局部放電巡檢儀是一種多功能的手持儀器,其基于超聲波、特高頻及高頻電流檢測方法,測試設(shè)備的局部放電情況,可讀出局部放電幅度及圖譜波形,可以提供二維、三維圖譜的存儲以及讀出功能等,可以較好地評估電氣設(shè)備局部放電情況,適用于GIS、變壓器及電力電纜等電氣設(shè)備的局放檢測。設(shè)備采用便攜式,操作簡單,所有的檢測對高壓設(shè)備的運行不產(chǎn)生任何影響。該產(chǎn)品可以對測量信號多周期觀察,對放電進行頻率識別,并通過多種模式進行分析,能夠清楚地判斷故障,
超聲波(US)
局部放電發(fā)生前,放電點周圍的電場力絕緣介質(zhì)的機械應(yīng)力和粒子力處于相對平衡狀態(tài)。局部放電發(fā)生時電荷的快速釋放或遷移使電場發(fā)生改變,打破了平衡狀態(tài),引起周圍粒子發(fā)生震蕩性機械運動,從而產(chǎn)生聲音或振動信號。超聲波法通過在設(shè)備腔體外壁上安裝超聲波傳感器來測量局部放電信號。該方法特點是傳感器與地理設(shè)備的電氣回路無任何聯(lián)系,不受電器方面的干擾,但在現(xiàn)場使用時容易受周圍環(huán)境噪聲或設(shè)備機械振動的影響。由于超聲信號在電力設(shè)備常用絕緣材料中的衰減較大,超聲波檢測法的檢測范圍有限,但具有定位準(zhǔn)確度高的優(yōu)點。局部放電產(chǎn)生的聲波的頻譜很寬,可以從幾十Hz 到幾MHz,其中頻率低于20kHz 的信號能夠被人耳聽到,而高于這一頻率的超聲波信號必須用超聲波傳感器才能接收到。通過測量超聲波信號的聲壓大小,推測放電的強弱。由于被檢測對象超聲傳輸介質(zhì)不同,一般情況下開關(guān)柜使用空氣超聲傳感器,GIS和變壓器使用接觸式超聲傳感器進行檢測。
特高頻(UHF)
電力設(shè)備絕緣體中絕緣強度和擊穿場強都很高,當(dāng)局部放電在很小的范圍內(nèi)發(fā)生時,擊穿過程很快,將產(chǎn)生很陡的脈沖電流,其上升時間小于1ns,并激發(fā)頻率高達數(shù)GHz 的電磁波。局部放電檢測特高頻(UHF)法基本原理是通過UHF 傳感器對電力設(shè)備中局部放電時產(chǎn)生的特高頻電磁波(300MHz ≤ f ≤ 3GHz )信號進行檢測,從而獲得局部放電的相關(guān)信息,實現(xiàn)局部放電監(jiān)測。根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備情況的不同,可以采用內(nèi)置式特高頻傳感器和外置式特高頻傳感器。由于現(xiàn)場的電暈干擾主要集中300MHz 頻段以下,因此UHF 法能有效地避開現(xiàn)場的電暈等干擾,具有較高的靈敏度和抗干擾能力,可實現(xiàn)局部放電帶電檢測、定位以及缺陷類型識別等優(yōu)點。
高頻電流互感器(HFCT)
高頻電流互感器主要用于高壓電氣設(shè)備的局部放電檢測,采用脈沖電流原理。由于絕大部分高壓電氣設(shè)備,其高低壓側(cè)或接地部分都存在分布電容,高場強區(qū)發(fā)生放電時,會耦合到接地部分并通過接地線進入大地。HFCT卡在接地線上,檢測其局放產(chǎn)生的脈沖電流信號,從而獲得被檢測設(shè)備的局部放電信息。主要用于電纜、變壓器、電抗器、GIS、開關(guān)柜等中高壓設(shè)備的局部放電信號檢測。利用HFCT 套接電氣設(shè)備接地線的檢測屬于非侵入式的檢測方法, 被檢測設(shè)備不需要停運,簡單可靠。
1.1 儀器充電
測量主機:使用DC12V的電源適配器,使用前,應(yīng)為該裝置充電。完全充電所需時間大約4小時。一旦電池充滿,指示燈熄滅。充電器插入時,不建議用儀器進行測量。
信號調(diào)理單元:使用DC12V的電源適配器,充電時在面板上有相應(yīng)電量指示。
注:對本儀器內(nèi)置電池進行充電時,必須使用本儀器配帶的專用電源適配器充電,不得使用其它電源,否則可能造成電池或儀器損壞!
