做好局部放電監(jiān)測預警有助于防范電力設備絕緣故障。國網(wǎng)上海電力針對變壓器等電力設備開展了內(nèi)置式、小型化、多參量聯(lián)合感知技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)了油閥內(nèi)置式超聲波、特高頻一體化智能傳感裝置，實現(xiàn)——
局部放電是電力設備絕緣系統(tǒng)老化和故障的早期征兆之一，通常發(fā)生在高壓電力設備中，如變壓器、氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）、電纜和高壓開關(guān)柜等。對局部放電的感知與診斷覆蓋幾乎所有高壓電力設備的出廠、現(xiàn)場交接、停運診斷及帶電檢（監(jiān)）測試驗環(huán)節(jié)，是目前管控設備質(zhì)量的關(guān)鍵手段之一。
國網(wǎng)上海市電力公司電力科學研究院設備狀態(tài)感知及預警技術(shù)攻關(guān)團隊更新提出油閥內(nèi)置式超聲波、特高頻一體化局部放電耦合傳感技術(shù)，實現(xiàn)了大型油浸式變壓器（電抗器）的內(nèi)置式聲、電聯(lián)合檢測，助力提升電力設備可靠運行水平。
第1章 簡介（WBXC-1000新型電力設備“蓄電池內(nèi)阻計量儀”服務快捷深受廣大客戶好評）
1. 說明
本手冊為WBXC-1000蓄電池內(nèi)阻測試儀的使用指南，請在操作使用測試儀前仔細閱讀本手冊。
2. 主機部件（WBXC-1000新型電力設備“蓄電池內(nèi)阻計量儀”服務快捷深受廣大客戶好評）
2. 1 USB接口：用來通過U盤上傳測試數(shù)據(jù)和下載參數(shù)；
2. 2 測試接口：連接測試夾具；
2. 3 充電接口：連接充電器；
2. 4 LCD：320*240彩色TFT液晶屏；
2. 5 鍵盤：共7個按鍵。定義如表一。
表一 鍵盤功能一覽表
3. 主要功能特點（WBXC-1000新型電力設備“蓄電池內(nèi)阻計量儀”服務快捷深受廣大客戶好評）
可對蓄電池電壓、內(nèi)阻、容量進行測試；
可以作為電壓表使用,測試電池電壓；
可對不同電壓等級的蓄電池進行自動切換；
可對蓄電池進行容量測算；
測試數(shù)據(jù)同步存儲；
對判別結(jié)果進行聲音提示；
電池充電狀態(tài)指示；
本機電池電壓實時顯示；
無操作自動待機；
測試數(shù)據(jù)記錄存儲；
通過u盤和分析軟件系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。
4. 技術(shù)指標（WBXC-1000新型電力設備“蓄電池內(nèi)阻計量儀”服務快捷深受廣大客戶好評）
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測試量
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量程
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精度
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分辨率
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電壓
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0～16V
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±0.5%
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1mv
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內(nèi)阻（2V）
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0～10mΩ
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≤5%
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1μΩ
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內(nèi)阻（6V/12V）
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0～100mΩ
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≤5%
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1μΩ
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溫度
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-20℃～80℃
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±0.5%±1℃
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1℃
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供電電源
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12V 3000mAh可充鋰電池
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可存數(shù)據(jù)
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2500節(jié)
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測試時間
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連續(xù)工作不小于6小時
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存儲容量
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512Kbytes
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待機時間
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＞32小時（有自動待機功能）
