AIA-100超声局放分析仪
用户手册
北京国电迪扬电气设备有限公司
2010年1月
AIA100超声局放分析仪快速向导
测量模式
AIA100提供三种测量模式：连续，相位和脉冲模式
概述
连续模式
连续模式用于考察仪器并定位超声信号的来源。连续模式提供超声信号源的四个参数特征，分别为：真有效值信号（RMS value ），峰值信号（peak value ），与基波调制的相关程度（50Hz 相关性）和与两倍基波的调制相关度（100Hz 相关性）。图1显示连续模式定位局放信号的例子。
图1连续模式定位局放图谱
连续模式测量定义如下：
·RMS 一个工频周波内的超声信号有效值。·Peak 一个工频周波内的峰值信号。
·Freq.1Content 工频调制程度（50Hz 相关性）·Freq.2Content 两倍工频调制程度（100Hz 相关性）
相位模式
谱。图谱可以分辨信号ms ）来标定。
图2装配部件引起的机械振动的例子
工频同步。AIA100通过硬件监测工频。超声测量可以按照电网系统的实际工频（50Hz 或60Hz ）进行同步。有两种同步方式可以选择：
·无线同步。使用带有蓝牙的发生/接收器在一定范围内（约30米）使
用。接收器模块插上电源或接到80VAC 至240VAC 的电源上。
·直连同步。使用电源线直接连接到80VAC 至240VAC 的电源上。
同步模块只有在测试当中需要才使用，普测时没有必要使用。
脉冲模式
脉冲模式通常用于颗粒的测量。颗粒是动态的因而产生电局放和机械冲击。AIA100显示颗粒脉冲信号的幅值和飞行时间图谱。可以根据信号的情况来判断活动颗粒的尺寸大小、数量和危害程度。
当电场力超过重力时，颗粒会反复的跳跃。每次颗粒碰撞壳体都会产生宽带的扰动超声信号，并在壳体内传播。颗粒产生的超声信号结合了撞击壳体产生的机械冲击和颗粒尖端的局放信号。AIA100可以检测到毫米级的颗粒信号，并有很好的信噪比。如果信号产生于单个颗粒，会生成一个如图3所示的图谱。这是一个5mm 铝粒子的特征图谱。
颗粒的飞行时间是指颗粒每次撞击壳体的时间间隔。图3清晰的描述了颗粒的特征和行为状况。可以形象的看到颗粒跃动的轨迹。
图3脉冲模式下颗粒跃动轨迹图谱
缺省设置
表一AIA100缺省设置
缺省设置
内置放大器（Integral Pre-amp ）传感器类型(SensorType)
频率下限(LowerRoll-off Frequency) 频率上限(UpperRoll-off Frequency) 触发电平（Trigger level ）
触发参考增益（Trigger Reference Gain ）
触发参考时间常数（Trigger reference Time Constant ）相位模块（Phase Units ）测试次数（Test Points ）
脉冲开门时间（Pulse Gating Time ）脉冲闭锁时间（Pulse Blocking Time ）频率1频率2周期门时间
充SF6气体设备ON R3a 5kHz 100kHz 30dB 6dB 10ms 度（°）1000150µs2ms 50Hz 100Hz 50ms
充油设备O N R15a 20kHz 300kHz 30dB 6dB 10ms 度（°）1000150µs2ms 50Hz 100Hz 50ms
一般测试步骤
准备工作
1、开启AIA100电源。仪器进入连续模式界面并保持空闲状态。2、接入无线模块，通讯距离不少于30米。3、检查AIA100有足够电量。
4、连接传感器和传感器电缆到AIA100。5、按Cont 键使AIA100工作在连续模式下。
6、使用蓝色上下键设置真有效值（RMS ）显示灵敏度范围在2mV 。7、输入待测设备的参数信息并正确设置仪器参数，Doble 公司建议使用缺省参数设置。
8、按Start/Stop键激活连续测量模式。
9、确认同步LED 灯（Sync 灯）亮。如果同步灯没有亮，把同步模块拿到靠近仪器的位置。
注：同步模块只有在测试当中需要才使用，普测时没有必要使用。
测试
1、对测试进行计划。
2、保证所有的安全措施，用一点硅胶涂抹到合适的传感器上。3、连接传感器到设备上。
4、使用上下键调整需要的增益，以便使连续模式下的读数没有任何损失。5、进入设置菜单的第二页，调整触发电平（Trigger level ）以优化触发器。优化触发电平会使触发器间歇性触发，CH1的LED 灯会些微闪烁。
获取测试数据
1、确认同步指示灯（Sync LED ）亮。如果同步指示灯不亮，把无线同步模块靠近仪器。或者使用导线连接同步模块和AIA-100的外同步（EXT SYNC ）接口。
2、按Sync 键进入相位模式界面。3、按Start/Stop键开始相位模式测量。
仪器将采集并显示设置页面第二页中设定的采集点数。
保存和浏览测试结果
1、选择文件（File ）→保存（Save ）结果。2、当所有测试做完后，下载到PC 机中。
使用AIA100Viewer 软件分析数据并打印报告。
AIA-100超声局放分析仪
用户手册
目录
1、安全
1.1通用规则1.2接地
1.3人身安全
2、介绍
2.1超声检测
3、仪器
3.1开启电源并第一次测试3.2用户接口
3.2.1连接端口（顶部）
3.2.2电池接口面板（底部）3.2.3键盘3.2.4按钮3.2.5工具栏3.2.6菜单
3.2.7存储管理
4、参数
略
5仪器设置
5.1设置
5.1.1设置5.1.2标示牌5.1.3音量
6、操作
参阅附录AIA 型GIS 超声局放检测仪测试标准6.6数据管理
6.6.1保存
6.6.2数据调用6.6.3删除
6.6.4创建设备文件
6.6.5访问内部存储器和存储卡
6.6.6向AIA-100传送文件或读取文件
7、典型测试程序
参阅AIA100超声局放分析仪快速向导
8、分析
8.1使用超声检测的失败模式
8.1.1测量和失败的分析8.1.2磁致伸缩现象
9、AIA-100软件
附录AIA 型GIS 超声局放检测仪测试标准
工作在高压电气设备上，安全是必须加以强调的。任何发电、送电、配电或用电企业都应有完善、精确的安全规程保护各种工作在高压线路、电缆或导体及其附件设备上的测试人员和维护人员。
1.1通用规则
因为试品可能会发生事故，预防措施（如在测试区域有围栏或入口限制）必不可少。
所有公司要求的安全规范必须遵守，包括国家、省公司、地方政府规定的对绝缘设备操作和维护的安全要求。
1.2接地
试品必须牢固接地。正确的接地对安全来讲是非常重要的。
1.3人身安全
推荐召开预备会议，其他人员工作在非测试区域。预备会议应包括所有与测试相关的人员。会议确定如何进行测试，涉及的设备和电压等级，潜在危险等，人员分工应让所有参与人员重复确认。
测试人员必须保持警惕性，并禁止非测试人员进入现场。统一一致的信号指示是有效的手段，在测试时所有参与人员共同遵守。
AIA100绝缘缺陷分析仪，设计用于检测SF6气体绝缘系统。如SF6气体绝缘罐式断路器或GIS 变电站等。AIA100也可用于充油变压器的测试。AIA100可以直接接触任何已接地设备的部件，也可以通过波导纤维导杆进行带电电缆的终端局放测试。
