定位。

是一套便攜設備，可進行多條線路的故障定位。整套設備由發射機、傳感器、接收機及附件組成。在故障線路停運后，由發射機向線路施加超低頻高壓信號使故障重現，在線路沿途用絕緣桿將傳感器掛在線路上檢測信號，并通過無線方式向地面上的接收機傳輸數據，接收機顯示測量結果。在故障點前，電流持續存在，故障點后，電流消失。可行粗略分段，再定點，從而快速確定故障位置。

二、LYST4000架空線接地故障分析儀功能特點

適用于小電流接地系統配電網，檢測架空線路的單相金屬性接地、經電弧接地、經過渡電阻接地等多種故障。

在線路停運后進行定位，特別適用于有電纜分支的故障線路。

施加高壓信號使故障重現，恒流信號穩定，易于檢測。

超低頻信號避免系統分布電容影響，能對高阻值故障進行定位。

發射機安全特性：高壓啟動閉鎖功能、輸出允許直接短路。

傳感器使用高靈敏度傳感器，開口設計，無需閉合，方便在線路上掛接。

傳感器和接收機無線通訊傳輸，安全可靠。

發射機可使用市電、發電機或汽車逆變器供電，傳感器和接收機干電池供電。

發射機體積小，重量輕；傳感器為體積重量*小化設計，方便沿線掛接；接收機為手持式設計。

接收機采用大屏幕液晶顯示器，顯示傳感器狀態、電流波形和電流值。

三、技術指標  

定位精度：0.2米。

發射機輸出特性：

輸出頻率1Hz

開路電壓：    基波有效值2800V，

（脈動直流，峰值8kV，相當于10kV線路的相電壓峰值）；

短路電流：    基波有效值35mA（脈動直流，峰值100mA）

傳感器與接收機的無線通訊距離：不小于30m。

發射機電源：AC 220V市電，可接發電機/汽車逆變器（輸出功率≥1500W）。

發射機功率：*高功率900W。

傳感器電源：3節7號堿性干電池。

接收機電源：5節5號堿性干電池。

體積：

發射機350×210×300mm；傳感器180×100×35mm；接收機205 ×100×35mm

質量：發射機12kg；傳感器0.45kg；接收機0.45 kg

使用條件：溫度:-10℃－40℃，濕度5-90％RH，海拔<4500m。

第二章 設備組成

本設備包括發射機、傳感器、接收機及相關附件：發射機的接線盤、輸出連接線、掛線桿、電源線及保護地線，傳感器的掛線桿等組成。

一、發射機

發射機用于向故障線路施加超低頻脈動直流信號使接地故障復現，電流由發射機輸出，流經故障線路，在接地點入地并返回發射機。

發射機面板如圖2-1-2所示：

其中：

啟動按鈕：電源開關打開之后，需要按“啟動”按鈕設備才進行輸出。

停止按鈕：用于停止設備輸出。

測量按鈕：用于測量線路的接地電阻、系統電容等參數。在啟動狀態下此按鈕有效，顯示參數3秒鐘后自動轉為正常輸出狀態。

電源插座、保險管、電源開關：用于連接220V電源線，更換保險管，以及進行電源的開關。

保護地端子：用于連接保護地線，接大地網。

線路插座：用于連接故障線路。根據現場情況，可使用短連接線夾在開關柜的線路側；若必須接在架空的線路上，則選用接線盤裝的長連接線，并用掛線桿掛在故障線路上。

測試地插座：接工作接地線，接大地網。

二、傳感器

傳感器用于掛在故障線路的沿線檢測電流信號，并通過無線方式向地面上的接收機傳輸數據。

傳感器面板如圖2-2-1所示：

三、接收機

接收機用于在地面接收傳感器的無線傳輸數據，并在液晶屏上顯示測量結果。

接收機面板如圖2-3-1所示：

第三章 使用方法

一、工作原理

在故障線路停運后，首先由發射機向線路施加電壓使故障重現。電流由發射機發出，流經故障線路，在接地點入地并通過大地返回發射機。

發射機輸出為脈動直流信號，頻率為超低頻1Hz，頻率越低則受系統分布電容的影響越小。理論上講純直流信號抗分布電容影響的能力*強，但使用純直流信號很難避免地磁影響，經過理論計算和實際驗證，1Hz信號已能滿足絕大多數現場測試需求。

