电力电缆局放在线监测系统使用说明书

电力电缆局放在线监测系统使用说明书电力电缆局放在线监测系统
使用说明书
目录
安全规程...................................................................... .................................................... 1 1. 概
述 ..................................................................... ....................................................... 2 1.1 相关概
述 ..................................................................... .............................................. 2 1.2 系统功
能 ..................................................................... . (2)
1.3 系统工作环
境 ..................................................................... (3)
1.4 系统工作过
程 ..................................................................... ....................................... 3 1.5 技术原理综
述 ..................................................................... (4)
1.6现场安装指导说明……………………………………………………………………….... 5 1.7系统结构及网
络 ..................................................................... . (6)
2. 硬件使用及维护说明...................................................................... .............................. 7 2.1硬件说
明 ..................................................................... ............................................... 7 2.1.1 传感
器 ..................................................................... ............................................... 7 2.1.2 电力电缆检测装备 ..................................................................... .............................. 9 2.1.3数据服务器和数据通信单元...................................................................... .............. 10 2.2 硬件使用说
明 ..................................................................... ......................................11 2.3 硬件维
护 ..................................................................... ............................................ 12 2.3.1 使用时应注意的问题 ..................................................................... ........................ 12 2.3.2 用户维
修 ..................................................................... .......................................... 12 2.3.3 故障分
析 ..................................................................... .......................................... 12 3系统功
能 ..................................................................... ................................................ 13 3.1 安
装 ..................................................................... ............................................... 13 3.2 卸
载 ..................................................................... ............................................... 14 4操作系
统 ..................................................................... ................................................ 15 4.1 开
始 ..................................................................... ............................................... 15 4.2 设备管
理 ..................................................................... ........................................ 16 4.2.1 电缆基本信息管理...................................................................... ...................... 17 4.2.2 电缆接头信息管理...................................................................... ...................... 17 4.2.3 数据采集卡信息管
理 ..................................................................... ................... 18 4.3 参数设
置 ..................................................................... ........................................ 20 4.3.1 参数设
置...................................................................... .................................... 20 4.3.2 局放采集卡配
置 ..................................................................... .......................... 22 4.4 手动监
测 ..................................................................... ............................................ 23 4.5自动监
测 ..................................................................... ............................................. 25 4.6查看数
据 ..................................................................... ............................................. 26 4.6.1 局放数据查询...................................................................... ............................. 26 4.7 趋势查
询 ..................................................................... ............................................ 27 4.7.1局放趋势查询...................................................................... ................................... 27 5 常见问题及简单处理方法...................................................................... (28)
安全规程
从事本设备的运输、安装、投运、操作、维护和修理的所有人员
, 必须有相应的专业资格。

, 必须严格遵守各项使用说明。

违章操作或错误使用可能导致:
, 降低设备的使用寿命和监测精度。

, 损坏本设备和用户的其他设备。

, 造成严重的或致命的伤害。

本说明书在安全规程上采用如下三种方式强调一些重要事项:
警告
这种警示栏是指由于您的误操作可能造成系统不可恢复的损毁，或者难以预料的后
果。

注意
这种提示是指由于您的误操作可能造成系统的不正常工作。

本说明书未经本公司书面允许，不得翻印，同时其内容不得转告非使用者的第三方作为
任何未经许可的用途。

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1. 概述
1.1 相关概述
, 局部放电:绝缘体中只有局部区域发生放电，而没有贯穿施加电压的导
体之间，这种现象称之为局部放电，简称局放。

它与绝缘的老化及绝缘
的缺陷密切相关。

, 电缆接头局部放电在线监测:对运行中的电力电缆接头的局部放电进行
长时间监测，并进行数据处理分析，以及对电缆接头绝缘进行绝缘诊断，
必要时提供报警。

, 极性鉴别:通过双传感器(分别位于电缆接头两端)耦合到的来自电缆
接头内部的局部放电信号是异极性，而来自外部的干扰是同极性，根据
这种不同的极性区分干扰与放电。

