局部放電試驗(yàn)

局部放電試驗(yàn)局部放電試驗(yàn)

第一節(jié)

局部放電特性及原理一、局部放電測試目的及意義局部放電：是指設(shè)備絕緣系統(tǒng)中部分被擊穿的電氣放電，這種放電可以發(fā)生在導(dǎo)體(電極)附近，也可發(fā)生在其它位置。局部放電的種類：①絕緣材料內(nèi)部放電（固體-空穴；液體-氣泡）；②表面放電；③高壓電極尖端放電。局部放電的產(chǎn)生：設(shè)備絕緣內(nèi)部存在弱點(diǎn)或生產(chǎn)過程中造成的缺陷，在高壓電場作用下發(fā)生重復(fù)擊穿和熄滅現(xiàn)象-局部放電。局部放電的特點(diǎn)：①放電能量很小，短時(shí)間內(nèi)存在不影響電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度；②對(duì)絕緣的危害是逐漸加大的，它的發(fā)展需要一定時(shí)間-累計(jì)效應(yīng)-缺陷擴(kuò)大-絕緣擊穿。③對(duì)絕緣系統(tǒng)壽命的評(píng)估分散性很大。發(fā)展時(shí)間、局放種類、產(chǎn)生位置、絕緣種類等有關(guān)。④局部放電試驗(yàn)屬非破壞試驗(yàn)。不會(huì)造成絕緣損傷。局部放電測試的目的和意義：確定試品是否存在放電及放電是否超標(biāo),確定局部放電起始和熄滅電壓。發(fā)現(xiàn)其它絕緣試驗(yàn)不能檢查出來的絕緣局部隱形缺陷及故障。局部放電主要參量：①局部放電的視在電荷q：電荷瞬時(shí)注入試品兩端時(shí),試品兩端電壓的瞬時(shí)變化量與試品局部放電本身所引起的電壓瞬變量相等的電荷量,一般用pC(皮庫)表示。②局部放電試驗(yàn)電壓：按相關(guān)規(guī)定施加的局部放電試驗(yàn)電壓，在此電壓下局部放電量不應(yīng)超過規(guī)定的局部放電量值。③規(guī)定的局部放電量值：在規(guī)定的電壓下，對(duì)給定的試品，在規(guī)程或規(guī)范中規(guī)定的局部放電參量的數(shù)值。

④局部放電起始電壓Ui：試品兩端出現(xiàn)局部放電時(shí)，施加在試品兩端的電壓值。⑤局部放電熄滅電壓Ui:試品兩端局部放電消失時(shí)的電壓值。（理論上比起始電壓低一半，但實(shí)際上要低很多5%-20%甚至更低）二、局部放電機(jī)理：內(nèi)部放電：絕緣材料中含有氣隙、油隙、雜質(zhì)等，在電場的作用下會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)內(nèi)部或介質(zhì)與電極之間的放電。等效原理圖：

UgCb

Cg

Ca

Ua

Cg:空穴電容

Ca：介質(zhì)其余部分電容

Cb：與空穴串聯(lián)部分的電容

Ua：外施電壓

UaUgCg放電

局部放電

放電的產(chǎn)生與介質(zhì)內(nèi)部電場分布有關(guān)，空穴與介質(zhì)完好部分電壓分布關(guān)系如下：介質(zhì)總電容:設(shè)空穴與其串聯(lián)部分介質(zhì)的總電容Cn:

因?yàn)榻橘|(zhì)電容充電電荷q=UCC=εS/dEg:空穴電場強(qiáng)度εg:空穴介電常數(shù)Eb:與空穴串聯(lián)部分電場強(qiáng)度

εb:與空穴串聯(lián)部分介電常數(shù)設(shè)qn為空穴充電電荷Ug=qn/Cg空穴電場強(qiáng)度Eg=Ug/dg=q/dgCg

dg:空穴距離db:串聯(lián)部分完好介質(zhì)厚度介質(zhì)中平均場強(qiáng)

