局部放電測(cè)量

1、 局 部 放 電 測(cè) 量隨著電力設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的許多故障和事故與局部放電有關(guān)，因此對(duì)局部放電的測(cè)量越來(lái)越重視，在交接規(guī)程和預(yù)試規(guī)程中列為試驗(yàn)項(xiàng)目。一、 局部放電的基本概念：1、 什麼是局部放電 局部放電是指電氣設(shè)備在電壓的作用下，絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)部的氣隙、油膜或?qū)w的邊緣發(fā)生非貫穿性的放電現(xiàn)象。以變壓器為例：變壓器絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部發(fā)生局部放電的原因很多，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，局部場(chǎng)強(qiáng)過(guò)高，工藝上有缺陷使絕緣中含有氣泡，在運(yùn)行中油質(zhì)劣化分解出氣泡，機(jī)械振動(dòng)和熱脹冷縮造成局部開裂出現(xiàn)氣泡。在這些情況下，在外施電壓下都會(huì)發(fā)生局部放電。一旦發(fā)生局部放電，放電就會(huì)持續(xù)發(fā)展，造成絕緣老化，嚴(yán)

2、重的會(huì)造成絕緣擊穿。2、 視在放電量：是指在試品兩端注入一定電荷量，使試品端電壓的變化量和局部放電時(shí)端電壓的變化量相同。此時(shí)注入的電荷量稱為局部放電的視在放電量。 以皮庫(kù)（PC）表示。3、局部放電起始電壓 是指試驗(yàn)電壓從不產(chǎn)生局部放電的較低電壓逐漸增加，能觀察到試品開始出現(xiàn)局部放電時(shí)，試品兩端施加的最低電壓稱局部放電起始電壓4、 局部放電熄滅電壓試品發(fā)生局部放電后，在逐漸降低外施電壓的過(guò)程中，試驗(yàn)裝置尚能觀察到局部放電時(shí)，試品兩端施加的最低電壓稱局部放電熄滅電壓。（外施電壓在降低就觀察不到局部放電了）5、局部放電的幾種檢測(cè)方法1、電荷法測(cè)量局部放電常規(guī)的電荷法局部放電測(cè)量，是通過(guò)放電量的變化發(fā)

3、現(xiàn)缺陷。2、高頻法測(cè)量局部放電用產(chǎn)生的高頻信號(hào)達(dá)到發(fā)現(xiàn)缺陷的目的。測(cè)量頻率在40MHZ-300MHZ。3、振動(dòng)法測(cè)量局部放電通過(guò)放置在外殼上的傳感器接受放電產(chǎn)生的振動(dòng)脈沖打到檢測(cè)放電故障的目的4、聲測(cè)法測(cè)量局部放電測(cè)量原理與振動(dòng)法相似，通過(guò)放置在外殼上的聲傳感器接受放電產(chǎn)生的超聲信號(hào)，達(dá)到發(fā)現(xiàn)缺陷的目的。5、測(cè)分解物法在局部放電作用下。可能有分解物或生成物出現(xiàn)，可以用色譜及光譜分析來(lái)確定各種分解物或生成物，從而判斷局部放電的程度。二、局部放電的試驗(yàn)回路和測(cè)量?jī)x器1、局部放電試驗(yàn)基本回路圖 1 局部放電測(cè)量的基本回路（a）測(cè)量阻抗與耦合電容器串聯(lián)回路，（b）測(cè)量阻抗與試品串聯(lián)回路，（c）平衡回路

4、 Zf 高壓濾波器 Cx試品等效電容 Ck-耦合電容器 Zm-測(cè)量阻抗 Z調(diào)平衡元件2、試驗(yàn)回路選擇2.1試驗(yàn)電壓下，試品的工頻電容電流超出測(cè)量阻抗Zm的允許值，或試品的接地部定接地時(shí)，可采用圖1（a）試驗(yàn)回路2.2試驗(yàn)電壓下，試品的工頻電容電流符合測(cè)量阻抗Zm的允許值時(shí)，可采用圖1（b）試驗(yàn)回路2.3試驗(yàn)電壓下，圖1（a）、（b）試驗(yàn)回路有過(guò)高的干擾信號(hào)時(shí)，可采用圖1（c）試驗(yàn)回路3、視在放電量的校準(zhǔn)：3.1校準(zhǔn)的基本原理視在放電量校準(zhǔn)的基本原理是：以幅值為U0的方波通過(guò)串接小電容C0注入試品兩端，此時(shí)注入的電荷為： QO=U0C03.2直接校準(zhǔn)將已知電荷量QO注入試品兩端稱為直接校準(zhǔn) 圖