, 数字滤波:利用软件编写特定的滤波程序，通过数字信号处理，只保留
给定的频率分量，和模拟滤波相比具有很强的灵活性。

, 放电量:测量时间内稳定出现的最大视在放电电荷量。

1.2 系统功能
, 本系统适用于对110kV及以上电压等级电缆接头的局部放电在线及离
线监测。

结合数字信号处理技术和虚拟仪器技术研制的电缆接头局部放
电在线监测系统，用于110KV及以上电缆的巡检，并能存储各个接头及
各段电缆测试谱图、进行趋势分析，从而及时发现电缆及接头的绝缘缺
陷，并为评估其绝缘水平及老化程度提供判据，为电缆的检修工作提供
依据。

, 本系统最小测量放电幅值:20mV(现场)，频率范围为200kHz,300MHz，
放电脉冲的时间分辨率为10μs，相位分辨率为0.18?。

, 本系统提供50工频周期放电图、二维(q-φ，N-φ，N-q)、三维(N-q-
φ)谱图，可用以分析放电的类型。

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, 利用MySQL构建的数据库，可记录测量相序、放电量、放电相位、测量
时间等相关参数以及电缆型号、长度、测量位置等设备参数，可提供放
电趋势图并具有预警和报警功能，可对数据库进行查询、删除、备份等。

, 本系统采用数字滤波、设置动态阈值等综合抗干扰措施，测试数据真实可靠。

1.3 系统工作环境
, 适用范围: 110KV及以上电压等级电力电缆接头。

, 环境温度:-20?,70?。

, 海拔高度:?2500m。

, 耐雨耐湿:?95%。

, 局放数据采集端子箱电源:AC220V,由用户指定提取。

1.4 系统工作过程工作站
采集程序控制
参数设定数据采集卡
数据处理及分析调理后
的信号
触发选择
外部触发检测装备触发信号
耦合信号调用MySQL使用LabVI分析软件生成放电EW对局部生成放电趋势图和放电信号放电量报谱图脉冲电流传感器实时显示表
被测信号
如图1-1
系统采用模块化设计，每个电缆接头处设置一组监测装置，包括本体局放传感器、高频接地电流传感器、工频相位传感器、内置超高频传感器及配套信号线缆，系统工作流程如图1-1所示。

安装在电缆接头两端的本体局放
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和安装在电缆绝缘接头交叉互联接地线或直通头接地线上的高频接地电流传感器耦合到的信号、超高频耦合到的信号，同时进入调理单元的四个通道，经滤波放大后，由采样率为100MS/s高速数据采集卡进行采集，同时利用工频相位传感器获取电缆本体上工频电流信号，作为采集系统的同步相位，并以此信号触发数据采集卡采样，以获得发生放电的相位信息。

系统硬件的控制(如放大器的放大倍数控制)由操作人员手动来控制。

同时系统的数据采集程序还能实时显示经过滤波、各种抗
干扰处理后的局部放电信号，并将采集到的信号保存下来。

系统的数据分析程序可以将数据库的数据进行分析，生成二维、三维放电谱图及50工频周期放电图。

另外，系统还可将历次采集到的局部放电数据存入MySQL数据库中，利用趋势图程序调用数据库中的数据，生成局部放电的发展趋势图。

1.5 技术原理综述
系统采用模块化设计，其结构原理如图所示
如图电缆接头局放在线监测连接原理图
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系统的总体结构如图所示，通过安装在电缆接头两端本体上的高频电流大传感器和安装在交叉互联线上的高频电流小传感器，来耦合电缆接头处的脉冲电流信号;耦合到的脉冲信号通过同轴电缆传送至前端处理采集单元，对模拟信号经过放大、模拟数字转换后变成数据信号再通过光缆，采用TCP/IP协议传送至数据处理服务器。

数据处理服务器对信号进行数据分析后获得电缆接头处的放电信号。

将计算获得的放电数据写入到数据库中，经多次采集(一般测量50个工频周期)后，从数据库提取数据进行谱图分析和数据报表，并在虚拟检测系统的面板上显示。

1.6现场安装指导说明
系统主要技术为极性鉴别技术，其中包括两本体大传感器的极性鉴别技术，以及接地小传感器的脉冲分析。

由于此系统核心技术为极性鉴别技术，所以传感器的方向性是至关重要，特别是在现场施工过程中，一定要注意传感器的方向。

系统规定:电缆接头的东侧为1#本体传感器，西侧为2#本体传感器，要保证安装时2个本体传感器方向是一致的，接地传感器方向应指向接地线的方向。

1.7系统结构及网络
系统结构---电缆接头在线监测系统由多个模块构成，分别为:传感器模块、数据采集模块、数据服务器模块以及数据通信模块构成。

电缆接头在线监测系统分布式结构，即电缆接头局放信号通过分布在各个监测点的采集模块对信号进行选通、放大、采集，转换成数字信号，经过局域网
TCP/IP通信协议，把数据传送到数据服务器，由数据服务器统一对信号进行计算、分析操作。

