局部放電-高試培訓(xùn)ppt課件

1、熱烈歡迎各位同仁的到來(6)(5231076)局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所試驗(yàn)分類試驗(yàn)分類破壞性試驗(yàn)非破壞性試驗(yàn)局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所 1-5-1 局部放電試驗(yàn)的基本概念局部放電試驗(yàn)的基本概念絕緣體中只有局部區(qū)域發(fā)生放電，而沒有貫穿施加電壓的導(dǎo)體之間，這種現(xiàn)象稱之為局部放電。局部放電可能發(fā)生在絕緣體的內(nèi)部，也可能發(fā)生在表面，前者稱為內(nèi)部局部放電，后者稱之為表面局部放電。發(fā)生在被氣體包圍的導(dǎo)體附近的放電，可稱之為電暈。對于絕緣體內(nèi)部的局部放電，目前還無法直接測量其放電的電荷，但內(nèi)部放電時所產(chǎn)生的電荷交換，必將會在絕緣體的表面有所反映。局部放電測試局部放電測試

2、浙江省電力試驗(yàn)研究所基本概念（續(xù)）局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所基本概念（續(xù)）局部放電是比較復(fù)雜的物理現(xiàn)象，必須通過多種表征參數(shù)才能全面地描述其狀態(tài)，同時，局部放電對絕緣破壞的機(jī)理也很復(fù)雜，也需通過多種表征參數(shù)來評定它對絕緣的危害，表征局部放電的參數(shù)主要有： （1）視在放電荷Qa ； （2）放量重復(fù)率N； （3）放電能量W （4）平均放電電流 （5）放電功率P （6）起始放電電壓ui （7）放電熄滅電壓ue局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所（1）視在放電荷Qa ：在絕緣體中了生局部放電時，在絕緣體施加電壓的兩端上脈動電荷，稱之為視在放電電荷。 視在放電電荷的大小是這樣測

3、定的：將模擬實(shí)際放電的瞬變電荷注入試樣施加電壓的兩端，在此兩端出現(xiàn)的脈沖電壓與局部放電時所產(chǎn)生的脈沖電壓與局部放電時所產(chǎn)生的脈沖電壓相同，則注入的電荷量即為視在放電電荷量，單位用Pc表示。在一個試樣中可能同時出現(xiàn)大小不同的視在放電電荷，通常把穩(wěn)定出現(xiàn)的最大的視在放電電荷量稱為放電量。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所（2）放量重復(fù)率N放量重復(fù)率N在測量時間內(nèi)，平均每秒鐘出現(xiàn)的放電次數(shù)稱為放電重復(fù)率，單位為次/s。實(shí)際測量中，受測試系統(tǒng)靈敏度和分辨能力的限制，測得的脈沖必須大于最小可測放電量的脈沖，而且兩次脈沖相隔要大于可分辨的最小時間間隔。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所

4、（3）放電能量W放電能量W ：氣隙中每一次放電所消耗的能量稱為放電能量，單位為J. 放電量的大小不但與視在放電量有關(guān)，而且還與放電起始電壓有關(guān)。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所（4）平均放電電流平均放電電流：設(shè)在測量時間間隔T內(nèi)出現(xiàn)m次放電，各次放電的視在放電電荷為q1、q2qm，則平均電流為 TI1imiq1平均電流的單位為A。這一參數(shù)綜合反映了放電量及放電次數(shù)。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所（5）放電功率P 放電功率P ： 設(shè)在測量時間間職責(zé)T人，出現(xiàn)m次放電，各次放電的視在放電電荷為q1、q2，qm，每次放電時對應(yīng)的外加電壓的瞬時值為u1、u2，um，即出現(xiàn)q1

5、放電時，對應(yīng)的電壓瞬時值為u1，則放電功率為 TP1iimiqu1放電功率的單位為W。這一參數(shù)包含有放電量、放電次數(shù)以及放電時的外加電壓等信息。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所（6）起始放電電壓ui 起始放電電壓ui ：當(dāng)外加電壓從不出現(xiàn)局部放電的電壓值開始逐漸升高，直到在測試裝置上能觀察到局部放電時的最低電壓值，即為起始放電電壓，并以有效值來表示，單位是V。為了克服測試系統(tǒng)靈敏度不同而造成測試結(jié)果不可對比的不足，各類產(chǎn)品都規(guī)定了一個最小的放電量水平，當(dāng)出現(xiàn)的放電達(dá)到這一水平時，外加電壓的有效值即為起始放電電壓。如果一出現(xiàn)放電就超過這一水平，則以出現(xiàn)放電時的外加電壓作為起始放電電壓