εg=1空穴大多為空氣εb>1所以空穴的E高于完好介質(zhì),同時(shí)，完好介質(zhì)的臨界場強(qiáng)遠(yuǎn)高于空氣，如環(huán)氧樹脂Ec=200-300(kV/cm),而空氣為25-30(kV/cm)，當(dāng)外施電壓達(dá)一定值時(shí)空穴首先擊穿,其它介質(zhì)完好,形成局部放電。局部放電脈沖:uaucug空穴擊穿

ucur放電熄滅

uc重新建立

ug空穴擊穿

連續(xù)放電

由于放電時(shí)空穴電壓下降時(shí)間很短約10-7s相當(dāng)一脈沖波。內(nèi)部放電總是出現(xiàn)在電源的一、三象限，脈沖次數(shù)隨著外施電壓的上升而增多，放電波形大多比較對(duì)稱且較密，一般呈線性關(guān)系。

2.表面放電：由于在套管法蘭、電纜終端及導(dǎo)體與介質(zhì)彎角處產(chǎn)生一平行表面的場強(qiáng)分量，當(dāng)場強(qiáng)較高時(shí)會(huì)產(chǎn)生表面放電。放電波形與電極形狀有關(guān)，放電波形一般不對(duì)稱且較稀。

ErEd

3.

電暈放電：在電場極不均勻的情況下，導(dǎo)體表面的電場強(qiáng)度達(dá)到附近氣體的擊穿場強(qiáng)發(fā)生的放電。電暈放電大多發(fā)生在電極邊緣、導(dǎo)體尖端周圍，電暈放電一般發(fā)生在負(fù)半周。三、放電量與各參數(shù)間的關(guān)系一個(gè)脈沖真實(shí)放電量qr，Ug、Ur等參數(shù)在實(shí)際試品中是不可知的，同時(shí)絕緣缺陷各不相同，故真實(shí)放電量是不可以直接測量的。局部放電將引起絕緣上所施加電壓的變化,產(chǎn)生一個(gè)ΔU,同時(shí)也引起絕緣介質(zhì)中電荷q的轉(zhuǎn)移,我們稱之為視在放電量。

第二節(jié)

局部放電測量方法局部放電會(huì)產(chǎn)生各種物理、化學(xué)變化，如發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移交換，發(fā)射電磁波、聲波、發(fā)熱、發(fā)光、產(chǎn)生分解物等，所以有很多測量局部放電的方法，一般分為電測法和非電測法。一、超聲波局部放電測量原理超聲波是一種振蕩頻率高于20kHz的聲波，超聲波的波長較短，可以在氣體、液體和固體等媒介中傳播，傳播的方向性較強(qiáng)、故能量較集中，因此通過超聲波測試技術(shù)可以測定局部放電的位置和放電程度。

超聲波局部放電測量特點(diǎn)：

1.

可以較準(zhǔn)確的測定局部放電的位置。2.

測量簡便?？稍诒粶y設(shè)備外殼任意安裝傳感器。3.

不受電源信號(hào)的干擾。4.

測試靈敏度低，不能直接定量。一、

超聲波傳感器的原理及應(yīng)用1.超聲波傳感器的原理:壓電效應(yīng)單片陶瓷振動(dòng)子f∝t/r2t:振動(dòng)子厚度r：振動(dòng)子半徑采用密封結(jié)構(gòu)傳感器根據(jù)不同的尺寸作成不同頻率的傳感器。

局部放電超聲測量

電測法與超聲法聯(lián)合測量以電信號(hào)為時(shí)間零點(diǎn)測量與超聲信號(hào)的時(shí)間差Δt計(jì)算出放電點(diǎn)與傳感器的距離s=vΔtv=1.42mm/μs（油中）1.

其他非電檢測方法①光檢測法透明介質(zhì)電纜芯水介質(zhì)光電倍增管觀察②熱檢測法嚴(yán)重放電局部熱效應(yīng)熱電偶測溫升③放電產(chǎn)物分析法分解氣體分析化學(xué)生成物推斷放程度

壓電超聲傳感器

阻抗變換前置放大濾波放大器數(shù)字局部放電測試儀75Ω同軸電纜

第三節(jié)

脈沖電流測量原理及方法局部放電電測法：1.無線電干擾測量法RIV：直接耦合或天線RIV表讀取μv不能直接讀取放電量2.放電能量法：放電有能量損耗測量一個(gè)周期的放電能量3.脈沖電流法。IEC通用方法，直接通過檢測回路測量電壓脈沖，靈敏度最高。一、