發射機在脈動輸出時間段內的表現為恒流限壓源。若接地過渡電阻小于80kΩ，則輸出為恒流100mA，電壓隨電阻的增大而變大，但不會超過8kV；若過渡電阻大于80kΩ，則輸出為恒壓8kV，電流隨電阻的增大而減小。

發射機的輸出限制電壓為8kV，相當于10kV線路的相電壓峰值。若電壓過高則超過線路耐壓等級，可能損壞線路（尤其是接入的分支電纜）的主絕緣；過低則可能無法使故障復現。此限壓值可根據用戶特殊要求進行工廠整定。

在線路沿線，將傳感器通過絕緣桿掛接在線路上檢測電流。傳感器采用高靈敏度傳感器，其磁路無需閉合，在很大程度上方便了掛、取操作。傳感器檢測線路上的電流，自動進行調零操作，將模擬信號轉成數字信號后通過無線方式向外傳送。

在地面上的接收機接收傳感器發送的無線信號，在液晶屏上直觀顯示測量結果。在故障點前，電流持續存在，故障點后，電流消失。可行粗略分段，再定點，從而快速確定故障位置。

二、發射機操作

接線：

首先將故障線路的開關斷開；發射機電源接220V市電；保護地線接“保護地”端子和大地網；測試地線（帶黑色夾鉗的高壓導線）接“測試地”插座和大地網；至于接故障線路的輸出線，可根據現場情況，使用短連接線（帶紅色夾鉗的高壓導線）接“線路”端子和開關柜的線路側，若必須接在架空的線路上，則選用接線盤裝的長連接線，其高壓插頭接“線路”端子，其另一端的線鼻壓接在絕緣掛線桿的接線柱上，再將掛線桿掛在故障線路上。

注意：在需要測試的故障線路全長范圍內，均不能掛接地線！

電源：

打開電源開關，此時發射機并沒有輸出，“停止”按鈕上的指示燈亮，屏幕顯示如下提示信息“按啟動開始輸出，若啟動無效，請檢查保護地是否接好！”，如圖3-2-2a所示。

啟動輸出：

按“啟動”按鈕，發射機開始輸出，“啟動”按鈕上的指示燈亮，液晶屏顯示輸出參數，界面如圖3-2-2b所示。

參數測量：

若需要，可按“測量”按鈕，此時“啟動”指示燈滅， “測量”按鈕上的指示燈亮。設備對線路的接地電阻和系統分布電容等參數進行測量。液晶屏的顯示界面如圖3-2-2c所示。

當線路接地電阻小于10kΩ時，則分布電容的影響可以忽略不計，此時電容值不再顯示，僅顯示“-”符號。

屏幕*下部顯示的“接地點前電流”項目，是根據電阻、電容參數，通過計算得到的接地故障點前能夠測量到的電流有效值的*小值。舉例來說，若故障電阻小于80kΩ且分布電容很小，發射信號的電流值在0和100mA之間按1Hz的頻率變化，則計算得到1Hz基頻電流有效值為35mA。系統分布電容越大，電流有效值越小。由于還不知故障點位置，無法得到分布電容的分布規律，只能假定分布電容全部在故障點之后（即假定故障點在出口位置），如此算出的電流有效值就是一個可能的*小值，意即在故障點前測量到的基頻電流有效值均應大于等于此數，而一旦越過故障點，電流會急劇減小。由于測量存在誤差，計算時也有假定條件，因此此結果僅作參考。