AIA100可以分析测试结果并判断缺陷类型。AIA100通过声发射原理的测试，
可以区别局放、颗粒和机械振动等缺陷。
2.1超声测试
超声诊断是一种测试方法，其探测由于局放或松动的部件引起的超声信号。超声原理可以有效的探测SF6气体绝缘的设备内部缺陷。超声也可以分辨和定位设备内部局放、颗粒及机械振动等的缺陷。
超声测试既可在设备带电运行状态也可在设备交接验收时使用。AIA100主要好处：
-分辨并定位局放、颗粒和机械振动；
-可在设备交接验收和带电状态下进行测试，用于GIS 、SF6气体绝缘断路器和变压器；
-对外部噪声不敏感；
超声测量与其能量相关，传感器转换能量并以mV 显示，不像局放校准测量以pC 为单位。局放、颗粒及机械振动引起的超声信号在10kHz 至500kHz 范围。
3.1开启电源进行第一次测试
1、开启电源按钮，按钮在显示器下方，按下直到显示屏点亮。Windows CE 导入界面会显示。
2、几秒钟内，AIA100
软件会自动运行，并显示连续模式。该状态下仪器保持空闲状态。
3、按Start/Stop键来激活仪器并开始连续模式测量。
3.2用户接口
3.2.1连接端口（顶部）
连接接口包括传感器接口、外同步接口和12VDC 电源适配器接口（见图3-1）
传感器
传感器接口用于AIA100仪器超声信号输入。超声探头通过SMB 信号电缆连接，另一端连到仪器的传感器接口上，正确连接好以后SMB 电缆会锁紧仪器。外同步
外同步（EXT SYNC ）接口用于通过外接导线启动同步，这时会旁路使用无线同步模块进行同步的方式。如果现场存在严重的射频干扰或障碍物阻挡，那么就需要使用导线连接了。
图3-2电池端口面板（底部）图3-1连接端口面板（顶部）
12V 电源
12V 电源适配器插入相应接口就可为仪器充电。
当操作AIA100时，电源适配器不能进行快速充电，系统关闭时才有足够电量进行充电（充电时间约为使用时间的三倍）
3.2.2电池接口面板（底部）
AIA100的底部有抽拉式的电池和存储卡以及USB 接口
电池
要替换电池，按下电池边缘，电池就会滑出。换上新电池，按下直到锁紧。要检查电池电量，在Windows CE 菜单中选择设置（（Setting ）→控制面板
（Control Panel ）→电源（Power ）, 或在工具栏中点击电池按钮（如果仪器没有外接电源插座）。如果电池电量低或非常低就需要外接电源了。CF 存储卡端口
可以适合所有CF 存储卡，包括高速卡，可达4G 容量。Doble 公司推荐使用高速存储卡，这对于传送数据到PC 机时，速度会明显加快。
USB 接口
USB 端口用于下载数据到PC 机中，其功能与PDA 的USB 接口一样。3.2.3键盘
图3-3键盘
键盘可以分为两个功能区：上部区域，有背景灯和控制以及LED 指示灯。下部区域，十六个双功能按钮。
键盘合并有数字功能，大多数按钮都有两个功能。其区别在于数字键功能是否开启，即数字锁定LED 等的状态。
不像一般的键盘，AIA-100软件会自动控制数字键是否开启。当开启仪器时数字键锁定默认是处于打开的状态的，当打开对话框需要输入数字时软件会自动保持数字输入的状态。
在AIA-100处于其他状态时，数字键保持关闭状态。其允许使用数字键下的蓝色标记功能。
电源按钮
电源按钮是AIA-100的主电源开关。按下按钮，显示屏会点亮。要关闭电源，就要按下电源按钮保持2秒以上直到系统关闭。
背景灯按钮
该按钮用于开关屏幕背景灯。
LED 指示灯
挨着电源开关和数字锁定LED 灯的，有一个绿色CH1LED 指示灯和一个同步（sync ）指示灯。它们在电源开启和超声信号获取时点亮。
3.2.4按钮
3.2.5工具栏
图3-4显示AIA-100工具栏，表3-1
有相关按钮的功能描述。
图3-4AIA-100工具栏按钮Windows 标识，点击显示Windows 菜单
屏幕功能，点击显示激活窗口的命名，点击固定桌面与激活窗口
电池标识，点击显示电池状态
键盘标识，点击显示或隐藏键盘。当键盘有一个红色斜线表示隐藏了键盘
时间/日期，点击显示当前Windows 系统的日期和时间。Windows 功能，显示打开的Windows 窗口
3.2.6菜单文件（File ）文件菜单选项有：保存数据（Save Data ）
打开保存数据对话框，并允许保存选定的数据。调用数据（Recall Data ）打开对话框用于调用已存储的数据删除数据（Delete Data ）在相位或脉冲模式删除选定的数据退出（Exit ）
终止AIA100程序。AIA100会提示以确认命令。设置（Setup ）参见相关菜单设置章节。关于（About ）
关于菜单包含软件版本，系统和版权信息。点击System info 会显示系统和CPU 信息。
3.2.7存储管理
AIA100有两种存储设备--内置存储。参见Windows CE 操作系统内置存储。CF 卡，参见Windows CE 操作系统内置存储。
图3-5AIA-100文件菜单
4、参数
略
5仪器设置
5.1设置
5.1.1设置
设置菜单（如图5.1）允许用户设置信号的各种参数以实现最好的测试效
果。
缺省设置
内置放大器（Integral Pre-amp ）传感器类型(SensorType)
频率下限(LowerRoll-off Frequency) 频率上限(UpperRoll-off Frequency) 触发电平（Trigger level ）
触发参考增益（Trigger Reference Gain ）
触发参考时间常数（Trigger reference Time Constant ）相位模块（Phase Units ）测试次数（Test Points ）
脉冲开门时间（Pulse Gating Time ）脉冲闭锁时间（Pulse Blocking Time ）频率1（Frequency 1）频率2（Frequency 2）
周期门时间(PeriodicGating Time)
充SF6气体设备ON R3a 5kHz 100kHz 30dB 6dB 10ms 度（°）1000150µs2ms 50Hz 100Hz 50ms
充油设备ON R15a 20kHz 300kHz 30dB 6dB 10ms 度（°）1000150µs2ms 50Hz 100Hz 50ms
图5.1设置菜单
保存设置（Save Settings ）点击保存设置，不需要每一次改变都保存一次，当设置完所有参数后再保存也可以。新设置会覆盖原有设置，设置文件名为为layout.lay
取消（Cancel ）
点击退出设置窗口，不会保存任何改变。
菜单页1(SettingsPage 1)
图5.2显示菜单页1
缺省SF6气体绝缘设置（SF6Default ）点击激活使用缺省的SF6气体绝缘设备的设置。油绝缘设置（Oil filled Defaults ）点击激活使用缺省的油绝缘设备的设置。
预防大
激活仪器整体信号的预防大处理器，有三种无源传感器：R3a,R6a,R15a. 传感器类型（Sensor Type ）选择传感器类型R3a,R6a,R15a.