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尺寸
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238*134*44mm
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顯示器
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320*240彩色TFT液晶屏
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相對濕度
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10%～90%
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工作溫度
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-10℃～45℃
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采樣率
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1.25組(內(nèi)和電壓測量)/秒。
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第2章 內(nèi)阻測試說明 （WBXC-1000新型電力設備“蓄電池內(nèi)阻計量儀”服務快捷深受廣大客戶好評）
電池內(nèi)部阻抗，也稱為內(nèi)阻，是一項影響電池性能的關(guān)鍵指標。測試電池內(nèi)阻以判斷電池供電能力已經(jīng)是業(yè)內(nèi)的共識。影響電池內(nèi)阻的因素有：電池尺寸、工作時間、結(jié)構(gòu)、狀況、溫度和充電狀態(tài)。
對于一個充滿電的電池，當電池放電時，其內(nèi)阻逐步緩慢增大；當電池放電達到一定程度后，內(nèi)阻的變化量才急速增大；當電池放完電后，其電阻比完全充電狀態(tài)時大2~5倍。
電池溫度也影響內(nèi)阻的測量，但只在冰點以下才比較明顯。在32℉以下，溫度對內(nèi)阻的影響很大，在-20℉時的內(nèi)阻是原來的兩倍。這就是為何在冬季電池的能量要小很多。
電池的使用時間也會影響其內(nèi)阻。電池使用時間越長，隨著鹽化增加內(nèi)阻越大。內(nèi)阻增加的多少與電池的使用和維護方法有關(guān)。電池的整體狀況（例如機械裝置失效）也會影響電池的內(nèi)阻。某些失效模式會使電池內(nèi)阻增加。
由于不同廠家在生產(chǎn)電池時，工藝、配方的不同，造成同樣容量的電池內(nèi)阻有所差異，對電池好壞的判斷不應完全拘泥于電池內(nèi)阻的值，還應參考電池內(nèi)阻的變化趨勢。當電池內(nèi)阻超過初始內(nèi)阻的1.25倍時，電池就已經(jīng)不能通過測試，當電池內(nèi)阻變化到初始內(nèi)阻的2倍后，電池結(jié)構(gòu)容量就不足80%。
本內(nèi)阻儀的采用瞬間放電法對電池進行內(nèi)阻測量。對蓄電池的實際工作情況進行分析研究可以發(fā)現(xiàn)，蓄電池的端口對外電路呈現(xiàn)阻抗特性。在實際的使用中，蓄電池的電極，連接線等構(gòu)成的電感，由于使用頻率低，引線短，電感很微弱，一般在分析和研究中不予考慮。
一般我們都將蓄電池的電阻分為金屬電阻，也即是歐姆電阻；電化學電阻，包括電化學反應電阻和粒子濃差極化電阻。關(guān)于容抗部分，法拉第電容因為其恒壓特性，可以將其等效為一個電壓源。另外，將其他容抗都等效變化為多個電容并聯(lián)形式，則電池的等效模型可以簡化如圖1所示。
Rm為金屬電阻，這部分的電阻只是隨著金屬的腐蝕、蠕變、硫化等因素而緩慢地變化著。電化學電阻Re則是隨著容量的狀態(tài)而時刻發(fā)生著變化的，但是這部分的變化又為并聯(lián)著的電容的容抗變化所掩蓋著。在交流情況下，由于電容 C 比較大，大部分電流流經(jīng)電容，而 Re上分流較少，此時檢測到的實際上是由Rm和C串聯(lián)的阻抗，而 Re被忽略了。為了避開C的分流，直接由電池產(chǎn)生一個瞬時的大放電電流，然后測出電池極柱上電壓的瞬間變化，如圖2所示，通過負載接通時的瞬間電壓降和斷開負載時的瞬間電壓恢復可以推導出相應的內(nèi)阻。
在瞬間直流情況下，蓄電池的等效模型可以認為是一個電壓源和內(nèi)阻串聯(lián) (戴維南等效模型 )所構(gòu)成，如圖3所示。
ΔU=RinternalI從而有Rinternal=ΔU/I
從理論上說，在這里ΔU 有兩個，一個是給試驗電路加上負載的瞬間，電池電壓跌落值，另外一個就是斷開負載的瞬間，電池電壓的恢復值。但是，由于實驗過程中，在合閘瞬間，電壓和電流都容易引入很大的沖擊，導致較大的誤差，所以這里統(tǒng)一采用電壓的恢復值，而此時電流也基本上達到了穩(wěn)態(tài)。
本內(nèi)阻儀可以測量電壓、內(nèi)阻，估算出電池剩余容量。
“局部放電是電力設備內(nèi)部微小區(qū)域的局部擊穿，是造成電力設備絕緣故障的主要‘元兇’。許多設備故障都經(jīng)歷了發(fā)生、發(fā)展、爆發(fā)的過程，如果在初期有效診斷和合理處置，就能避免絕大多數(shù)嚴重故障。”
攻關(guān)團隊自15年起關(guān)注變壓器、GIS等電力設備的早期微弱局部放電監(jiān)（檢）測，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)手段對細微絕緣異常的敏感性不足，早期缺陷發(fā)展到嚴重階段才能被發(fā)現(xiàn)；單一物理量的測量易受環(huán)境干擾，難以實現(xiàn)高精度實時監(jiān)測；在高壓、高電磁干擾環(huán)境下，傳統(tǒng)傳感器安裝位置受限，制約信號的有效測量。
“對在運變壓器的局部放電監(jiān)測，主要圍繞放電過程中的聲、光、電、磁信號和油中氣體狀態(tài)量。日常運維工作中，外置式超聲波傳感器和內(nèi)置式特高頻傳感器應用很為廣泛。”但在現(xiàn)場應用中超聲波和特高頻傳感技術(shù)都存在局限性，前者存在易受環(huán)境噪聲等信號干擾、設備外殼造成聲波衰減等問題，后者則易受脈沖型噪聲源干擾而出現(xiàn)誤報警。這些都會影響局部放電源的判定和定位，進而可能導致存在早期絕緣缺陷的設備繼續(xù)“帶病”運行。
由于常規(guī)單一物理量、外置式傳感監(jiān)測已無法滿足設備早期絕緣缺陷的可靠監(jiān)測需求，17年，攻關(guān)團隊開始探索電力設備內(nèi)置式、高靈敏、多參量聯(lián)合監(jiān)測與診斷技術(shù)。
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