系统包括:
, 数据服务器(网络通信接口、软件平台和BYCP-?专用软件)
, 数据通信模块
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, 传感器模块
, 数据采集模块
, 工频触发模块
系统说明:
每组电缆接头监测点安装一个局放采集端子箱，各个局放采集端子箱分布安装于被测电缆接头设备附近，通过TCP/IP协议，以数字通讯的方式与数据服务器通
讯。

所有监测数据存储于主站计算机数据库中，数据库格式符合国家电网公司状态维修支撑平台对在线监测系统数据库格式的要求。

系统网络--局放采集端子箱与数据服务器是通过标准的TCP/IP协议进行通信，每一组电缆数据采集端子箱通过一根光纤跳线和电缆沟光纤主网连接，组成环网，每个局放采集端子箱需要一个独立的局域网内的IP地址，数据服务器也需要一个独立的局域网内的IP地址，信号采集时，是由数据服务器来发送采集命令，逐次采集各个点的放电信号，并接收由各个测量点通过光纤局域网所传回的数据，然后在数据服务器上进行分析。

2. 硬件使用及维护说明
2.1硬件说明
电缆接头局部放电在线监测系统的硬件包含传感器、检测装备以及服务器。

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2.1.1 传感器
接地高频传感器由磁芯、Rogowski线圈、滤波和取样单元组成,是由不锈钢材质制成，表面采取了拉丝处理，表面更光滑，如下图:
接地传感器实物图
接地传感器安装方法:
1> 先用螺丝刀打开传感器开口销钉处两边的四个螺钉，传感器就可
以分成两个独立的半圆。

传感器卡之前，需要预先在接地线上套
一层绝缘橡胶垫，以免损伤接地线。

然后直接卡在接地线上。

2> 把不锈钢固定片与开口螺钉一起拧上，在拧紧之前把传感器内开
口端的两个接线头拧上连接好，用胶带缠好。

3> 用自紧箍把卡固定杆上的凹槽处，拧紧。

本体传感器是由不锈钢材质制成，表面采取了拉丝处理，表面更光滑。

其安装方法与接地传感器类似。

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本体传感器实物图
工频同步相位传感器用来局放监测时获取需要的相位信息，采用国产柔性互感器，方便在电缆沟中那装，提取相位。

，采用在被监测电缆线路电缆本体上安装相位传感器，将电流传感器耦合到的本体电流信号作为局放采集单元采集局放时的相位触发信号
图 2-2
2.1.2 电力电缆检测装备
电力电缆检测装备安装在防水箱内，也是监测系统中最重要的设备，肩负着数据采集，存储，处理以及传输，是连接传感器和服务器的重要衔接点。

工作过程如下，所有传感器的信号都接入检测装备的输入端，传感器从电缆接头处耦合到放电信号，经过信号调理选择放大电路然后进入数据处理单元的AD转换。

转换成数字信号后，进行存储、处理和转发，然后再由网络收发模块转发给光纤收发器，经过光纤通路传输到主机，从而完成一次数据采集，如下图所示。

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由于电缆接头局部放电在线监测系统中一个检测装备负责监测一个电缆接头的信息，由图系统图可以看出，在一个接头两侧分别有两只套在本体上的大传感器和一只接地传感器以及内置的超高频传感器组成。

便于安装，并做好在箱体外壳上做开孔，做密封处理和密封试验，为信号进出线做准备防水箱体的安装则可以安装在电缆接头附近的电缆支架上(先用两跟角铁固定在电缆支架的角铁上，箱体的背面四个角带有螺栓孔挂耳，然后把箱体固定在这个两个角铁上)，或者利用端子箱的四只带螺栓孔挂耳安装在电缆接头附近的墙壁上。

