局部放電檢測原理及一般試驗技術(shù)

局部放電檢測原理及一般試驗技術(shù)什么是局部放電?局部放電是指部分地橋接導(dǎo)體間絕緣的一種氣體放電，這種放電可能會，或者不會出現(xiàn)在導(dǎo)體的近旁。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。局部放電產(chǎn)生的原因局部放電對于高壓電工產(chǎn)品往往是很難避免的，這是由于絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)在制造過程中常會含有比固體絕緣容易擊穿的小氣泡或油膜，在電場的作用下，會產(chǎn)生內(nèi)部放電。絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)中電場分布不均勻，也會產(chǎn)生局部放電（如針尖電極、電極表面上的毛刺、或者是金屬屑異物）。局部放電的分類1、內(nèi)部放電---在介質(zhì)內(nèi)部或介質(zhì)與電極之間的放電。這種放電的特性與介質(zhì)的特性和氣屑的形狀、大小、位置以及氣屑中氣體的性質(zhì)有關(guān)。2、表面局部放電---在沿介質(zhì)表面的電場強度達(dá)到擊穿場強時所發(fā)生的局部放電。在電機繞組、電纜、套管等絕緣結(jié)構(gòu)的端部，從導(dǎo)體到介質(zhì)表面經(jīng)常會出現(xiàn)這種局部的放電。3、電暈放電---在氣體中，高電壓導(dǎo)體周圍所產(chǎn)生的局部放電稱為電暈。如高壓傳輸線、高壓變壓器等高壓電氣設(shè)備，因高壓接線端暴露在空氣中，都有可能產(chǎn)生這種局部放電。表征局部放電的參數(shù)視在放電電荷放電重復(fù)率放電的能量放電的平均電流放電的均方率放電功率局部放電起始電壓局部放電熄滅電壓視在放電量q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，以皮庫(pC)表示。實際上，視在放電量與試品實際點的放電量并不相等，后者不能直接測得。試品放電引起的電流脈沖在測量阻抗端子上所產(chǎn)生的電壓波形可能不同于注入脈沖引起的波形，但通?？梢哉J(rèn)為這二個量在測量儀器上讀到的響應(yīng)值相等。

脈沖電流法(ERA)高電壓設(shè)備局部放電時在試驗回路中引起電荷轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生高頻電流脈沖,其流過檢測阻抗產(chǎn)生電壓脈沖，將此電壓脈沖經(jīng)過合適帶寬的放大器放大后由儀器測量、顯示出來。試驗回路測量局部放電的基本回路有3種，圖(a)并聯(lián)法測量回路、(b)串聯(lián)法測量回路、(c)平衡法測量回路。試驗校準(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的方波通過串接小電容C0注入試品兩端，此注入的電荷量為

直接校準(zhǔn)將已知電荷量Q0注入試品兩端稱為直接校準(zhǔn)，這種校準(zhǔn)方式是由國家標(biāo)準(zhǔn)GB7354—87《局部放電測量》推薦的。例：并聯(lián)法試驗回路的直接校準(zhǔn)電路U0——脈沖電壓幅值，V；C0——電容，pF；Q0——電荷量，pC

校準(zhǔn)的注意事項校準(zhǔn)方波發(fā)生器的輸出電壓U0和串聯(lián)電容C0的值要用一定精度的儀器定期測定，如U0一般可用經(jīng)校核好的示波器進(jìn)行測定；C0一般可用合適的低壓電容電橋或數(shù)字式電容表測定。每次使用前應(yīng)檢查校準(zhǔn)方波發(fā)生器電池是否充足電。從C0到CX的引線應(yīng)盡可能短直，C0與校準(zhǔn)方波發(fā)生器之間的連線最好選用同軸電纜，以免造成校準(zhǔn)方波的波形畸變。當(dāng)更換試品或改變試驗回路任一參數(shù)時，必須重新校準(zhǔn)。干擾類型和途徑干擾將會降低局部放電試驗的檢測靈敏度，試驗時，應(yīng)使干擾水平抑制到最低水平。干擾類型通常有：⒈電源干擾、⒉接地系統(tǒng)干擾、⒊電磁輻射干擾、⒋試驗設(shè)備各元件的放電干擾⒌各類接觸干擾。這些干擾及其進(jìn)入試驗回路的途徑見圖Tr—試驗變壓器；Cx—被試品；Ck—耦合電容器；Zm—測量阻抗；DD—檢測儀；M—鄰近試驗回路的金屬物件；UA—電源干擾；UB—接地干擾；UC—經(jīng)試驗回路雜散電容C耦合產(chǎn)生的干擾；UD—懸浮電位放電產(chǎn)生的干擾；UE—高壓各端部電暈放電的干擾；IA—試驗變壓器的放電干擾；IB—經(jīng)試驗回路雜散電感M耦合產(chǎn)生的輻射干擾；IC—耦合電容器放電的干擾干擾及其進(jìn)入試驗回路的途徑（一）1、電源干擾。檢測儀及試驗變壓器所用的電源是與低壓配電網(wǎng)相連的，配電網(wǎng)內(nèi)的各種高頻信號均能直接產(chǎn)生干擾。因此，通常采用屏蔽式電源隔離變壓器及低通濾波器抑制，效果甚好。