6、。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所（7）放電熄滅電壓ue 放電熄滅電壓ue：當(dāng)外加電壓從高于起始放電電壓逐漸降低，直到放電消失時的外加電壓即為放電熄滅電壓，以有效值來表示。為了提高測試結(jié)果的可比性，通常選取與測量起始放電電壓時一樣的最小放電量，當(dāng)放電量隨電壓下降而逐漸減小到此最小放電量時，外加電壓的有效值即為放電熄滅電壓。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所本節(jié)小結(jié)視在放電電荷、放電能量及放電重復(fù)率是基本的三個參數(shù)，放電它們都是表征各次單個放電的特性，而放電平均電流和放電功率是在一定時間間隔內(nèi)局部放電的累積量，放電起始和熄滅電壓是用外加電壓來表征放電的開始和消失。在現(xiàn)有的局

7、部放電試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中，一般都只要求測量放電量的大小，有的也要求測量起始放電電壓和放電熄滅電壓。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所局部放電測量的基本線路局部放電測量的基本線路局部放電測量的方法很多，主要分為電測量法和非電測量法兩大類。 電測量法中有脈沖電流法（ERA）、電橋法以及無線電干擾電壓法（RIV）等等，其中脈沖電流是最普遍采用的一種方法。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所脈沖電流法的測量原理、測量原理局部放電所產(chǎn)生的電荷交換，使試樣兩端視在放電電荷，現(xiàn)在把試樣連接在如圖1-6-2所示的測試回路中，則試樣兩端的視在放電電荷就會通過測試回路形成脈沖電流，從而在檢測阻 圖1-6

8、-2抗兩端就可采集到一個脈沖電壓信號，這個信號的大小，在一定的測試回路中是正比于試樣的視在放電電荷。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所局部放電測試線路脈沖電流法的測試線路有直測法和平衡法兩種。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所直測法的測試線路局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所平衡法測試線路 局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所局部放電測量儀器設(shè)備的選擇局部放電測量儀器設(shè)備的選擇電流互感器進(jìn)行局部放電試驗(yàn)的基本回路有3種，即測量阻抗與耦合電容器串聯(lián)的直接法測量回路、測量阻抗與試品串聯(lián)的直接法測量回路回路和平衡法測量回路。使用的設(shè)備主要有：無局放試驗(yàn)變壓器、調(diào)

9、壓器、隔離器、無局放標(biāo)準(zhǔn)電容器和局放測量系統(tǒng)。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所局放試驗(yàn)時設(shè)備選擇的一般原則 a. 耦合電容Ck。Ck在試驗(yàn)電壓下不應(yīng)有明顯的局部放電。 b.測量阻抗Zm。測量阻抗是一個四端網(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。c.根據(jù)試驗(yàn)時干擾情況，試驗(yàn)回路接有一阻塞阻抗Zf，以降低來自電源干擾、也能適當(dāng)

10、提高測量回路的最小可測量水平。d 局放測量儀器。e 加壓設(shè)備局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所指示系統(tǒng)指示系統(tǒng) 局部放電的測量儀器按所測定的參量可分不同類別。目前有標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)的是測量視在放電量的儀器，這種儀器的指示方式，通常是示波屏懷峰值電壓表（PC）或數(shù)字顯示并用。用示波屏是必須的。示波屏上顯示的放電波形有助于區(qū)分內(nèi)部局部放電和來自處產(chǎn)的干擾。 放電脈沖通常顯示在測量儀器的示波屏上的李沙育（橢圓）基線上。測量儀器的掃描頻率應(yīng)與試驗(yàn)電源的頻率相同。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所視在放電量的校準(zhǔn)視在放電量的校準(zhǔn)確定整個試驗(yàn)回路的換算系數(shù)k，稱為視在放電量的校準(zhǔn)。換算系數(shù)k受

11、回路Cx、Ck、Cs（高壓對地的雜散電容）及Zm等元件參量的影響。因此，試驗(yàn)回路每改變一次必須進(jìn)行一次校準(zhǔn)。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所校準(zhǔn)的基本原理及波形校準(zhǔn)的基本原理及波形校準(zhǔn)的基本原理視在放電量校準(zhǔn)的基本大批量是：以幅值為Uo的方波通過串聯(lián)小電容Co注入試品兩端，此注入的電荷量為 Qo=UoCo式中：Uo方波電壓幅值，V： Co電容，PF； Qo電荷量，PC。校準(zhǔn)方波的波形校準(zhǔn)方波的波形 校準(zhǔn)方波的上升時間應(yīng)使通過校準(zhǔn)電容Co的電流脈沖的持續(xù)時間比1/f2要短，校準(zhǔn)方波的上升時間不應(yīng)大于0.1s，衰減時間通常在100s范圍內(nèi)選取。 目前大都選用晶體管或汞濕繼電器做成小型電