脈沖電流測量法儀器及接線測量儀器主要有脈沖顯示儀和數(shù)字分析儀。1.測試接線：

并聯(lián)法試品一端接地，檢測阻抗容量可較小。a并聯(lián)法試品一端可以不接地的采用串聯(lián)法。b串聯(lián)法

c平衡法平衡法：將兩臺(tái)電容量相差不大的試品，相互作為耦合電容并平衡抑制干擾。靈敏度略低于直測法。儀器測得的信號(hào)Uf=Ua-Ub

檢測阻抗：測量阻抗Zm。測量阻抗是一個(gè)四端網(wǎng)絡(luò)的元件，它可以是電阻R或電感L的單一元件，也可以是電阻電容并聯(lián)或電阻電感并聯(lián)的RC和RL電路，也可以由電阻、電感、電容組成RLC調(diào)諧回路。調(diào)諧回路的頻率特性應(yīng)與測量儀器的工作頻率相匹配。測量阻抗應(yīng)具有阻止試驗(yàn)電源頻率進(jìn)入儀器的頻率響應(yīng)。連接測量阻抗和測量儀器中的放大單元的連線，通常為單屏蔽同軸電纜。RC型頻帶寬、噪聲大,試品電流大時(shí)阻抗上有工頻分量。RCL型對(duì)工頻呈低阻抗，對(duì)放電脈沖檢測靈敏度較高，頻帶較窄，噪聲水平較低。RCL型應(yīng)用普遍。