2、接地干擾。試驗回路接地方式不當(dāng)，例如兩點及以上接地的接地網(wǎng)系統(tǒng)中，各種高頻信號會經(jīng)接地線耦合到試驗回路產(chǎn)生干擾。這種干擾一般與試驗電壓高低無關(guān)。試驗回路采用一點接地，可降低這種干擾。干擾及其進(jìn)入試驗回路的途徑（二）3、電磁輻射干擾。鄰近高壓帶電設(shè)備或高壓輸電線路，無線電發(fā)射器及其它諸如可控硅、電刷等試驗回路以外的高頻信號，均會以電磁感應(yīng)、電磁輻射的形式經(jīng)雜散電容或雜散電感耦合到試驗回路，它的波形往往與試品內(nèi)部放電不易區(qū)分，對現(xiàn)場測量影響較大。其特點是與試驗電壓無關(guān)。消除這種干擾的根本對策是將試品置于屏蔽良好的試驗室。采用平衡法、對稱法和模擬天線法的測試回路，也能抑制輻射干擾。

4、懸浮電位放電干擾。鄰近試驗回路的不接地金屬物產(chǎn)生的感應(yīng)懸浮電位放電，也是常見的一種干擾。其特點是隨試驗電壓升高而增大，但其波形一般較易識別。消除的對策一是搬離，二是接地。干擾及其進(jìn)入試驗回路的途徑（三）5、電暈放電和各連接處接觸放電的干擾。電暈放電產(chǎn)生于試驗回路處于高電位的導(dǎo)電部分，例如試品的法蘭、金屬蓋帽、試驗變壓器、耦合電容器端部及高壓引線等尖端部分。試驗回路中由于各連接處接觸不良也會產(chǎn)生接觸放電干擾。這兩種干擾的特性是隨試驗電壓的升高而增大。消除這種干擾是在高壓端部采用防暈措施(如防暈環(huán)等)，高壓引線采用無暈的導(dǎo)電圓管，以及保證各連接部位的良好接觸等。

6、試驗變壓器和耦合電容器內(nèi)部放電干擾。這種放電容易和試品內(nèi)部放電相混淆。因此，使用的試驗變壓器和耦合電容器的局部放電水平應(yīng)控制在一定的允許量以下。干擾識別的一些方法（一）識別干擾的基本依據(jù),局部放電試驗的干擾是隨機而雜亂無章的，因此難以建立全面的識別方法，但掌握各類放電時的時間、位置、掃描方向以及電壓與時間關(guān)系曲線等特性，有助于提高識別能力。1、掌握局部放電的電壓效應(yīng)和時間效應(yīng)。局部放電脈沖波形與各種干擾信號隨電壓高低、加壓時間的變化具有某種固有的特性，有些放電源(干擾源)隨電壓高低(或時間的延長)突變、緩變，而有些放電源卻是不變的，觀察和分析這類固有特性是識別干擾的主要依據(jù)。干擾識別的一些方法（二）2、掌握試驗電壓的零位。試品內(nèi)部局部放電的典型波形，通常是對稱的位于正弦波的正向上升段，對稱地疊加于橢圓基線上，而有些干擾(如高電位、地電位的尖端電暈放電)信號是處于正弦波的峰值，認(rèn)定橢圓基線上試驗電壓的零位。也有助于波形識別。但須指出，試驗電壓的零位是指施加于試品兩端電壓的零位，而不是指低壓勵磁側(cè)電壓的零位。干擾識別的一些方法（三）3、根據(jù)橢圓基線掃描方向。放電脈沖與各種干擾信號均在時基上占有相應(yīng)的位置(即反映正弦波的電角度)，如前所述，試品內(nèi)部放電脈沖總是疊加于正向(或反向)的上升段，根據(jù)橢圓基線的掃描方向，可確定放電脈沖和干擾信號的位置。方法是注入一脈沖(可用機內(nèi)方波)，觀察橢圓基線上顯示的脈沖振蕩方向(必要時可用X軸擴展)即為橢圓基線的掃描方向，從而就能確定橢圓基線的相應(yīng)電角度，如下圖所示。抑制干擾的措施-----電源濾波器

在高壓試驗變壓器的初級設(shè)置低通濾波器，抑制試驗供電網(wǎng)絡(luò)中的干擾。低通濾波器的