若需要，可以用測量的方法確定故障相，分別對三相進行測量，電阻*低的即為故障相。

注意：僅在啟動狀態下測量才有效，顯示測量參數3秒鐘后自動轉為正常輸出狀態。

停止輸出：

若需要停止輸出，可按“停止”按鈕。

工作完畢后，關閉電源，撤除接線。

三、傳感器和接收機的操作

近端驗證：

為了驗證設備是否正常、驗證故障線路的選線和選相是否正確、以及本線路是否符合設備的測試條件，建議在發射機端對傳感器和接收機進行一次近端現場驗證，如圖3-3-1所示：

將傳感器掛在輸出高壓導線上，長按“開關”鍵將傳感器電源打開，其“電源”指示燈亮。

接收機與傳感器間隔一定距離（小于30m），長按“開關” 鍵將接收機電源打開，當接收機和傳感器成功建立無線連接后，傳感器上的“通訊”指示燈閃爍，接收機的液晶屏上將顯示傳感器狀態、電流波形、電流值等信息，如圖3-3-2a所示。其中接收機和傳感器的電池水平分別顯示，當欠壓后電池圖標會閃爍；電流值是計算的1Hz基頻電流有效值，應該和發射機在測量時顯示的“接地點前電流”相近。

注意：傳感器掛接應盡量保持穩定。若不穩定，則受地磁影響，波形將會出現漂移，若漂移過大超出顯示范圍，則自動進入調零過程，待1~2個周波（也即1~2秒）后，波形會回到正常范圍。所以應注意觀察，在波形穩定幾個周波后再讀數會得到比較可靠的數值。

如果通訊未建立連接，則顯示界面如圖3-3-2b所示。若顯示此界面，應首先檢查傳感器電源是否已開；接收機與傳感器的距離是否過遠等。

分段定位：

近端驗證成功后，再進行沿線實際定位。

為快速逼近故障點，建議進行50%法或0.618黃金分割法分段。以50%法為例，首先選擇在線路中點處登桿，用絕緣桿將傳感器掛接在故障線路的故障相，掛接應盡量保持穩定，如圖3-3-3所示：

接收機在地面上接收數據，若波形和讀數均穩定，電流值接近近端驗證時的讀數，說明故障點還在下游；若波形很小、電流值很低，說明已經越過故障點。

本次分段成功后，在故障點所在的段中繼續50%分段。分段越來越短，故障點也逐步逼近，直至找到故障位置。

若線路存在分支，應重點在分支處測量，以判斷故障發生在主干還是分支。若判斷是分支故障，則繼續在分支線路上分段定位。若分支線路的電纜發生故障，則應換用電纜故障測試儀進行測距和定點。

第四章 維護

一、更換電池

傳感器更換電池：

當傳感器無法開機，或開機后立即自動關機，或使用中“電源”指示燈閃爍，此時需要更換電池。

在接收機和傳感器建立通訊后，可以從接收機液晶屏上觀察到傳感器的電池水平，若其電池符號閃爍，應立即檢查傳感器的電源燈狀態。

更換電池時，將傳感器背面電池盒蓋的螺釘擰下，取下盒蓋，取出電池組，更換新的3節7號堿性電池并裝回，蓋好電池蓋，擰上固定螺釘。

更換電池時注意電池極性，切勿裝反。

接收機更換電池：

當接收機液晶屏上顯示的本機電池符號閃爍，說明電池欠壓，需要更換電池。

更換電池時，將接收機背面電池盒下方的鎖定開關撥到解鎖位置，取下盒蓋，更換新的5節5號堿性電池并裝回，蓋好電池蓋，將鎖定開關撥到鎖定位置。

更換電池時注意電池極性，切勿裝反。

二、質保和維護

若出現質量問題，儀器主機及附件三年保修。超過上述期限，維修時只收取更換的的器件成本費。若因為使用不當造成損壞（包括保修期內），或超過保修期限發生產品質量問題，我公司負責維修，維修時只收取更換的器件成本費。傳感器和接收機出廠配裝新的堿性干電池，電池耗盡后需要自行更換，不在質保范圍。

