局部放電檢測讀數(shù)(dB)與放電量(pC)關(guān)系分析

局部放電檢測讀數(shù)（dB）與放電量（pC）關(guān)系分析1、暫態(tài)地電壓TEV（TransientEarthVoltage）檢測原理由于在固體絕緣材料內(nèi)部，因制造等因素會存在小空隙。在使用中，絕緣體一端接地，一端接高壓，使得這些小空隙像小電容一樣地充電，當充電到一定程度時，他們就放電，同時產(chǎn)生各種物理、化學現(xiàn)象，如電荷的交換，發(fā)射電磁波、發(fā)熱、產(chǎn)生分解物碳等，日益增多的碳將導致空隙導通，將增加作用在相鄰空隙的電氣壓力，重復上述過程，最后導致絕緣擊穿。通過放電產(chǎn)生的電磁波脈沖大部分通過周圍的金屬制品傳輸出去，同時產(chǎn)生一個暫態(tài)電壓，這些電壓脈沖即為暫態(tài)對地電壓(TEV)。經(jīng)研究這種TEV信號直接與同一型號、在同一位置測量的設備的絕緣體的絕緣狀況成正比。根據(jù)這一原理，來實現(xiàn)對設備的絕緣狀況的檢測。利用金屬封閉成套開關(guān)設備在線運行可靠狀況監(jiān)測設備在我局各變電站對配電盤、開關(guān)柜、電纜分支箱等設備進行監(jiān)測。中低壓電氣設備的對地絕緣部分（例如金屬鎧裝開關(guān)裝置或電纜終端）發(fā)生局部放電活動，則導電系統(tǒng)對接地金屬殼之間就有少量電容性放電電量。放電電量很小，通常只有幾兆分之一庫侖。放電持續(xù)時間一般只有幾個納秒。因為電量等于電流乘以時間，一次放電1000pC，持續(xù)10納秒，就產(chǎn)生100mA的電流。對于持續(xù)時間那么短的放電脈沖，被測設備就不能看作是個整體，而應看作是傳輸線。它的電氣特性就由其分布電容和電感決定。當發(fā)生局部放電時，電磁波從放電點向外傳播。電流大小與這些電磁波產(chǎn)生的電壓有關(guān)。電壓等于電流與路徑阻抗的乘積。在不考慮損耗的傳輸線上，阻抗?jié)M足下式：（L和C是傳輸線單位長度的自感和電容）Zo的數(shù)值變化很大，單芯10kV電纜約為10歐，35kV的金屬外殼的母線室則大約70歐。因此，1000pC的放電可產(chǎn)生對地1到7伏持續(xù)10納秒的電壓。電壓脈沖在金屬殼的內(nèi)表面?zhèn)鞑ィ罱K從開口、接頭、蓋板等的縫隙處傳出，然后沿著金屬殼外表傳到大地。用電容性探測器就可檢測到放電脈沖。2、TEV讀數(shù)（dB）與（mV）之間的關(guān)系當需要表示系統(tǒng)中的一個功率（或電壓）時，往往會遇到量值相差非常懸殊(甚至達千百萬倍的信號)，可利用電平來表示。在電子學中，分貝是表示傳輸增益或傳輸損耗以及相對功率比等的標準單位，其代號為dB（英文decibel的縮寫）。其形式上表示倍數(shù)，實質(zhì)上既能表示經(jīng)作常用對數(shù)壓縮處理后的倍數(shù)，又能表示約定基準值的參數(shù)值。采用的根本原因在于對數(shù)運算能夠壓縮數(shù)據(jù)長度和簡化運算，特別適合表達指數(shù)變化規(guī)律。TEV的讀數(shù)dB，實際上是dBmV的縮寫，表示的是電壓的單位。暫態(tài)對地電壓（mV）與分貝（dBmV）之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系公式為：dBmV=20lgmV兩者之間的轉(zhuǎn)換對應關(guān)系見下表：3、TEV讀數(shù)（dB）與放電量（pC）之間的關(guān)系傳統(tǒng)的局部放電檢測是根據(jù)IEC60270來測量高壓電氣設備的視在電荷，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端電壓變化量相同，此時注入的電荷量即稱為局部放電的視在放電量，放電的強度以單位pC表達。在這些裝置的測量頻率范圍內(nèi)（通常為10－300KHz），高壓電氣設備的各部分除了長導線之外，看作一個電容器。