5、2直接校準(zhǔn)的接線3.3間接校準(zhǔn)將已知電荷量QO注入測(cè)量阻抗Zm兩端稱為間接校準(zhǔn) 圖 3間接校準(zhǔn)的接線三、電力設(shè)備的局部放電試驗(yàn) 1、電力設(shè)備的局部放電試驗(yàn)前對(duì)試品要求1.1本試驗(yàn)在所有高壓絕緣試驗(yàn)之后進(jìn)行，必要時(shí)可在耐壓試驗(yàn)前后各進(jìn)行一次。1.2試品的表面應(yīng)清潔干燥，試品在試驗(yàn)前不應(yīng)受機(jī)械、熱的作用。1.3油浸絕緣試品經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸或注油后應(yīng)靜止48小時(shí)后，方能試驗(yàn)。1.4測(cè)定回路的背景噪聲水平。2、變壓器局部放電試驗(yàn)2.1變壓器局部放電試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1094.32003電力變壓器中規(guī)定變壓器局部放電試驗(yàn)電壓為： U1=1.7Um 局部放電試驗(yàn)的預(yù)加電壓 U2=1.5 Um/3

6、在此電壓下允許放電量Q500PC U2=1.3 Um/3 在此電壓下允許放電量Q300PC Um-設(shè)備最高工作電壓 局 部 放 電 試 驗(yàn) 電 壓 及 標(biāo) 準(zhǔn) 變 壓 器系統(tǒng)電壓KV系統(tǒng)最高電壓KV試驗(yàn)電壓KV放電量PC 500 550U1= 1.7Um/3=1.7×550/3=539.8U2= 1.5Um/3=1.5×550/3=476.3500U2=1.3Um/3=1.3×550/3=412.8 300U2= 1.1Um/3=1.1×550/3=349.3220 252U1= 1.7Um/3=1.7×252/3=247.3U2= 1.5Um

7、/3=1.5×252/3=218.2 500U2= 1.3Um/3=1.3×252/3=189.1 300U2= 1.1Um/3=1.1×2523=160.0 110 126U1= 1.7Um/3=1.7×1263=123.6U2= 1.5Um/3=1.5×126/3=109.12 500U2= 1.3Um/3=1.3×126/3=94.57 300U2= 1.1Um/3=1.1×1263=80 干 式 變 壓 器系統(tǒng)電壓KV系統(tǒng)最高電壓KV試驗(yàn)電壓KV放電量PC 35 40.5U1= 1.5Um/3=1.5×40

8、.5/3=35.08 接地U2= 1.1Um/3=1.1×40.5/3=25.72 100U1= 1.5 Um/=1.5×40.5=60.75 不接地U2= 1.1Um=1.1×40.5=44.55 100 電 力 電 纜 預(yù) 加 電 壓預(yù)加時(shí)間試驗(yàn)電壓 放電量（PC） 1.75UO10S 1.5 UO 5互 感 器種類測(cè)量電壓(KV)允許放電量(PC)環(huán)氧或干式油浸或氣體電流互感器1.2Um/350201.2Um(必要時(shí))10050電壓互感器66KV1.2Um/350201.2Um(必要時(shí))1005035KV全絕緣結(jié)構(gòu)1.2Um100501.2Um/35020半