注意：設備長時間不使用，應將電池取出，以免漏液造成腐蝕。若換裝新電池仍不能開機或使用時間過短，請檢查電池極片，若出現腐蝕，需將其清理干凈。

出現下列問題時，用戶可以嘗試自行解決：

不開機，或開機后立即關機：可能是電池已耗盡，請更換電池后再使用。

自動關機：可能是因為電池欠壓自動關機，或長時間未進行任何操作自動關機，請嘗試重新開機。

若出現其他問題，請不要試圖自行維修，以免擴大故障，請與本公司聯系，以便及時維修和服務。

一．簡介

是我公司十多年致力于“接地電阻檢測技術研究”的又一產品，采用精密三線法或簡易二線法測試接地電阻，采用平均值整流法測試接地電壓，在線檢測、實時監測。用戶可以選擇RS232或RS485通訊，并可根據提供的MODBUS通訊協議進行二次開發、組建網絡、實現遠程多點在線監測等。

由檢測儀、監控軟件等組成，檢測儀超大LCD顯示，非常直觀；可以通過其按鍵設置報警臨界值，具有聲光報警指示；外殼材料有耐高低溫、防腐、阻燃等特性，確保野外、礦井下、室內等長時間在線監測的高精度、高穩定性、高可靠性。監控軟件可以實時顯示被測接地電阻、接地電壓的值，可以通過檢測儀或監控軟件設置自動監控記錄間隔時間，間隔記錄時間設置范圍為1～999小時，其自動記錄存儲的數據可以生成報表，方便保存、歷史數據查詢、打印、分析等。

適用于輸電線路桿塔接地，地下礦井設備接地，氣象防雷接地，石油化工接地，通訊接地，變配電站接地，鐵路設施接地，建筑倉庫接地，電氣設備接地等。

二．量程及精度

（注：23℃±5℃，75%rh以下）

三．技術規格

四．結構尺寸

1. 電源正接口(Vin)                 2. 電源地(GND)

3. 通訊地(GND)                     4. RS232的R端/RS485的B端(R/B)

5. RS232的T端/RS485的A端(T/A)   6. 預留備用端子(暫不使用)

7. C端(電流極)                     8. P端(電壓極)

9. E端(接地極)                    10. 液晶屏

11. 報警指示燈(ALARM)              12. 發送指示燈(SEND)

13. 接收指示燈(RECEIVE)            14. 電源指示燈(POWER)

15. ENTER鍵                       16. 向下鍵

17. 向上鍵                         18. SET鍵

19. TEST鍵                        20. 安裝孔

五．測量原理

1. 對地電壓測量采用平均值整流法。

2．接地電阻值測量采用額定電流變極法，即在測量對象E(接地極)和C(電流極)之間流動交流額定電流I(3mA Max，820Hz)；求取E和P(電壓極)的電位差V，然后求取接地電阻Rx的方法。

3．其工作誤差(B)是額定工作條件內所得誤差，由使用儀表存在的固有誤差(A)和變動誤差(Ei)計算得出。

A：固有誤差                    E1：位置變化產生的變動

E2：電源電壓變化產生的變動     E3：溫度變化產生的變動

E4：干擾電壓變化產生的變動     E5：接觸電極電阻產生的變動

E7：系統頻率變化產生的變動     E8：系統電壓變化產生的變動

六．液晶顯示

1．特殊符號說明

(1)“ ”電源電壓低符號，當電源電壓低于7.8V時顯示，請檢查電源。

(2)“OL”符號，表示超出了檢測儀的測量上限。

(3)“MEM”存儲模式，數據存儲過程中顯示。

(4)“READ”查閱數據符號，在查閱數據時顯示，同時顯示所存數據組編號。

2．顯示示例

(1) 被測電阻為：0.02Ω

 (2) 查閱所存第03組數據

        被測電阻為：0.03Ω

(3) 被測電阻為：571Ω

        電源電壓低符號顯示，

請檢查所接入的電源。

七．操作方法

1．安裝連接

首先：用戶需要在被監測接地極E的附近同一直線上，每間隔5～10米做好輔助接地極P、C。輔助接地極應用接地材料或不銹鋼材制作，防止銹蝕腐爛，輔助接地極的接地電阻值越小越好，一般要求輔助接地極的接地電阻值不超過100Ω，對地電壓小于10V，這樣才能保證在線監測的準確性。