2. 檢測流程
2.1 US局部放電檢測流程
1) 設(shè)備連接:連接測試儀的各個部件,固定傳感器。
2) 開機檢測:開機后系統(tǒng)自檢,確認各個檢測通道正常工作。
3) 設(shè)置參數(shù):點擊【系統(tǒng)設(shè)置】,通過設(shè)置[存儲目錄]功能新建一個保存試驗數(shù)據(jù)的文件名,后期所有測量數(shù)據(jù)均存儲在此文件中;通過設(shè)置[超聲類型]功能,可以配置試驗過程中對數(shù)據(jù)的處理方式。再返回【US】模塊進入測量界面,點擊右上角圖標(biāo)可以對US測量過程進行詳細的參數(shù)設(shè)置。
4) 背景檢測:將傳感器對著空曠的地方,當(dāng)信號保持穩(wěn)定時按下【停止】按鍵,再點擊【記錄背景】,記錄下背景值。
5) 信號檢測:將超聲波傳感器探頭沿著柜體上的縫隙進行掃描檢測,觀察波形變化。
6) 異常診斷與分析:當(dāng)檢測到周期性信號時進行分析,觀察在連續(xù)檢測模式下50Hz頻率成分,100Hz頻率成分的大小,并與背景信號比較,看是否有明顯變化。并且開展局部放電診斷與分析,包括通過應(yīng)用相位檢測模式,時域波形檢測模式判斷放電類型;或是挪動傳感器位置,尋找信號*大值,查明可能的放電位置。
表 61 US檢測缺陷判據(jù)
參數(shù)
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局部放電缺陷
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電暈缺陷
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正常(無放電)
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連續(xù)
檢測
模式
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有效值
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高
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較高
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低
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周期峰值
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高
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較高
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低
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50Hz頻率相關(guān)性
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有
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有
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無
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100Hz頻率相關(guān)性
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有
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弱
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無
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相位檢測模式
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有規(guī)律,一周波兩簇信號,且幅值相當(dāng)
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有規(guī)律,一周波一簇大信號,一簇小信號
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無規(guī)律
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波形檢測模式
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有規(guī)律,存在周期性脈沖信號
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有規(guī)律,存在周期性脈沖信號
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無規(guī)律
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7) 數(shù)據(jù)記錄:連接Type-c數(shù)據(jù)線,運行隨機附帶的報告生成軟件,點擊導(dǎo)出數(shù)據(jù)功能,即可將試驗過程中所有數(shù)據(jù)導(dǎo)出到pc端,根據(jù)數(shù)據(jù)庫以及圖文信息生成巡檢報告。
圖 62 US檢測位置示意圖
2.2 HFCT局部放電檢測流程
1) 設(shè)備連接:連接測試儀的各個部件,固定傳感器。
2) 開機檢測:開機后系統(tǒng)自檢,確認各個檢測通道正常工作。
3) 設(shè)置參數(shù):點擊【系統(tǒng)設(shè)置】,通過設(shè)置[存儲目錄]功能新建一個保存試驗數(shù)據(jù)的文件名,后期所有測量數(shù)據(jù)均存儲在此文件中;再返回【HFCT】模塊進入測量界面,點擊右上角圖標(biāo)可以對HFCT測量過程進行詳細的參數(shù)設(shè)置。
4) 連接設(shè)備:進入【HFCT】模塊后會彈出選擇連接設(shè)備的對話框,本機有三種連接方式:
<自動掃描>、<手動輸入>、<使用上次匹配設(shè)備>,每種方式都可直接連接到試驗設(shè)備。
5) 背景檢測:連接HFCT傳感器,當(dāng)信號保持穩(wěn)定時按下【停止】按鍵,再點擊【記錄背景】,記錄下背景值。
6) 接入傳感器:將HFCT傳感器卡在設(shè)備的接地線上,根據(jù)HFCT上的箭頭標(biāo)識從高頻電流互感器的正面(有標(biāo)牌面)穿入,背面穿出接地。
7) 信號檢測:觀察所測波形是否具有周期性,并與背景信號比較,看是否有明顯變化。
8) 異常診斷:當(dāng)通過波形模式檢測到異常信號時,應(yīng)對局部放電進行診斷與分析,通過改變測量模式記錄和分析信號。
9) 數(shù)據(jù)記錄:通過儀器的記錄功能將數(shù)據(jù)保存:在首頁中的【檢測記錄】模塊可查看對應(yīng)的試驗數(shù)據(jù),以供后期分析。
10) 生成報告:連接Type-c數(shù)據(jù)線,運行隨機附帶的報告生成軟件,點擊導(dǎo)出數(shù)據(jù)功能,即可將試驗過程中所有數(shù)據(jù)導(dǎo)出到pc端,根據(jù)數(shù)據(jù)庫以及圖文信息生成巡檢報告。
2.3 UHF檢測流程
1) 設(shè)備連接:按照設(shè)備接線連接測試儀的各個部件,固定傳感器。
2) 開機檢測:開機后,系統(tǒng)自檢,確認各個檢測通道工作正常。