一、等效回路的校正：在試品兩端主入已知電荷量，得到需要的視在放電量，測量比較試品放電量之間的換算系數(shù)。1.校正獻(xiàn)方法：注施入q0=獸UN.Cq試品的電挽容Cx為已知福，Cx兩端的漸電荷：q0=碎UNCxC統(tǒng)q/C謹(jǐn)x+C貴q孤Cq<墊<C對(duì)x所以q0≈趴UN.Cq一般Cq為固定值廉，調(diào)節(jié)UN得到不同于的q0值。不論采用前何種接線設(shè)，校準(zhǔn)信皇號(hào)必須從租試品兩端勢注入。如采用示克波器觀察暖脈沖，應(yīng)喚先調(diào)節(jié)寬膠帶放大器泛的增益，早得到一個(gè)起高度為L0m預(yù)m的脈沖伶，然后臣計(jì)算單強(qiáng)位刻度軋的放電杰量q0/迷L凳0，此時(shí)L0=長q0禿。試品冊蝕得的視熄在放電奇量q=UN.Cq告（L/呀L0撞）若放大器味變檔則：q=UN.Cq（甩L/L弄0）×1伯0(N1皂-N2秤)示波器飯讀數(shù)L:測量信喝號(hào)高度蟻；L0：校正信號(hào)適高度N1:測量檔鬼位N2:校正檔罰位放電表裙讀數(shù)：q=傻UN.Cq伴（x/械x0）馳×10(N1-敘N2）X:測量信號(hào)血讀數(shù)；x0：校正信粉號(hào)讀數(shù)一般放大厘器總增益紋100dB，分為5個(gè)灶檔位，每摸個(gè)檔位為跟20dB,放大器頻剩率范圍：柔20-2巾00kHz例：校正苦信號(hào)為X=1榨00pC槳UN=10致V言Cq=成10P繼F調(diào)節(jié)放大益器使讀數(shù)歇為X0=100格放大器檔阻位為N2=3（此時(shí)放銳大器微緣瑞調(diào)不能廉再動(dòng)）測量信號(hào)舒讀數(shù)X=50格N1=3則q=繞10×款10（言50/便100會(huì)）×1兄0(3-梳3)=50家Pc若X=50格N1=4則q=1炕0×10帳（50/莊100）允×10(4-熔3)=50滴0p眼C一、方波發(fā)泥生器及懷校正電縫容Cq的選擇方波的別要求：潔上升時(shí)礦間不大呈于0.村1μs校正電容Cq的選擇:Cq≤0羅.1Cx一般為1描0pC或100pC第四節(jié)互感器局商部放電測你量1.電流貝互感器局藍(lán)部放電測批量接線：Ck：耦合電炮容器可捷選用5佛00-6000pF高壓電容煩，本身局踐放小于試品方允許值的朗50%35Kv縮慧CT電容很匆小可采剝用串聯(lián)法，利用T對(duì)地雜圓散電容狐作為Ck，不用Z。測量時(shí)津二次短搶接后與鐵理心一起縮慧接地。標(biāo)準(zhǔn)：GB12行08-9迎7《電流互感鍋器》規(guī)定想在電壓1謎.2Um/岸√3時(shí)放電量舟：交接時(shí)維不大于2縣0pC攪Um=琴1.15借Un=1萌.15×凍35=4斤0.25敞kV試驗(yàn)加臨壓：1西.2Um/議√3=檢1.2積×40餓.25棟/1.談732鹽=27開.89回kV2.電糟壓互感但器局部螞放電測追量回路標(biāo)準(zhǔn)：燃相對(duì)賢地GB1惡207繩-97剝《電壓互感拼器》規(guī)定在碧電壓1川.2Um/降√3時(shí)放電量：柴交接時(shí)遺不大于蛾20Pc。相對(duì)相：匙在電壓1栗.2Um放電量：父在交接時(shí)治不大于2挑0Pc。試驗(yàn)時(shí)辜一次、要二次不足應(yīng)短路水，試驗(yàn)眨應(yīng)作兩雙次，AX對(duì)調(diào)，薄放電量尺取大的纖為最后杯結(jié)果。陡采用直陰接加壓嘉法，如叛勵(lì)磁電耐流過大爭，應(yīng)采煮用3倍巨頻電源魯。第五節(jié)宅電力道變壓器成局部放獨(dú)電試驗(yàn)1.測量接氣線及試俯驗(yàn)方法甜：+相對(duì)相：學(xué)在電壓1趟.2Um放電量溪：在交喬接時(shí)不報(bào)大于2汗0Pc。試驗(yàn)時(shí)沙一次、萍二次不丑應(yīng)短路廊，試驗(yàn)乘應(yīng)作兩元次，AX對(duì)調(diào)，放魂電量取大己的為最后悠結(jié)果。采賞用直接加弄壓法，如乳勵(lì)磁電流蜜過大，應(yīng)喘采用3倍枯頻電源。第五節(jié)積電力變壓竿器局部放蝴電試驗(yàn)1.測量接織線及試骨驗(yàn)方法柱：+標(biāo)準(zhǔn)：1.制造鋤廠與用戶信協(xié)商，天閉津電力公乓司規(guī)定小雁于10pC；2.依照制造喂廠技術(shù)條誼件；3.依拿據(jù)有關(guān)批標(biāo)準(zhǔn)，技如：JB/該DQ2蜻628旅-90毅，《樹脂絕緣屈干式變壓剛器質(zhì)量分旗等》標(biāo)準(zhǔn)伙規(guī)定放電才量應(yīng)小于四50pC。加壓方法跑：低壓施壤加相對(duì)相饅1.5Um預(yù)加電雞壓，持南續(xù)30s，然后降至噸1.1Um相對(duì)相休電壓，者持續(xù)3min讀數(shù)。低壓施嗽加3相京倍頻電涌源。試驗(yàn)方計(jì)法：測底量A相，B、C分別接地?fù)P，其他兩捏相同理。自判定時(shí)取朋最大值。臟試驗(yàn)時(shí)鐵猛心接地。第六節(jié)戲局部放戲電波形璃圖譜識(shí)鑄別1.內(nèi)訴部放電委：單氣隙芝多氣隙2.表逐面放電盾：3.電暈貌放電：4.干鎖擾放電引波形：接觸不良可控硅元妥件動(dòng)作社磁飽和浸產(chǎn)生的諧謝振波形調(diào)制或爬非調(diào)制現(xiàn)的干擾管波形窄熒光周燈產(chǎn)生洽的干擾第七節(jié)宰局部放電滾試驗(yàn)應(yīng)注后意的事項(xiàng)濤：1.試驗(yàn)程序書：①試前