TEV法的測試工作包括3－100MHz的頻率范圍。在這頻率范圍內(nèi)，高壓電氣設備可看作是一條傳輸線而不是電容器。放電電荷的轉(zhuǎn)移與電壓/時間曲線下方的面積成正比。TEV傳感器檢測的是一個短暫的電壓峰值，而不是電壓/時間曲線下方的面積，因此，TEV法并不是直接的檢測放電。此外，TEV法也只是檢測金屬鎧裝外表面的波型峰值，且只是檢測從內(nèi)部傳到外表面的一小部分。當這個脈沖信號在金屬鎧裝設備的外表面?zhèn)鞑U散時，峰值信號會隨著電壓/時間曲線下方的面積的變化而減小。因此，當檢測位置離放電源越來越遠時，放電幅值會慢慢的衰減變小。明顯地，dB與pC之間的關(guān)系取決于很多方面，大多數(shù)情況下難以量化。我公司通過大量的實驗，包括以前傳統(tǒng)的局部放電檢測法和最新的TEV檢測法，來定義dB與pC之間的關(guān)系，見下表：25kV終端放電dB-pC間的關(guān)系TEV讀數(shù)（dB）局放傳統(tǒng)測量值（pC）0325561010015178203162556030100035178040316045560050100005517800603160011kV電纜終端箱dB-pC間的關(guān)系TEV讀數(shù)（dB）局放傳統(tǒng)測量值（pC）010051781031615562201000251780303160355620401000045178005031600555620060100000油開關(guān)合成樹脂粘合套管相地放電dB-pC的關(guān)系TEV讀數(shù)（dB）局放傳統(tǒng)測量值（pC）01345239104231575320134025239030423035753040134004523900504230055753006013400011kV環(huán)氧樹脂CT內(nèi)部放電dB-pC的關(guān)系TEV讀數(shù)（dB）局放傳統(tǒng)測量值（pC）0224539910708151260202240253990307080351260040224004539990507080055126000602240004、局部放電程度采用電壓（dB）與電量（pC）計量的說明電壓：單位dB或mV，傳感器接收到的電壓信號。我司的局部放電在線檢測儀采用在線的方式獲得電壓信號幅值，在不停電的情況下分析和判斷電力設備局部放電的嚴重程度。電量：單位pC，國家已有規(guī)程以此作為判斷局部放電的嚴重程度。局部放電量q是標準和規(guī)程對局部放電的描述參數(shù)。人們通常習慣于根據(jù)這一參數(shù)來判斷局部放電的嚴重程度。在局部放電在線檢測技術(shù)中,人們也期望得到有關(guān)放電量的數(shù)據(jù)是可理解的。但是放電量的數(shù)據(jù)只有停電校準并做一系列的局部放電實驗才能獲得，所以僅限于應用在電力設備局部放電的離線檢測。目前國內(nèi)有些廠家使用校準器模擬局部放電，然后使用局放儀采集。計算得到放電量pC與傳感器接收到的電壓信號dB或mV比值。然后比對設備運行時檢測得到mV值來估計視在放電量。但這樣也存在如下現(xiàn)實問題：不能完全體現(xiàn)真實放電量：離檢測點不同距離的局部放電脈沖信號，即使具有相同放電量局部放電脈沖信號，受傳播損耗等影響，也會得到不同的視在放電量結(jié)果。各廠家的校準器設備制作有較大差別，測量結(jié)果不具備統(tǒng)一性。通常這些廠家會將得mV/pC比值通過線性或一定的指數(shù)關(guān)系直接轉(zhuǎn)換。由于不同的局部放電的類型，形狀，放電大小，信號傳播路徑中的距離、障礙、介質(zhì)、傳感器的類型、靈敏度、增益等等各不相同。得到的mV/pC比值與實際可能相差幾倍甚至幾十倍。應用中受到局限，由于檢測視在放電量需要停電校準，所以僅限應用在電力設備局部放電的離線檢測。標準中定義的局部放電視在量在現(xiàn)實中具有較大的局限性，特別是在局部放電在線檢測方面根本無法