3) 設(shè)置參數(shù):點擊【系統(tǒng)設(shè)置】,通過設(shè)置[存儲目錄]功能新建一個保存試驗數(shù)據(jù)的文件名,后期所有測量數(shù)據(jù)均存儲在此文件中;再返回【UHF】模塊進入測量界面,點擊右上角圖標(biāo)可以對UHF測量過程進行詳細的參數(shù)設(shè)置。
4) 連接設(shè)備:進入【UHF】模塊后會彈出選擇連接設(shè)備的對話框,本機有三種連接方式:
<自動掃描>、<手動輸入>、<使用上次匹配設(shè)備>,每種方式都可直接連接到試驗設(shè)備。
5) 背景檢測:將UHF傳感器貼在接地的金屬體上(非測量源)。當(dāng)信號穩(wěn)定時按下【停止】按鍵,再點擊【記錄背景】,記錄下背景值??梢愿鶕?jù)背景值設(shè)置背景閾值以慮除噪聲干擾等。
6) 信號檢測:觀察檢測到的信號,如果發(fā)現(xiàn)信號無異常,保存少量數(shù)據(jù),退出并改變檢測位置繼續(xù)下一點檢測;如果發(fā)現(xiàn)信號存在異常,則延長檢測時間并記錄多組數(shù)據(jù),進入異常診斷流程。
7) 異常診斷:當(dāng)通過波形模式檢測到信號時,應(yīng)對局部放電進行診斷與分析,觀察信號的周期性通過改變測量模式記錄和分析信號。
8) 數(shù)據(jù)記錄:通過儀器的記錄功能將數(shù)據(jù)保存:在首頁中的【檢測記錄】模塊可查看對應(yīng)的試驗數(shù)據(jù),以供后期分析。
9) 生成報告:連接Type-c數(shù)據(jù)線,運行隨機附帶的報告生成軟件,點擊導(dǎo)出數(shù)據(jù)功能,即可將試驗過程中所有數(shù)據(jù)導(dǎo)出到pc端,根據(jù)數(shù)據(jù)庫以及圖文信息生成巡檢報告。
表 63典型缺陷局部放電圖譜分析與診斷
放電類型
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規(guī)律
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電暈放電
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放電信號的極性效應(yīng)非常明顯,通常在工頻相位的負半軸或正半軸出現(xiàn),放電信號強度較弱且相位分布較寬,放電次數(shù)多。但較高電壓等級下另一個半軸也可能出現(xiàn)放電信號,幅值更高且相位分布較窄,放電次數(shù)少。
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懸浮放電
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放電信號通常在工頻相位的正、負半軸均會出現(xiàn),且具有一定的對稱性,放電信號很大且相鄰放電信號時間間隔基本一致,放電次數(shù)少,放電重復(fù)率較低。PRPS圖譜具有“內(nèi)八字”或“外八字”分布特征。
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顆粒放電
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放電信號極性效應(yīng)不明顯,任意相位上具有分布,放電次數(shù)少,放電信號幅值無明顯規(guī)律,放電信號時間間隔不穩(wěn)定。提高電壓等級放電信號幅值增大但放電間隔降低。
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空穴放電
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放電信號通常在工頻相位的正、負半周均會出現(xiàn),且具有一定對稱性,放電信號幅值較分散,且放電次數(shù)較少。
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2.4 生成報告流程
打開報告生成軟件,將設(shè)備與電腦連接。點擊我的電腦,找到對應(yīng)的磁盤,將試驗過程中的數(shù)據(jù)和圖片的文件夾(hcpd文件夾和報告生成軟件文件夾)復(fù)制到電腦。然后點擊【瀏覽文件】按鈕選擇hcpd文件夾下試驗?zāi)夸?。選擇好傳感器類型后,點擊【加載數(shù)據(jù)】按鈕。將試驗數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件。根據(jù)需求填寫必要信息后即可生成報告。
1. 技術(shù)參數(shù)
表 41技術(shù)參數(shù)表
主機參數(shù)
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可檢測通道數(shù)
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3通道:
1個US,
1個UHF(無線,選配),
1個HFCT(無線,選配)
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采樣精度
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12bit
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同步方式
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內(nèi)同步,外同步,光同步
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接觸US
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頻率范圍
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20kHz~300kHz
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輸出阻抗
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50Ω
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檢測靈敏度
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0.1mV
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測量范圍
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0.1mV~1V
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輸出接口
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標(biāo)準(zhǔn)SMA連接主機
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UHF(選配)
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檢測帶寬
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300MHz~1.5GHz
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輸出方式
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BNC接口-信號調(diào)理單元,無線連接主機
