便携式电流波形记录仪分析

赵长国 ,尹照宏 ,张蛟 ,庄杨,兰静波 

云南电网有限责任公司昭通供电局，云南昆明 650000

摘要：便携式电流波形记录仪是一种便携式录波装置，可对各类强弱电流进行测量和记录，将电流测量、波形记录和数据分析等功能集合为一体，与以往的故障录波装置相比，还具备携带方便、操作便捷等优势，在配电运维中发挥重要作用。对此，本文分析了便携式电流波形记录仪特征及优势，以便携式电流波形记录仪研发背景研究为基础，探究了便携式电流波形记录仪技术要点及应用前景，希望有所帮助。

关键词：便携式；电流波形记录仪；电流测量

引言：当前我国科技水平不断提升，电力资源在社会中占据越来越重要的地位，因此对电力系统中电网的稳定性要求越来越高。当前，在电流检测中，由于采集时间过程很可能出现错失异常电流的问题，并且配网中缺少电流监测装置，运维人员很难通过现有装置对电流情况进行实时精准测量，导致配电运维很容易消耗大量人力物力。因此，便携式电流波形记录仪的研发使用至关重要。

1. 便携式电流波形记录仪特征及优势

便携式电流波形记录仪具备完备的软件组件，用户可通过软件组件实现对图形的分析、运算和相关有效计算等，并进行频谱分析、谐波分析和曲线相关性分析等工作，将所分析的结果和实验数据直接生成实验报告文档形式，或以图片形式将其导出，以此为后续深入处理分析实验结果奠定基础。便携式电流波形记录仪可实现多路模拟量输入、多路开出量信号和多路有源开关量输入等，采样频率通常较高，基本上可以满足各电力系统的实验信号记录要求并有效将各个模拟通道相互分离，确保实验过程顺利进行，免受电位连接所带来的故障问题。

便携式电流波形记录仪可以实现对多类波形的记录，包括直流、交流、脉冲流、方流乃至于非规则性的电流信号等。该类记录仪最高能够达到50000Sps的数据采集速率，对测试范围内的模拟信号覆盖力较强，且测试开关信号既包括有源触点又包括无源触点[1]。同时，便携式电流波形记录仪还具备追忆录波的功能特征，可在录波启动后，将触发时刻开始后的全部波形信号记录下来，并根据相关规定要求完整地记录下录波触发后任意时间段的信号波形。在录波的过程中，用户可以设置录波通道、录波长度、采样速率和追忆时间等相关信息，并针对每个信号通道设置信号量程、名称的等相关信息。在设置完相关信息后，用户可将信息保存至信息模板当中，以供后续同类型录波设置使用。

便携式电流波形记录仪可有效克服传统示波器的不足，由于体积更小、携带更为方便且操作更为简单，用户在使用过程中不需临时搭接接口。同时，便携式电流波形记录仪可实现对波形数据的现场分析和处理，可有效代替以往传统的信号记录设备。在电力系统当中，便携式电流波形记录仪可应用在发电机变压器实验、高压开关实验、继电器保护装置实验以及多类电器的检修实验当中，发挥重要的作用。

2. 便携式电流波形记录仪研发背景

在不断变化且日益复杂的测试环境下，对电子测量仪器的性能提出了更高的要求。波形记录仪是一种将记录仪功能和示波器功能相集成组合形成的电子测量仪器，其功能更为丰富，且在工作过程中可呈现出更为稳定的性能状态，因此，便携式电流波形记录仪的研发受到了社会的重视。但目前波形记录仪的多通道和多物理量特点，为其在开发过程中的校准和存储功能带来了一定的挑战。

同时，对于电力系统中自动化程度较高且复杂性较高的部分，要想准确查找定位故障是一项十分考验技术的工作，因此，当前利用传统的波形记录仪难以满足电力系统中的故障定位需求，尤其对偶然出现的故障问题更是难以精准定位。此外，现有的便携式电流波形记录仪的仪器内部虽然可以完成发电机三相短路特性曲线、甩负荷试验、励磁系统扰动试验、功率分析实验等多项实验并进行详细的记录，但由于现有便携式电流波形记录仪的存储量通常较小，且运行速度较慢，并且在检测和记录过程中通常需要借助工具做绝缘效果，难以实现对多通道电流电压波形的同时记录分析，导致运维维修消耗时间较长，带来诸多不便[2]。