下限频率(LowerRoll-off Frequency)
增加下限频率以消除低频噪声干扰。局放产生的信号约在20kHz 至80kHz 左右，如果周围环境的噪声时高些的频率，那么有必要选择更高些的频率。
下限频率可以设置为以下数值：
---R3a ：5kHz ，20kHz ，40kHz ，100kHz R6a ：5kHz ，20kHz ，40kHz ，100kHz R15a ：5kHz ，20kHz ，100kHz,200kHz 上限频率(UpperRoll-off Frequency)
可以调整高频来消除高频噪声，这样不会损失过多的原始信号。上限频率可以设置为以下数值：
-R3a ：40kHz ，60kHz ，80kHz ，100kHz -R6a ：40kHz ，60kHz ，80kHz ，100kHz -R15a ：200kHz ，300kHz ，400kHz,500kHz
设置页2
设置页2内容如下：
设置页2
触发水平（Trigger Level(mV)）
触发参考水平应设置为高到足以避免不需要的低水平噪声信号进入，而低要低到对于弱颗粒撞击或电晕放电信号能够灵敏触发。设置触发信号水平在1-100mV 之间。
触发参考时间常数（Trigger reference Time Constant ）
触发参考时间常数必须足够长，以使慢速的脉冲信号不损失掉，而短要短到足以避免以前颗粒碰撞信号造成的回声影响，且要在颗粒产生新的碰撞信号前再次触发。
触发参考时间常数设置为以下参数：10ms,30ms,100ms
触发参考增益（dB ）
固定
相位单位（Phase Units ）
决定相位模式横轴刻度，既可显示度也可显示时间（ms ）测试点数（#TestPoints ）
设置相位模式和脉冲模式测量的数目。
设置页3
设置页3的内容如下：
设置页3
脉冲开门时间（Pulse gating Times ）
一个颗粒开始冲击触发了信号，信号的峰值在给定的时间区间，即脉冲开门时间内进行测量，改变时间可能会影响测量结果，这与信号类型有关。
脉冲开门时间可以设置在50μs 至30000μs 之间脉冲闭锁时间（Pulse Blocking Time ）
选择脉冲闭锁时间可能会影响测试结果，其取决于信号类型。脉冲闭锁时间参数可设为：1ms 至25ms 频率1（Hz ），频率2（Hz ）
为了探测局放信号如：电晕等。仪器测量两个频率：工频（通常为50Hz ），和两倍工频（通常为100Hz ）。两个频率分别设置。
16.6Hz ，33.3Hz ，50Hz ，60Hz ，100Hz ，120Hz ，中心频率1和2可设置为：
150Hz 和180Hz
周期门时间(PeriodicGating Time) 周期门时间从50ms 至
1000ms
5.1.2标示牌（Nameplate ）
有五个标识窗口可以输入相关信息，如测试位置，设备类型，编号，时间，日期等。
以下为通用的一些命令：
清空所有设置（Clear All Settings ）清空表格中所有数据保存/退出（Save/Exit）
点击保存设置并退出设置。没必要每一个都单独保存一次，可以输完所有数据后总体保存一次就可以了。
标示牌页面1
5.1.3音量
音量菜单可以设置来自内部扬声器的音量。通过上下按键调整。按音量按钮接受新设置或按X
取消
6、操作
参阅附录AIA 型GIS 超声局放检测仪测试标准
6.6数据管理
6.6.1保存
保存数据结果：
1、按保存键（Save ）或选择文件(File)→保存数据(SaveData)
2、会弹出保存对话框。如果要求的参数信息没有输入，那么输入需要的数据。
3、如果需要保存到不同的路径，点击改变路径（Change Folder ）
4、使用键盘输入文件名。
5、点击同意（Accept ）
6.6.2数据调用
要调取数据：
1、按调用（Recall ）按钮或选择文件（File ）→调用数据（Recall Data ）
2、打开对话框
3、输入要打开的文件名
4、点击
OK
6.6.3删除
删除文件：
1、点击删除（Delete ）或选择文件（File ）→删除数据（Delete Data ）
2、出现确认删除的对话框
3、点击是(Yes)
6.6.4创建设备文件
6.6.5访问内部存储器和存储卡
使用AIA-100，通过点击我的电脑（My device ）来选择使用内部存储或外部存储卡，通过软件或设备CE 操作系统进入。
6.6.6向AIA-100传送文件或读取文件
在AIA-100与PC 间传送文件
通过USB 接口来传送文件，使用USB 数据线把AIA-100和PC 连接起来，USB 接口位于仪器底部，PC 机必须使用Windows ME 或XP （Windows 98或98SE 将不能正常工作）操作系统。当USB 连接后，PC 机会显示移动磁盘的图标，这样我们就可以选择内部存储器或外部存储卡。
在AIA-100和CF 卡间传送文件
CF 卡插入AIA-100时，内部存储不能通过USB 接口访问，可以通过仪器的文件浏览器在AIA-100和CF 卡间传送文件。在仪器桌面点击我的电脑打开文件浏览器，要把文件从AIA-100移动到CF 卡，通过双击我的电脑，选择存储卡中的要传送的文件，通过EDIT 菜单进行复制，再粘贴到目标存储卡中即可。
7、典型测试程序
参阅AIA100超声局放分析仪快速向导
8、分析
8.1使用超声检测的失败模式
8.1.1测量和缺陷分析
参见附录AIA 型GIS 超声局放检测仪测试标准
8.1.2磁致伸缩现象
当对感性变压器（带铁芯的）和单相钢壳的封闭GIS 进行超声测试时，超声信号与背景噪声不同，并且可能被调制为100/120Hz的频率，这样就形成了与电位悬浮相似的信号图谱，但感性变压器和单相钢壳引起的超声信号正常显示很低的信号值（约几个mV ）。对所有同类变压器或单相封闭GIS 的所有三相测试都是一样的。
这种噪声是由于钢体的磁滞伸缩的现象引起的，钢体（导磁的）的工频周期交变磁场改变了磁化的状态，这就引起了噪声，并且这种超声信号会被传感器探测到，但磁噪声与系统绝缘介质的完好是不相关的，因此它也是无害的。
感性变压器的磁噪声如图8.1-8.3
图8.1连续模式下测试的磁噪声（230kV VT
）