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接收方式
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天線接收
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傳輸方式
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同軸電纜
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檢測靈敏度
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<-60dBm
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HFCT(選配)
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檢測帶寬
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1M-30MHz
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傳輸阻抗
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>5mV/mA(10MHz )
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輸出阻抗
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50Ω
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測量范圍
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-20~80dB
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測量誤差
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±1dB
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分辨率
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1dB
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輸出接口
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BNC接口-信號調(diào)理單元,無線連接主機
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硬件
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顯示屏
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5.0寸TFT真彩色液晶顯示屏
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分辨率
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800×480
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操作
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觸摸/按鍵
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存儲
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TF卡
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接口
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3.5mm立體聲耳機插孔
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電源
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DC-12V/2A直流電源
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擴展功能
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USB-TypeC/500萬攝像頭/RFID/WIFI/藍牙
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電源
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內(nèi)部電源
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電池供電(4800mAH 7.4V)
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正常工作時間
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約7小時,充滿時間約3小時
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尺寸
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長×寬×高
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235mm×133mm×48mm
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重量
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0.85kg
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環(huán)境
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使用環(huán)境溫度
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-20℃~50℃
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存儲環(huán)境溫度
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-40℃~70℃
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濕度
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10%-90%(非冷凝)
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海拔高度
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≤3000m
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