9、絕緣結(jié)構(gòu)1.2Um/350201.2Um(必要時(shí))100502.2局部放電試驗(yàn)步驟首先試驗(yàn)電壓升到U2下進(jìn)行測(cè)量，保持5分鐘，然后試驗(yàn)電壓生到U1保持5秒鐘，最后電壓降到U2下進(jìn)行測(cè)量，保持30分鐘 圖 4變壓器局部放電試驗(yàn)的加壓時(shí)間及步驟試驗(yàn)前，記錄所有測(cè)量電路的背景噪聲水平，其值應(yīng)低于規(guī)定的視在放電量的50%。在電壓升至U2及由U2再下降的過(guò)程中，應(yīng)記下起始、熄滅放電電壓。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)連續(xù)觀察放電波形，并按一定時(shí)間間隔記錄放電量Q。放電的讀取，以相對(duì)穩(wěn)定的最高重復(fù)脈沖為準(zhǔn)，偶爾發(fā)生的較高的脈沖可忽略，但應(yīng)作好記錄備查。在整個(gè)試驗(yàn)期間試品不發(fā)生擊穿，在U2的第二階段的30min內(nèi)，所

10、有測(cè)量端子測(cè)得的放電量Q連續(xù)地維持在允許的限值內(nèi)，并無(wú)明顯地，不斷地向允許的限值內(nèi)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，則試品合格。 如果放電量曾超過(guò)允許限值，但之后又降并低于允許的限值。則試驗(yàn)應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，直到此后30min的期間內(nèi)局部放電量不超過(guò)允許的限值。則試品合格。2.3變壓器試驗(yàn)的基本接線 圖 5變壓器局部放電試驗(yàn)的基本原理接線利用變壓器套管電容作為耦合電容CK，并在其末屏端子對(duì)地串接測(cè)量阻抗Zm。2.4試驗(yàn)電源試驗(yàn)電源一般采用50HZ的倍頻或其他合適頻率?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)電源是采用電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的中頻電源，三相電源變壓器開口三角接線產(chǎn)生的150HZ電源，或其它形式產(chǎn)生的試驗(yàn)電源。3、 互感器的局部放電試驗(yàn)3.1.

11、 電流互感器3.1.1電流互感器電流互感器試驗(yàn)接線 圖 6電流互感器局部放電試驗(yàn)接線 Ck-耦合電容器 Zm-測(cè)量阻抗 L1、L2-電流互感器一次繞組端子 K1、K2-電流互感器二次繞組端子（a）測(cè)量阻抗與耦合電容串聯(lián) （b）測(cè)量阻抗與二次繞組端子串聯(lián)3.1.2對(duì)電容式電流互感器 圖 7電容式電流互感器局部放電試驗(yàn)接線 Cg-電容式電流互感器末屏3.2、電壓互感器試驗(yàn)接線3.2.1用自磁法試驗(yàn)接線：試驗(yàn)電壓一般可用電壓互感器二次繞組自勵(lì)磁產(chǎn)生，以雜散電容取代耦合電容。如圖8(a) 以150HZ的頻率作為試驗(yàn)電源。（三倍頻）自磁法接有耦合電容器CK采用如圖8(b) 試驗(yàn)接線 圖 8電壓互感器自磁

12、法試驗(yàn)接線3.2.2用外施電壓的試驗(yàn)接線 圖 8電壓互感器外施電壓試驗(yàn)接線3.3.三倍頻發(fā)生器 圖 9三倍頻發(fā)生器3.4. 互感器的局部放電試驗(yàn)電壓系統(tǒng)電壓kV最高電壓kV局放1.2Um/3允許的視在放電量水平（PC）測(cè)量電壓（kV）環(huán)氧樹脂及其它干式油浸式和氣體式3540.52850206672.550.22011012586.620220252174.520四、局部放電試驗(yàn)的干擾及抑制1、局部放電試驗(yàn)的干擾來(lái)源1.1電源網(wǎng)絡(luò)的干擾局部放電試驗(yàn)所用電源一般都是來(lái)自低壓配電網(wǎng)，在低壓配電網(wǎng)中，各類來(lái)自試驗(yàn)場(chǎng)地及其附近的大電流設(shè)備，頻繁啟動(dòng)的設(shè)備等都對(duì)試驗(yàn)造成影響。如繞線機(jī)、電焊機(jī)、起重機(jī)等。在