检测装备性能指标，如下:
, 输入通道:四路同步，单端接地方式
, A/D转换精度:12位
, 采样速率:100MS/s单次采样
, 存储深度:每通道16MB
, 触发方式:外触发
, 外经尺寸:240mm X 240mm X 100mm
, 供电电源:5V?1
, 额定功率:12W
, 工作温度:-20?~75?
, 防水等级:IP65
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, 通信协议:TCP/IP网络协议
2.1.3数据服务器和数据通信单元
系统数据服务器采用采用研华IPC-610。

通过网线接口与检测装备相互数据交换，对检测装备传来的数据，进行分析处理，并自动生成各种谱图信息，存入数据库，方便以后的查询。

外形为标准4U上机架形式，有固定安装孔，参考安装手册，比较方便简单。

如图所示。

(1)4U机架安装机箱，支持 14 槽ISA 或 ISA/PCI 底板;
(2)配有 300 W ATX PFC PS/2 电源;
(3)环路带宽利用率高，无需预留保护带宽;
4)前端接线的 USB & PS/2 键盘 I/O 接口; (
(5)前面板系统 LED ? 应用于冲击、振动和高温等恶劣环境下;
(6)可选 ATX 主板版本和 400 W PFC P/S;
(7)采用双网卡，内网卡(主板自带网卡)与采集卡连接，设置IP为
192.168.14.61，子网掩码:255.255.255.0;默认网关:192.168.14.1，内网卡IP不可更改，否则无法正常连接采集卡。

数据通信单元是一个标准的1U机箱，其作用是进行信号的光电转换。

4U数据服务器和1U数据通信单元有固定的安装孔，安装于主站机柜或者某一位置(具体由用户确定)。

如下图:
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2.2 硬件使用说明
电缆接头局部放电在线监测系统硬件的具体操作步骤:
a( 在使用前应确保系统各个模块连线正确。

具体连线:(1)分别从每一相的两个本体传感器和一个接地传感器防水接头以及内置超高频传感器处用同轴电缆线引出信号线CH1，CH2，CH3和CH4分别连接在检测装备侧面板上的对应各个口。

(2)接好相应的光纤接口。

(3)连接好电源线b(数据服务器的安装在标准机柜上注意数据服务器一定要与检测装备
在同一局域网内，即用同一网关。

c(当外部接线完成后，仔细检查一遍，以免出现短路情况。

接通电
源开始进行工作。

如果有条件，建议普通笔记本先连上网线，用
简单的测试程序先与测试一下，网络和设备是否正常工作。

d(启动数据服务器，正常开机后，相应程序会自动启动，这时整个
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系统已处于正常工作状态。

e(当数据服务器采集命令发出后，检测装备会给服务器发送数据。

表明检测装备正常工作，数据服务器开始采集。

2.3 硬件维护
2.3.1 使用时应注意的问题
为防止突然断电对系统造成不良影响，当有突然停电时，待供电恢复后，操作人员要严格按照上述使用步骤重新启动该系统，如有其他问题应及时与技术人员联系。

2.3.2 用户维修
1) 本系统仪器需要有一定经验的专业人员进行维修。

2) 维修时请不要擅自更换仪器内的器件，以免出现问题。

3) 由于用户盲目维修，更换仪器部件，造成仪器重大损失者不属保修
范围，由用户承担维修费用。

2.3.3 故障分析
2.3.3.1 注意事项
a( 需打开仪器进行检查时，首先应断开电源。

b( 维修前应首先了解仪器的工作原理、框图、电原理图和装配图。

2.3.3.2 常见故障分析
a( 数据服务器的“本地连接”无数据传输，数据采集过程中，
没有任何数据，说明服务器到检测装备之间的网络传输有问
题，或者检测装备暂时死机状态，需要至少等待15分钟，
等待检测装备自动从起后，在进行采集。

b( 若整个过程都正常，但系统的采集和处理过程异常缓慢，可
按如下步骤操作:
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1)查看是否同时打开了过多的应用程序，考虑关闭相
关应用，释放系统资源;
2)关闭测试程序后重新打开，再尝试采集;
3)关闭测试程序，重新启动数据服务器。

注意:系统恢复后，C盘上的所有数据将丢失，恢复前注意备份～平时应尽
量避免将重要数据存贮在C盘。

c( 若整个过程都正常，但采集不到任何信号，可按如下步骤操
作:
1)检查局域网是否良好;
2)检查各个接口是否连接良好;
3)关闭测试程序后重新打开，再尝试采集。