图8.2颗粒/脉冲模式磁噪声（230kV VT
）
图8.3相位模式磁噪声（230kV VT ）
9AIA100软件
AIA100配套的分析软件DFA100Viewer 可以帮助用户使用计算机来分析数据和打印报告。
软件主界面
安装DFA100Viewer 软件
1、下载应用程序或插入程序光盘。
2、双击安装文件SETUP.exe
3、跟随安装向导进行下一步。
4、安装完成会有快捷方式出现在桌面上。
选项卡
AIA100有三个选项卡：文件（Files），测试结果（TestResults）和帮助（Help）。有些选项卡有子选项。
文件选项卡
文件选项卡有两个子选项，一个是浏览文件（BrowseFiles），一个是最近打开的文件(RecentlyOpened Fils).
文件选项卡有三个按钮，如下：
文件选项卡按钮
●新建（NEW）
。打开新的标识窗口。
●打开（Open）。（只可用于浏览文件）打开选择文件。
●叠层（Overlay）。（只可用于浏览文件）打开两个或更多文件，选择文件并点击此按钮。每个文件都会以不同颜色显示。
浏览文件（BrowseFiles）
浏览文件选项卡选择打开文件的路径。在下拉菜单中显示路径中的文件列表。检查包括子文件夹中的文件，点击右边的刷新链接（图中看不到）以刷新显示。
屏幕底部的可选按钮显示文件类型
最近打开的文件(RencentlyOpen Files)
最近打开的文件（文件选项Files-最近打开的文件Rencently Open Files）.
为方便迅速重新打开文件，点击右下侧的清空（Clear）按钮以清空显示。测试结果选项卡
浏览测试结果是最重要的软件功能。包括5个子选项：标牌、连续模式、相
位模式、脉冲模式和注释。
测试结果选项卡有三个按钮：SAVE（保存）,Print（打印），preview（预览）测试结果选项卡按钮
●保存（SAVE）只在标识牌选项中出现
●打印（Print）打开Windows 打印对话框
●预览（preview）预览测试结果的报告格式，
增益（Gain）
使用增益下拉菜单（出现自连续模式、相位模式和脉冲模式）调整增益，选择最合适的刻度浏览图谱。
图例（Legend）
选择显示图例对话框（ShowLegend Box）（出现自连续模式、相位模式和脉冲模式）以显示叠层图例对话框（OverlayLegend Dialog Box）控制图谱属性（参见叠层测试结果）
图像（Images）
（出现自连续模式、相位模式和脉冲模式）允许浏览、保存和打印图谱。连续模式（ContinuousMode）
连续模式显示了信号表征表征的快照，尽管测试时连续变动，AIA100显示
平均参考值。
相位模式（PhaseMode）
相位模式考察超声局放与工频信号的同步相关性。其图谱可以区别信号源如：局放、颗粒或机械振动等。
横轴单位（X-AxisUnits）
横轴单位可以调整以ms 或度来显示。
脉冲模式（PulseMode）
脉冲模式表征时间和幅值的关系。数据决定颗粒的数量、尺寸和活跃程度。注释（Notes）
注释选项卡可以输入一些关于测试和图片的内容，通过保存按钮可以保存输
入的内容。
帮助（Help）
帮助选项卡可以显示版本号和版权信息。
管理数据文件
画图
叠层测试结果
叠层可用于对比数据结果，通常有四个状态
◆同一测试位置的结果间比较；
◆同类型间图谱比较；
◆从前测试数据与当前数据比较；
◆不同相间比较；
叠层显示测试结果
在连续、脉冲、相位模式选项卡中点选显示图谱对话框（ShowLegend box）以显示叠层图谱对话框（Overlaylegend box）并控制图谱属性。
◆显示/隐藏（Show/Hide）。要隐藏文件，就不选图谱左边的框，要隐藏全部就点击隐藏全部（HideAll）按钮。要存储所有文件到图形中，点击显示全部（ShowALL）
◆消除（Eliminate），要消除图形文件，点击红色X
◆颜色（Color）
。点击箭头下拉菜单，选择用于此文件的另一种颜色。
图片栏
图像工具栏
图像工具栏在连续、相位和脉冲模式可以见到。可以作为一个图片来保存和打印图谱。保存
标识牌
用标识牌选项右边的保存按钮来保存标识牌内容
图像
把连续、相位、脉冲模式作为图片来保存。参见图像工具栏。
打印
报告
预览或打印报告，在屏幕右上角打印或预览报告。报告包括数据和图谱。图片
预览或打印独立的图谱。在图像工具栏中预览或打印图谱。保存图谱对话框，
允许用户选择保存的文件格式。
AIA-100超声局放分析仪
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测量模式
AIA100提供三种测量模式：连续，相位和脉冲模式
概述
连续模式
连续模式用于考察仪器并定位超声信号的来源。连续模式提供超声信号源的四个参数特征，分别为：真有效值信号（RMS value ），峰值信号（peak value ），与基波调制的相关程度（50Hz 相关性）和与两倍基波的调制相关度（100Hz 相关性）。图1显示连续模式定位局放信号的例子。
图1连续模式定位局放图谱
连续模式测量定义如下：
·RMS 一个工频周波内的超声信号有效值。·Peak 一个工频周波内的峰值信号。
·Freq.1Content 工频调制程度（50Hz 相关性）·Freq.2Content 两倍工频调制程度（100Hz 相关性）
相位模式
谱。图谱可以分辨信号ms ）来标定。
图2装配部件引起的机械振动的例子
工频同步。AIA100通过硬件监测工频。超声测量可以按照电网系统的实际工频（50Hz 或60Hz ）进行同步。有两种同步方式可以选择：
·无线同步。使用带有蓝牙的发生/接收器在一定范围内（约30米）使
用。接收器模块插上电源或接到80VAC 至240VAC 的电源上。
·直连同步。使用电源线直接连接到80VAC 至240VAC 的电源上。
同步模块只有在测试当中需要才使用，普测时没有必要使用。
脉冲模式
脉冲模式通常用于颗粒的测量。颗粒是动态的因而产生电局放和机械冲击。AIA100显示颗粒脉冲信号的幅值和飞行时间图谱。可以根据信号的情况来判断活动颗粒的尺寸大小、数量和危害程度。