以当前供电局工作情况来看，在对配网低压线路进行维修的过程中，运维人员需要现场完成对0.4kV低压线路的采集工作必不可少携带绝缘梯，在维修过程中，运维人员需要攀登绝缘梯并在绝缘梯下有专人扶正，并使用普通的钳形电流表对JP柜中的线路加以测量，或测量0.4kV低压架空。除此之外，在测量过程中，还需要针对低压线路在不同时间段内的电流情况加以检测和记录，这样一来，要想实现高效的电路检测和维修工作需要消耗大量的人力、时间，工作效率较低，且工作质量难以保障。

3. 便携式电流波形记录仪技术要点及应用前景

针对以上便携式波形记录仪在工作中所存在的问题，结合当前供电局的工作需求，加强对便携式电流波形记录仪的研究分析，对此，在设计优化过程中，主要采取以下技术措施：1）在使用便携式电流波形记录仪的过程中，同时将钳形电流表中增添记录电流的功能性装置，对不同时间段内的电流加以记录的同时保留原本的测电压功能。2）在钳形电流表中增加设置伸缩式的绝缘操作杆，确保钳形电流表与操作杆的端头相连接的位置可以在地面处任意拆卸，这样一来，钳形电流表既具备记录功能又具备测量功能，同时在与操作杆的配合作用下，能够有效对低压电路的四线加以记录和测量，直接发挥绝缘功能，不存在相关安全问题也不需额外工具操作。

在以上便携式电流波形记录仪技术优化下，在对配网低压线路进行维修的过程中，运维工作人员不再需要额外携带绝缘梯对低压电路的电流加以采集和记录，而是可以直接在地面对其进行测量，既保证运维工作的安全性，又能提高测量的效率，为运维人员带来更多的便利。同时，在该便携式电流波形记录仪的作用下，可以在任意时间段内记录并查看0.4kV低压架空线路的电流情况，保证检测记录的完整性和有效性，在这种工作情况下，运维人员不再需要重复到现场测量电流，便可直接获得不同天气、不同时间段下的低压线路电流情况。

与以往的便携式波形记录仪相比，该便携式电流波形记录仪的研发和设计主要创新点在于可实现运维工作人员在地面对0.4kV低压架空线路的电流加以检测的效果，并代替以往的测量工具，使用伸缩式绝缘操作杆对架空线路中的电流表内的电流变化情况加以测量和记录，或将电流表装置在低压分支箱电缆的端头位置，实现对电流的实时测量和记录，进而有效监测在不同环境下、不同时间段内的电流变化情况，转变了以往运维工作人员需要借助绝缘梯测量低压线路电流以及使用电流表记录电流变化情况的工作方式，很大程度地提高了电路运维工作效率[3]。

通过该便携式电流波形记录仪的工作情况可以推断出，在之后的发展过程中，大力推广和使用该便携式电流波形记录仪可以有效帮助配电运维人员测量和采集电流工作的高效完成，节约人力和时间，避免运维人员多次到现场测量电流，在一定程度上减少成本消耗，提高配电运维的经济效益。并且，配电运维工作不再需要借助绝缘梯等额外工具，改变了以往的测量方法，对配电运维工作加以升级和优化。另外，便携式电流波形记录仪可以有效推广至配电运维相关部门大力使用。

结论：综上所述，为了提高配电运维中电流检测的质量和效率，为运维工作人员提供更大的工作便利，便携式电流波形记录仪的研发使用势在必行，并在电流监测中发挥重要的作用。因此，在后续发展中，电力企业应加强对便携式电流波形记录仪的推广使用，提高电网运维效率，优化升级相关工作。

参考文献：

[1]孙铭悦. 波形记录仪存储和校准功能的软件设计与实现[D].电子科技大学,2022.

[2]王健行. 便携式电流波形记录仪的研制[D].中国地质大学(北京),2017.

[3]范宁宁. DF1024便携式波形记录仪系统开发[D].北京工业大学,2017.