3系统功能
本系统具有以下功能:
, 适用于对110kV及以上电压等级电力电缆的局部放电信号进行连
续在线监测。

, 提供工频周期放电图、三维、二维谱图，可用以分析放电的类型。

, 存储每次测量的局部放电及放电次数，并显示指定时间内的发展
趋势。

, 实现自动化管理，可自动定期定时自动采集并记录显示数据，也
可随时手动启动测量。

3.1 安装
, 双击图标。

, 点击下一步，弹出安装信息对话框，接收协议，继续下一步。

, 点击完成，完成软件安装。

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3.2 卸载
, 进入控制面板，双击。

, 选择NI软件，点击更改/删除。

, 选择NI系统组件，点击删除。

, 完成软件的正常卸载。

注意:如果在已安装此软件的计算机上升级本软件，只需在安装目录下替换EXE应用程序即可。

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4操作系统
4.1 开始
, 双击桌面图标打开程序主界面，如图所示:
图 4-1
程序主界面包括软件名称、电缆现场运行示意图、实时局放值、系统时间、电缆局放监测显示项以及操作按钮等。

, 软件名称如图所示:电力电缆局放在线监测系统
, 电缆线路名称在“设备管理”中设置
, 电缆线路的接头的IP，可在程序所在目录中的data文件夹中的config.ini 文件中更改
, 局放监测显示项如上图所示:
其中包括各个接头本体、接地和超高频传感器的局放放电量、报警显示等，在主界面同时显示各接头的实时数据。

注意:本系统关于报警状态指示灯的定义为:绿色为正常状态，红
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色为报警状态。

当测量值小于等于设定值时无报警，当测量值大于设定值时报警，在一些情况下可能会采用四舍五入的近似比较法。

, 操作按钮如图4-2所示:
图 4-2
包括设备管理、参数设置、自动监测、手动监测、网络调试、查看数据、趋势查询、帮助说明及退出系统功能按钮。

4.2 设备管理
点击主界面设备管理按钮，进入设备管理界面，如图4-3所示:
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图 4-3
设备管理主要可以实现公司基本信息管理、电缆接头信息管理及数据采集卡信息管理等功能。

4.2.1 电缆基本信息管理
该功能可实现对电缆公司名称、电压等级的管理。

在电缆公司名称输入框中输入电缆公司的名称。

在电缆线路名称中输入线路名称，点击右键，选择删除元素可以删除不用的线路名称。

在电压等级管理中输入电压等级。

点击应用按钮，可以保存以上所有修改。

点击返回按钮，退出设备管理。

注意:在修改完某一项时，也可以点击保存按钮保存所修改的内容
4.2.2 电缆接头信息管理
选择电缆接头信息管理，如图4-4所示:
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图 4-4
在电缆接头信息管理界面的左侧为接头信息显示表，右侧为操作按钮。

接头管理选项:可对已有设备信息进行修改、删除操作或者增加新设备的信息。

接头编号:为该接头所在变电站的编号。

接头名称:为该接头所在设备序列的编号。

电缆线路:为该接头所有的名称。

格式为:编号#名称
点击确定按钮保存所有修改，每台设备修改或添加完成之后必须点击确定来保存该设备的信息。

点击返回按钮退出设备管理。

4.2.3 数据采集卡信息管理
选择数据采集卡信息管理，如图4-5所示:
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图 4-5
在数据采集卡信息管理界面的左侧为设备信息显示表，右侧为操作按钮。

采集卡管理:可对已有设备信息进行修改、删除操作或者增加新设备的信息。

设备编号:为该设备所在变电站的编号。

设备名称:为该设备所在设备序列的名称。

设备地址:为该设备所有的IP地址及端口。

格式为*.*.*.*:*，其中所有字符均为半角。

启动状态:填入四通道，表示该设备可同时采集本体、接地和超高频传感器信号。

端口:表示各个设备的对应的端口号。

点击确定按钮保存所有修改，每台设备修改或添加完成之后必须点击确定来保存该设备的信息。

点击返回按钮退出设备管理。

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4.3 参数设置
4.3.1 参数设置
选择基本参数配置，如图4-6所示:
图 4-6
本体阈值系数:默认值为5。