当电场力超过重力时，颗粒会反复的跳跃。每次颗粒碰撞壳体都会产生宽带的扰动超声信号，并在壳体内传播。颗粒产生的超声信号结合了撞击壳体产生的机械冲击和颗粒尖端的局放信号。AIA100可以检测到毫米级的颗粒信号，并有很好的信噪比。如果信号产生于单个颗粒，会生成一个如图3所示的图谱。这是一个5mm 铝粒子的特征图谱。
颗粒的飞行时间是指颗粒每次撞击壳体的时间间隔。图3清晰的描述了颗粒的特征和行为状况。可以形象的看到颗粒跃动的轨迹。
图3脉冲模式下颗粒跃动轨迹图谱
缺省设置
表一AIA100缺省设置
缺省设置
内置放大器（Integral Pre-amp ）传感器类型(SensorType)
频率下限(LowerRoll-off Frequency) 频率上限(UpperRoll-off Frequency) 触发电平（Trigger level ）
触发参考增益（Trigger Reference Gain ）
触发参考时间常数（Trigger reference Time Constant ）相位模块（Phase Units ）测试次数（Test Points ）
脉冲开门时间（Pulse Gating Time ）脉冲闭锁时间（Pulse Blocking Time ）频率1频率2周期门时间
充SF6气体设备ON R3a 5kHz 100kHz 30dB 6dB 10ms 度（°）1000150µs2ms 50Hz 100Hz 50ms
充油设备O N R15a 20kHz 300kHz 30dB 6dB 10ms 度（°）1000150µs2ms 50Hz 100Hz 50ms
一般测试步骤
准备工作
1、开启AIA100电源。仪器进入连续模式界面并保持空闲状态。2、接入无线模块，通讯距离不少于30米。3、检查AIA100有足够电量。
4、连接传感器和传感器电缆到AIA100。5、按Cont 键使AIA100工作在连续模式下。
6、使用蓝色上下键设置真有效值（RMS ）显示灵敏度范围在2mV 。7、输入待测设备的参数信息并正确设置仪器参数，Doble 公司建议使用缺省参数设置。
8、按Start/Stop键激活连续测量模式。
9、确认同步LED 灯（Sync 灯）亮。如果同步灯没有亮，把同步模块拿到靠近仪器的位置。
注：同步模块只有在测试当中需要才使用，普测时没有必要使用。
测试
1、对测试进行计划。
2、保证所有的安全措施，用一点硅胶涂抹到合适的传感器上。3、连接传感器到设备上。
4、使用上下键调整需要的增益，以便使连续模式下的读数没有任何损失。5、进入设置菜单的第二页，调整触发电平（Trigger level ）以优化触发器。优化触发电平会使触发器间歇性触发，CH1的LED 灯会些微闪烁。
获取测试数据
1、确认同步指示灯（Sync LED ）亮。如果同步指示灯不亮，把无线同步模块靠近仪器。或者使用导线连接同步模块和AIA-100的外同步（EXT SYNC ）接口。
2、按Sync 键进入相位模式界面。3、按Start/Stop键开始相位模式测量。
仪器将采集并显示设置页面第二页中设定的采集点数。
保存和浏览测试结果
1、选择文件（File ）→保存（Save ）结果。2、当所有测试做完后，下载到PC 机中。
使用AIA100Viewer 软件分析数据并打印报告。
AIA-100超声局放分析仪
用户手册
目录
1、安全
1.1通用规则1.2接地
1.3人身安全
2、介绍
2.1超声检测
3、仪器
3.1开启电源并第一次测试3.2用户接口
3.2.1连接端口（顶部）
3.2.2电池接口面板（底部）3.2.3键盘3.2.4按钮3.2.5工具栏3.2.6菜单
3.2.7存储管理
4、参数
略
5仪器设置
5.1设置
5.1.1设置5.1.2标示牌5.1.3音量
6、操作
参阅附录AIA 型GIS 超声局放检测仪测试标准6.6数据管理
6.6.1保存
6.6.2数据调用6.6.3删除
6.6.4创建设备文件
6.6.5访问内部存储器和存储卡
6.6.6向AIA-100传送文件或读取文件
7、典型测试程序
参阅AIA100超声局放分析仪快速向导
8、分析
8.1使用超声检测的失败模式
8.1.1测量和失败的分析8.1.2磁致伸缩现象
9、AIA-100软件
附录AIA 型GIS 超声局放检测仪测试标准
工作在高压电气设备上，安全是必须加以强调的。任何发电、送电、配电或用电企业都应有完善、精确的安全规程保护各种工作在高压线路、电缆或导体及其附件设备上的测试人员和维护人员。
1.1通用规则
因为试品可能会发生事故，预防措施（如在测试区域有围栏或入口限制）必不可少。
所有公司要求的安全规范必须遵守，包括国家、省公司、地方政府规定的对绝缘设备操作和维护的安全要求。
1.2接地
试品必须牢固接地。正确的接地对安全来讲是非常重要的。
1.3人身安全
推荐召开预备会议，其他人员工作在非测试区域。预备会议应包括所有与测试相关的人员。会议确定如何进行测试，涉及的设备和电压等级，潜在危险等，人员分工应让所有参与人员重复确认。
测试人员必须保持警惕性，并禁止非测试人员进入现场。统一一致的信号指示是有效的手段，在测试时所有参与人员共同遵守。
AIA100绝缘缺陷分析仪，设计用于检测SF6气体绝缘系统。如SF6气体绝缘罐式断路器或GIS 变电站等。AIA100也可用于充油变压器的测试。AIA100可以直接接触任何已接地设备的部件，也可以通过波导纤维导杆进行带电电缆的终端局放测试。
AIA100可以分析测试结果并判断缺陷类型。AIA100通过声发射原理的测试，
可以区别局放、颗粒和机械振动等缺陷。
2.1超声测试
超声诊断是一种测试方法，其探测由于局放或松动的部件引起的超声信号。超声原理可以有效的探测SF6气体绝缘的设备内部缺陷。超声也可以分辨和定位设备内部局放、颗粒及机械振动等的缺陷。
超声测试既可在设备带电运行状态也可在设备交接验收时使用。AIA100主要好处：
-分辨并定位局放、颗粒和机械振动；
-可在设备交接验收和带电状态下进行测试，用于GIS 、SF6气体绝缘断路器和变压器；
-对外部噪声不敏感；
超声测量与其能量相关，传感器转换能量并以mV 显示，不像局放校准测量以pC 为单位。局放、颗粒及机械振动引起的超声信号在10kHz 至500kHz 范围。
3.1开启电源进行第一次测试