13、試驗(yàn)設(shè)備還沒(méi)有加壓時(shí)，局放儀上就已經(jīng)顯示各種各樣的干擾信號(hào)了。1.2空間干擾空間干擾主要有空間強(qiáng)電磁干擾和空間懸浮電位干擾。當(dāng)試驗(yàn)設(shè)備還沒(méi)有加壓，空間強(qiáng)電磁干擾信號(hào)就已經(jīng)在局放儀上，有了干擾信號(hào)。它一般來(lái)自大功率信號(hào)發(fā)射塔，以及載波通訊等設(shè)備。1.3試驗(yàn)回路接觸不良、各部位電暈及試驗(yàn)設(shè)備的內(nèi)部放電。1.4接地系統(tǒng)的干擾1.5金屬物體懸浮電位的放電2、干擾的抑制抑制干擾的措施很多。有些干擾在變電所現(xiàn)場(chǎng)要完全消除是不可能的。實(shí)際試驗(yàn)時(shí)只要將干擾抑制在某一水平以下，能有效測(cè)量試品內(nèi)部的局部放電就可以了。在很大程度上取決于測(cè)試者的分析能力和經(jīng)驗(yàn)。2.1低通濾波器在高壓試驗(yàn)變壓器的低壓側(cè)設(shè)置低通濾波器，

14、抑制試驗(yàn)供電網(wǎng)絡(luò)中的干擾。低通濾波器的截止頻率應(yīng)盡可能低，并設(shè)計(jì)成能抑制來(lái)自相線、中線（220V電源）兩線路中的干擾。通常設(shè)計(jì)成型濾波器。圖10 （a） 圖10 雙型濾波網(wǎng)絡(luò)接線和屏蔽式隔離變壓器2.2屏蔽式隔離變壓器隔離變壓器的輸入和輸出端之間只有磁的聯(lián)系，沒(méi)有電路連接。線路中的低頻躁聲就基本被隔離，并且隔離變壓器目前一都是采用雙屏蔽，輸入端和輸出端都接有電容，這樣線路中的高頻的噪聲也基本被控制。隔離變壓器是目前最有效和最常見(jiàn)的抗干擾措施之一。如圖10（b）屏蔽式隔離變壓器和低壓電源濾波器同時(shí)使用，抑制干擾效果較好。2.3高壓濾波器在試驗(yàn)變壓器的高壓端設(shè)置高壓低通濾波器，抑制電源供電網(wǎng)絡(luò)中的

15、干擾。高壓濾波器通常設(shè)計(jì)成T型或TT型，也可L型。它的阻塞頻率應(yīng)與局部放電檢測(cè)儀的頻帶相匹配。 圖11高壓濾波器的接線圖 （a）高壓濾波器的T型接線 (b) 高壓濾波器的L型接線2.4高壓端部電暈放電的抑制高壓端部電暈放電的抑制，主要是選用合適的無(wú)暈環(huán)（球）及無(wú)暈導(dǎo)電桿作為高壓連線。2.5接地干擾的抑制 抑制試驗(yàn)回路接地系統(tǒng)的干擾，唯一的措施是在整個(gè)試驗(yàn)回路選擇一點(diǎn)接地。2.6試驗(yàn)回路盡量緊湊，特別是高壓引線線徑要足夠大，并與試品垂直。2.7試品周圍物品，不應(yīng)產(chǎn)生懸浮電壓，周圍金屬材料應(yīng)接地。2.8空間干擾的抑制改變?cè)囼?yàn)設(shè)備的擺放位置。改變?cè)囼?yàn)設(shè)備的擺放方向。盡量縮短高壓引線。五、局部放電試驗(yàn)所需要設(shè)備 1、變壓器局部放電試驗(yàn)所需要設(shè)備 1.1無(wú)局放變頻電源：額定容量：300KW額定輸入電壓：三相380V 50赫茲額定輸出電壓： 單相0-350V 額定輸出電流： 857A輸出頻率： 30-300HZ局部放電量 10PC 1.2無(wú)局放勵(lì)磁變壓器： 額定容量：300KVA 輸入電壓: 0-350V (低壓 320 .360 400 400V可串可并) 輸入電流: 0-857A輸出電壓: 35×2KV (高壓二個(gè)繞組可串可并)輸出電流: 4.2×2A額定頻率： 100HZ工作頻率： 30-300HZ局部放電量 10PC