其次：按下表對應連接檢測儀、電腦、電源等。檢測儀與輔助地極的連接*好使用電力線扣固定(便于后期維護拆卸)，也可以焊接。

2．通電工作

當電源接入檢測儀即自動開機進入工作狀態，斷開電源則關機，檢測儀無自動關機功能。

開機后，如果LCD顯示電源電壓低符號“”，表示接入的電源電壓偏低，請依照說明檢查電源。

3．監測

短按TEST鍵測試接地電阻，長按TEST 鍵不放手3秒后測試接地電壓，手松開返回等待接地電阻測試，LCD顯示測試值。在線監測時，電腦上位機軟件可以自動發送測試命令并完成接地電阻或接地電壓測試，無需手動操作。

接地電阻在線監測一般采用精密三線法，也可以使用簡易二線法測試。簡易二線法測量接地電阻是利用現有的接地電阻值較小的接地極作為輔助接地極，把C、P接口短接。可以利用金屬自來水管、消防栓等金屬埋設物、商用電力系統的共同接地或建筑物的防雷接地極等來代替輔助接地棒C、P，測量時注意去除所選金屬輔助接地體連接點的氧化層。簡易二線法測試接線如下圖：

簡易法測量接地電阻，其檢測儀讀數為被測接地體的接地電阻值與商用接地體的接地電阻值之和，即：

RE=RX＋re

其中：RE為檢測儀讀數值；

RX為被測接地體的接地電阻值；

re為商用電力系統等共同接地體的接地電阻值。

那么，被測接地體的接地電阻值為：

RX=RE－re

采用簡易法測量接地電阻，盡量選擇re值小的接地體作為輔助接地極，這樣檢測儀讀數才更接近真實值。

4．報警設置

檢測儀通電工作后,在測試模式下按“SET” 鍵進入設置模式,并按“SET”鍵移動光標直到液晶顯示“SE1”為止，此時處于報警設置模式，按“”或“”鍵改變當前數字大小，按“SET”鍵移動光標，再按“ENTER”鍵保存退出。當監測值大于報警臨界設定值時，儀表將閃爍將顯示報警LED指示燈，并發出“嘟--嘟--嘟--”報警聲。

如圖：設定報警臨界值為10Ω。

5．自動監測間隔時間設置

自動監測間隔時間設置有2種，可以通過檢測儀設置，用戶也可以通過上位機軟件設置，檢測儀所設置的自動監測數據存入儀表內，上位機軟件設置的自動監測數據是存入電腦里，2種設置的自動監測間隔時間是獨立的，且存儲的位置不一樣。

檢測儀通電工作后,在測試模式下按“SET” 鍵進入設置模式，并按“SET”鍵移動光標直到顯示“SE2”時，開始設置自動監測間隔時間，按“”或“”鍵改變當前數字大小，間隔時間設定范圍為1～999小時。按“SET”鍵移動光標，按“ENTER”鍵保存退出。

監測的數據存入檢測儀會自動編號存儲，*多存儲400組數據，若存滿顯示“FULL”符號。

如：自動監測間隔時間設置為1小時，存儲的第19組數據為5.1Ω。

6．數據查閱/刪除

當檢測儀有存儲數據時，長按“ENTER”鍵(超過3秒)進入數據查閱，按“”或“”鍵以步進值為1選擇查閱數組號，再按“ENTER”鍵退出查閱。在數據查閱狀態下，長按“SET”(超過3秒)刪除并返回測試狀態。

八．通訊方式

采用RS232或RS485通訊，RS232通訊適用于近距離的單個接地電阻監測，RS485通訊適用于1500米距離內的多點接地電阻監測。用戶二次開發可以選擇RS232或RS485通訊，并提供MODBUS協議。

九．裝箱單