1、开启电源按钮，按钮在显示器下方，按下直到显示屏点亮。Windows CE 导入界面会显示。
2、几秒钟内，AIA100
软件会自动运行，并显示连续模式。该状态下仪器保持空闲状态。
3、按Start/Stop键来激活仪器并开始连续模式测量。
3.2用户接口
3.2.1连接端口（顶部）
连接接口包括传感器接口、外同步接口和12VDC 电源适配器接口（见图3-1）
传感器
传感器接口用于AIA100仪器超声信号输入。超声探头通过SMB 信号电缆连接，另一端连到仪器的传感器接口上，正确连接好以后SMB 电缆会锁紧仪器。外同步
外同步（EXT SYNC ）接口用于通过外接导线启动同步，这时会旁路使用无线同步模块进行同步的方式。如果现场存在严重的射频干扰或障碍物阻挡，那么就需要使用导线连接了。
图3-2电池端口面板（底部）图3-1连接端口面板（顶部）
12V 电源
12V 电源适配器插入相应接口就可为仪器充电。
当操作AIA100时，电源适配器不能进行快速充电，系统关闭时才有足够电量进行充电（充电时间约为使用时间的三倍）
3.2.2电池接口面板（底部）
AIA100的底部有抽拉式的电池和存储卡以及USB 接口
电池
要替换电池，按下电池边缘，电池就会滑出。换上新电池，按下直到锁紧。要检查电池电量，在Windows CE 菜单中选择设置（（Setting ）→控制面板
（Control Panel ）→电源（Power ）, 或在工具栏中点击电池按钮（如果仪器没有外接电源插座）。如果电池电量低或非常低就需要外接电源了。CF 存储卡端口
可以适合所有CF 存储卡，包括高速卡，可达4G 容量。Doble 公司推荐使用高速存储卡，这对于传送数据到PC 机时，速度会明显加快。
USB 接口
USB 端口用于下载数据到PC 机中，其功能与PDA 的USB 接口一样。3.2.3键盘
图3-3键盘
键盘可以分为两个功能区：上部区域，有背景灯和控制以及LED 指示灯。下部区域，十六个双功能按钮。
键盘合并有数字功能，大多数按钮都有两个功能。其区别在于数字键功能是否开启，即数字锁定LED 等的状态。
不像一般的键盘，AIA-100软件会自动控制数字键是否开启。当开启仪器时数字键锁定默认是处于打开的状态的，当打开对话框需要输入数字时软件会自动保持数字输入的状态。
在AIA-100处于其他状态时，数字键保持关闭状态。其允许使用数字键下的蓝色标记功能。
电源按钮
电源按钮是AIA-100的主电源开关。按下按钮，显示屏会点亮。要关闭电源，就要按下电源按钮保持2秒以上直到系统关闭。
背景灯按钮
该按钮用于开关屏幕背景灯。
LED 指示灯
挨着电源开关和数字锁定LED 灯的，有一个绿色CH1LED 指示灯和一个同步（sync ）指示灯。它们在电源开启和超声信号获取时点亮。
3.2.4按钮
3.2.5工具栏
图3-4显示AIA-100工具栏，表3-1
有相关按钮的功能描述。
图3-4AIA-100工具栏按钮Windows 标识，点击显示Windows 菜单
屏幕功能，点击显示激活窗口的命名，点击固定桌面与激活窗口
电池标识，点击显示电池状态
键盘标识，点击显示或隐藏键盘。当键盘有一个红色斜线表示隐藏了键盘
时间/日期，点击显示当前Windows 系统的日期和时间。Windows 功能，显示打开的Windows 窗口
3.2.6菜单文件（File ）文件菜单选项有：保存数据（Save Data ）
打开保存数据对话框，并允许保存选定的数据。调用数据（Recall Data ）打开对话框用于调用已存储的数据删除数据（Delete Data ）在相位或脉冲模式删除选定的数据退出（Exit ）
终止AIA100程序。AIA100会提示以确认命令。设置（Setup ）参见相关菜单设置章节。关于（About ）
关于菜单包含软件版本，系统和版权信息。点击System info 会显示系统和CPU 信息。
3.2.7存储管理
AIA100有两种存储设备--内置存储。参见Windows CE 操作系统内置存储。CF 卡，参见Windows CE 操作系统内置存储。
图3-5AIA-100文件菜单
4、参数
略
5仪器设置
5.1设置
5.1.1设置
设置菜单（如图5.1）允许用户设置信号的各种参数以实现最好的测试效
果。
缺省设置
内置放大器（Integral Pre-amp ）传感器类型(SensorType)
频率下限(LowerRoll-off Frequency) 频率上限(UpperRoll-off Frequency) 触发电平（Trigger level ）
触发参考增益（Trigger Reference Gain ）
触发参考时间常数（Trigger reference Time Constant ）相位模块（Phase Units ）测试次数（Test Points ）
脉冲开门时间（Pulse Gating Time ）脉冲闭锁时间（Pulse Blocking Time ）频率1（Frequency 1）频率2（Frequency 2）
周期门时间(PeriodicGating Time)
充SF6气体设备ON R3a 5kHz 100kHz 30dB 6dB 10ms 度（°）1000150µs2ms 50Hz 100Hz 50ms
充油设备ON R15a 20kHz 300kHz 30dB 6dB 10ms 度（°）1000150µs2ms 50Hz 100Hz 50ms
图5.1设置菜单
保存设置（Save Settings ）点击保存设置，不需要每一次改变都保存一次，当设置完所有参数后再保存也可以。新设置会覆盖原有设置，设置文件名为为layout.lay
取消（Cancel ）
点击退出设置窗口，不会保存任何改变。
菜单页1(SettingsPage 1)
图5.2显示菜单页1
缺省SF6气体绝缘设置（SF6Default ）点击激活使用缺省的SF6气体绝缘设备的设置。油绝缘设置（Oil filled Defaults ）点击激活使用缺省的油绝缘设备的设置。
预防大
激活仪器整体信号的预防大处理器，有三种无源传感器：R3a,R6a,R15a. 传感器类型（Sensor Type ）选择传感器类型R3a,R6a,R15a.