接地阈值系数:默认值为5。

滤波器选择:默认为无。

上限频率:默认为0，是高截止频率，必须大于下限频率，并且满足Nyquist准则。

下限频率:默认为0，是低截止频率(Hz)并且必须满足Nyquist准则，必须小于高截止频率。

运行模式:自动模式、调试默认，需要系统无人值守自动测量，必须将模式设置为自动模式;选择调试模式时，系统不能自动测量。

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图 4-7
局放标定系数:默认为1 mV对应1pC。

阈值报警:点亮按钮开启，变灰则关闭，默认报警关闭;阈值报警默认为
500pC。

保存原始波形:点亮按钮保存原始波形。

测量间隔:是指每次启动测量的间隔时间，范围为2-60分钟。

测量次数:每次测量的工频周期数。

模式识别:分为无模式识别和模式识别两种方式。

选择采集卡基本配置，如图4-8所示:
触发模式:有命令触发、外触发，默认为外触发。

四通道采样率:是指每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，默认100M。

四通道采样长度:采样长度T是指能够分析到信号中的最低频率所需要的时间纪录长度，默认800k。

输出波形选择:可选择在测量与调试界面输出原始波形、滤波后波形、不输出波形中的一种，系统自动测量时，设置为不输出波形可节省测量时间。

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图 4-8
4.3.2 局放采集卡配置
点击采集卡通道配置按钮进入采集卡通道配置界面，如图4-9所示:
图 4-9
在局放采集卡通道配置界面的左侧为信息显示与输入表，包括编号(自动生成)、接头名称、电压等级、放大倍数、采集卡类型、采集卡配置、超高频衰减和滤波及是否测试。

在局放采集卡通道配置界面的右侧为控制按钮，包括添加设备、删除设备、保存、取消。

编号:当添加设备时程序会自动生成一个该设备所对应的序号。

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接头名称:关联接头信息表，只需点击下拉列表选择需要的信息。

电压等级:关联电压等级信息表，只需点击下拉列表选择需要的信息。

放大倍数:分为*1、*10、*100三种放大倍数，只需点击下拉列表选择需要的信息。

采集卡类型:分为单通道、双通道、三通道、四通道，点击下拉列表选择需要的信息。

采集卡配置:此信息已关联至采集卡信息管理表中。

只有在采集卡信息管理中设置为测量状态，才能对该采集卡进行选择，此处以采集卡地址的形式显示。

超高频衰减:分为1dB、2dB，4dB、8dB、16dB和31dB，只需点击下拉列表选择需要的信息。

超高频滤波:分为低通850MHz、直通、低通1350MHz和全部关闭，只需点击下拉列表选择需要的信息。

是否测试:是指对该设备所对应的特定配置是否处于监测状态。

添加设备:点击添加设备程序会自动添加一列为NULL的设备信息。

删除设备:点击需要删除的设备编号，然后点击删除设备按钮，即可删除该设备。

保存:在所有的修改完成后点击保存按钮保存修改。

取消:点击取消按钮将退出采集卡通道配置界面。

注意:当修改或者添加某台设备的采集卡通道之后，需要点击设备编号，再点击保存，才能保存修改或增加的设备信息。

删除设备信息时，一般不建议删除前面已配置的信息。

4.4 手动监测
点击手动监测按钮进入局放调试界面，如图4-11所示:
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图4-11
在局放监测调试界面上端为系统参数设置，包括接头名称、电压等级、相序、放大倍数、测量周期、当前次数、相位偏移、系统时间。

在局放监测调试界面的右侧为工作指示灯与控制按钮，包括连接成功、运行、运行信息、启动采集、局放定位、停止刷新、历史波形、停止、退出。

在局放监测调试界面的最下端为放电量和放电次数。

配置好所有的参数，点击调试按钮开始调试，
此时连接成功与运行指示灯点亮，运行信息显示系统实时的运行状态，并在波形图中显示波形。

点击停止刷新按钮可停止波形实时显示，只显示一帧波形图像。

点击停止按钮，可退出当前调试设备的测量。

点击退出可退出局放设备监测调试界面。

点击局放定位可显示手动定位分析，如图4-12所示。

首先选择通道，可选择是否去直流，通过滑动游标选择源波和反射波的位置，从而得出局放距离。

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