下限频率(LowerRoll-off Frequency)
增加下限频率以消除低频噪声干扰。局放产生的信号约在20kHz 至80kHz 左右，如果周围环境的噪声时高些的频率，那么有必要选择更高些的频率。
下限频率可以设置为以下数值：
---R3a ：5kHz ，20kHz ，40kHz ，100kHz R6a ：5kHz ，20kHz ，40kHz ，100kHz R15a ：5kHz ，20kHz ，100kHz,200kHz 上限频率(UpperRoll-off Frequency)
可以调整高频来消除高频噪声，这样不会损失过多的原始信号。上限频率可以设置为以下数值：
-R3a ：40kHz ，60kHz ，80kHz ，100kHz -R6a ：40kHz ，60kHz ，80kHz ，100kHz -R15a ：200kHz ，300kHz ，400kHz,500kHz
设置页2
设置页2内容如下：
设置页2
触发水平（Trigger Level(mV)）
触发参考水平应设置为高到足以避免不需要的低水平噪声信号进入，而低要低到对于弱颗粒撞击或电晕放电信号能够灵敏触发。设置触发信号水平在1-100mV 之间。
触发参考时间常数（Trigger reference Time Constant ）
触发参考时间常数必须足够长，以使慢速的脉冲信号不损失掉，而短要短到足以避免以前颗粒碰撞信号造成的回声影响，且要在颗粒产生新的碰撞信号前再次触发。
触发参考时间常数设置为以下参数：10ms,30ms,100ms
触发参考增益（dB ）
固定
相位单位（Phase Units ）
决定相位模式横轴刻度，既可显示度也可显示时间（ms ）测试点数（#TestPoints ）
设置相位模式和脉冲模式测量的数目。
设置页3
设置页3的内容如下：
设置页3
脉冲开门时间（Pulse gating Times ）
一个颗粒开始冲击触发了信号，信号的峰值在给定的时间区间，即脉冲开门时间内进行测量，改变时间可能会影响测量结果，这与信号类型有关。
脉冲开门时间可以设置在50μs 至30000μs 之间脉冲闭锁时间（Pulse Blocking Time ）
选择脉冲闭锁时间可能会影响测试结果，其取决于信号类型。脉冲闭锁时间参数可设为：1ms 至25ms 频率1（Hz ），频率2（Hz ）
为了探测局放信号如：电晕等。仪器测量两个频率：工频（通常为50Hz ），和两倍工频（通常为100Hz ）。两个频率分别设置。
16.6Hz ，33.3Hz ，50Hz ，60Hz ，100Hz ，120Hz ，中心频率1和2可设置为：
150Hz 和180Hz
周期门时间(PeriodicGating Time) 周期门时间从50ms 至
1000ms
5.1.2标示牌（Nameplate ）
有五个标识窗口可以输入相关信息，如测试位置，设备类型，编号，时间，日期等。
以下为通用的一些命令：
清空所有设置（Clear All Settings ）清空表格中所有数据保存/退出（Save/Exit）
点击保存设置并退出设置。没必要每一个都单独保存一次，可以输完所有数据后总体保存一次就可以了。
标示牌页面1
5.1.3音量
音量菜单可以设置来自内部扬声器的音量。通过上下按键调整。按音量按钮接受新设置或按X
取消
6、操作
参阅附录AIA 型GIS 超声局放检测仪测试标准
6.6数据管理
6.6.1保存
保存数据结果：
1、按保存键（Save ）或选择文件(File)→保存数据(SaveData)
2、会弹出保存对话框。如果要求的参数信息没有输入，那么输入需要的数据。
3、如果需要保存到不同的路径，点击改变路径（Change Folder ）
4、使用键盘输入文件名。
5、点击同意（Accept ）
6.6.2数据调用
要调取数据：
1、按调用（Recall ）按钮或选择文件（File ）→调用数据（Recall Data ）
2、打开对话框
3、输入要打开的文件名
4、点击
OK
6.6.3删除
删除文件：
1、点击删除（Delete ）或选择文件（File ）→删除数据（Delete Data ）
2、出现确认删除的对话框
3、点击是(Yes)
6.6.4创建设备文件
6.6.5访问内部存储器和存储卡
使用AIA-100，通过点击我的电脑（My device ）来选择使用内部存储或外部存储卡，通过软件或设备CE 操作系统进入。
6.6.6向AIA-100传送文件或读取文件
在AIA-100与PC 间传送文件
通过USB 接口来传送文件，使用USB 数据线把AIA-100和PC 连接起来，USB 接口位于仪器底部，PC 机必须使用Windows ME 或XP （Windows 98或98SE 将不能正常工作）操作系统。当USB 连接后，PC 机会显示移动磁盘的图标，这样我们就可以选择内部存储器或外部存储卡。
在AIA-100和CF 卡间传送文件
CF 卡插入AIA-100时，内部存储不能通过USB 接口访问，可以通过仪器的文件浏览器在AIA-100和CF 卡间传送文件。在仪器桌面点击我的电脑打开文件浏览器，要把文件从AIA-100移动到CF 卡，通过双击我的电脑，选择存储卡中的要传送的文件，通过EDIT 菜单进行复制，再粘贴到目标存储卡中即可。
7、典型测试程序
参阅AIA100超声局放分析仪快速向导
8、分析
8.1使用超声检测的失败模式
8.1.1测量和缺陷分析
参见附录AIA 型GIS 超声局放检测仪测试标准
8.1.2磁致伸缩现象
当对感性变压器（带铁芯的）和单相钢壳的封闭GIS 进行超声测试时，超声信号与背景噪声不同，并且可能被调制为100/120Hz的频率，这样就形成了与电位悬浮相似的信号图谱，但感性变压器和单相钢壳引起的超声信号正常显示很低的信号值（约几个mV ）。对所有同类变压器或单相封闭GIS 的所有三相测试都是一样的。
这种噪声是由于钢体的磁滞伸缩的现象引起的，钢体（导磁的）的工频周期交变磁场改变了磁化的状态，这就引起了噪声，并且这种超声信号会被传感器探测到，但磁噪声与系统绝缘介质的完好是不相关的，因此它也是无害的。
感性变压器的磁噪声如图8.1-8.3
图8.1连续模式下测试的磁噪声（230kV VT
）
图8.2颗粒/脉冲模式磁噪声（230kV VT
）
图8.3相位模式磁噪声（230kV VT ）
9AIA100软件
AIA100配套的分析软件DFA100Viewer 可以帮助用户使用计算机来分析数据和打印报告。
软件主界面
安装DFA100Viewer 软件
1、下载应用程序或插入程序光盘。
2、双击安装文件SETUP.exe
3、跟随安装向导进行下一步。
4、安装完成会有快捷方式出现在桌面上。
选项卡
AIA100有三个选项卡：文件（Files），测试结果（TestResults）和帮助（Help）。有些选项卡有子选项。
文件选项卡
文件选项卡有两个子选项，一个是浏览文件（BrowseFiles），一个是最近打开的文件(RecentlyOpened Fils).
文件选项卡有三个按钮，如下：
文件选项卡按钮
●新建（NEW）
。打开新的标识窗口。
●打开（Open）。（只可用于浏览文件）打开选择文件。
●叠层（Overlay）。（只可用于浏览文件）打开两个或更多文件，选择文件并点击此按钮。每个文件都会以不同颜色显示。
浏览文件（BrowseFiles）
浏览文件选项卡选择打开文件的路径。在下拉菜单中显示路径中的文件列表。检查包括子文件夹中的文件，点击右边的刷新链接（图中看不到）以刷新显示。
屏幕底部的可选按钮显示文件类型
最近打开的文件(RencentlyOpen Files)
最近打开的文件（文件选项Files-最近打开的文件Rencently Open Files）.
为方便迅速重新打开文件，点击右下侧的清空（Clear）按钮以清空显示。测试结果选项卡
浏览测试结果是最重要的软件功能。包括5个子选项：标牌、连续模式、相
位模式、脉冲模式和注释。
测试结果选项卡有三个按钮：SAVE（保存）,Print（打印），preview（预览）测试结果选项卡按钮
●保存（SAVE）只在标识牌选项中出现
●打印（Print）打开Windows 打印对话框
●预览（preview）预览测试结果的报告格式，
增益（Gain）
使用增益下拉菜单（出现自连续模式、相位模式和脉冲模式）调整增益，选择最合适的刻度浏览图谱。
图例（Legend）
选择显示图例对话框（ShowLegend Box）（出现自连续模式、相位模式和脉冲模式）以显示叠层图例对话框（OverlayLegend Dialog Box）控制图谱属性（参见叠层测试结果）
图像（Images）
（出现自连续模式、相位模式和脉冲模式）允许浏览、保存和打印图谱。连续模式（ContinuousMode）
连续模式显示了信号表征表征的快照，尽管测试时连续变动，AIA100显示
平均参考值。
相位模式（PhaseMode）
相位模式考察超声局放与工频信号的同步相关性。其图谱可以区别信号源如：局放、颗粒或机械振动等。
横轴单位（X-AxisUnits）
横轴单位可以调整以ms 或度来显示。
脉冲模式（PulseMode）
脉冲模式表征时间和幅值的关系。数据决定颗粒的数量、尺寸和活跃程度。注释（Notes）
注释选项卡可以输入一些关于测试和图片的内容，通过保存按钮可以保存输
入的内容。
帮助（Help）
帮助选项卡可以显示版本号和版权信息。
管理数据文件
画图
叠层测试结果
叠层可用于对比数据结果，通常有四个状态
◆同一测试位置的结果间比较；
◆同类型间图谱比较；
◆从前测试数据与当前数据比较；
◆不同相间比较；
叠层显示测试结果
在连续、脉冲、相位模式选项卡中点选显示图谱对话框（ShowLegend box）以显示叠层图谱对话框（Overlaylegend box）并控制图谱属性。
◆显示/隐藏（Show/Hide）。要隐藏文件，就不选图谱左边的框，要隐藏全部就点击隐藏全部（HideAll）按钮。要存储所有文件到图形中，点击显示全部（ShowALL）
◆消除（Eliminate），要消除图形文件，点击红色X
◆颜色（Color）
。点击箭头下拉菜单，选择用于此文件的另一种颜色。
图片栏
图像工具栏
图像工具栏在连续、相位和脉冲模式可以见到。可以作为一个图片来保存和打印图谱。保存
标识牌
用标识牌选项右边的保存按钮来保存标识牌内容
图像
把连续、相位、脉冲模式作为图片来保存。参见图像工具栏。
打印
报告
预览或打印报告，在屏幕右上角打印或预览报告。报告包括数据和图谱。图片
预览或打印独立的图谱。在图像工具栏中预览或打印图谱。保存图谱对话框，
允许用户选择保存的文件格式。