12、池開關(guān)式方波發(fā)生器，作為校準(zhǔn)電源。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所直接校準(zhǔn)法直接校準(zhǔn)法將已知電荷量Qo注入試品兩端稱為直接校準(zhǔn)，其目的是直接求得指示系統(tǒng)和以視在放電量Q表征的試品內(nèi)部放電量之間的定量關(guān)系，即求得換算系數(shù)，即求得換算系數(shù)k。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。直接法和平衡法測量回路的直接校準(zhǔn)電路，如圖1-5-5所示，其方法是：接好整個試驗(yàn)回路，將已知電荷量Qo=UoCo注入試品兩端，則指示系統(tǒng)響應(yīng)L。取下校準(zhǔn)方波發(fā)生器，加電壓試驗(yàn)，當(dāng)試品內(nèi)部放電時，指示系統(tǒng)響應(yīng)為L，由此則可得換算系數(shù)kH為 kH=L/L則視在放電量Q為 Q=UoCoKH式中

13、：Q視在放電量，PC； Uo方波電壓幅值，V； Co電容，PF； KH換算系數(shù)。 局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所校準(zhǔn)時的注意事項(xiàng)校準(zhǔn)時的注意事項(xiàng) 校準(zhǔn)方波發(fā)生器的輸出電壓Uo和串聯(lián)電容Co的值要用一定精度的儀器定期測定，如Uo一般可用經(jīng)校核好的示波器進(jìn)行測定；Co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)生器電池是否充足好。 從Co到Cx的引線應(yīng)盡可能短直，Co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(yàn)回路任一參數(shù)時，必須重新校準(zhǔn)。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所電流互感器的局部放電試驗(yàn)

14、電流互感器的局部放電試驗(yàn)對試品的要求對試品的要求（1） 局部放電測試應(yīng)在對試品所有高壓絕緣試驗(yàn)之后進(jìn)行，必要時可在耐壓試驗(yàn)前后各進(jìn)行一次，以資比較。（2） 試品表面應(yīng)清潔干燥，試品在局部放電測試前不應(yīng)受機(jī)械、熱的作用。（3） 若試品是在長途運(yùn)輸顛簸或注油工序之后，通常應(yīng)靜止48h后才能進(jìn)行局部放電測試。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所試驗(yàn)接線試驗(yàn)接線 Ck耦合電容器；C鐵芯；Zm測量阻抗；F外殼； 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。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所試驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)應(yīng)在不大于1/3測量電壓下接通電源，然后按規(guī)定的加

15、壓程序進(jìn)行加壓、測量，讀取數(shù)據(jù)后降到1/3測量電壓下，方能切除電源。 放電量的讀取，以相對穩(wěn)定的最高重復(fù)脈沖為準(zhǔn)，偶爾發(fā)生的較高脈沖可以忽略，但應(yīng)作好記錄備查。 試驗(yàn)期間試品不擊穿，測得視在放電量不超過允許的限值，則認(rèn)為試驗(yàn)合格。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所電流互感器現(xiàn)場局放試驗(yàn)電流互感器現(xiàn)場局放試驗(yàn)電流互感器局部放電試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓由外施電源產(chǎn)生，雜散電容Cs代替耦合電容Ck，其接線如圖1-5-8所示?；ジ衅魅粲需F芯C端子引出，則并接在B處。電容式互感器的末屏端子也并接在B處。處殼最好接B，也可直接接地。試驗(yàn)變壓器一般按需要選用單級變壓器串接（例如單級電壓為60kV的3臺變壓器

16、串接），其內(nèi)部放電量應(yīng)小于規(guī)定的允許水平。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié)局部放電試驗(yàn)的基本回路校準(zhǔn)的注意試驗(yàn)對電源的要求局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所局部放電測量的干擾來源局部放電測量的干擾來源 局部放電測量時的干擾主要有以下幾種形式：a 電源網(wǎng)絡(luò)的干擾；b各類電磁場輻射的干擾;c 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；d 接地系統(tǒng)的干擾；e 金屬物體懸浮電位的放電。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所干擾的抑制干擾的抑制 抑制干擾措施很多。有些干擾，在變電所現(xiàn)場要完全消除往往是不可能的。實(shí)際試驗(yàn)時只要將干擾抑制在某一水平以下，以

17、有效測量試品內(nèi)部的局部放電就可以了。這在很大程度上取決于測試者的分析能力和經(jīng)驗(yàn)。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所抑制干擾措施抑制干擾措施-電源濾波器電源濾波器 在高壓試驗(yàn)變壓器的初級設(shè)置低通濾波器，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)計成能抑制來自相線、中線（220V電源時）兩線路中的干擾。通常設(shè)計成型濾波器，如圖1-5-10給出的雙型濾波網(wǎng)絡(luò)接線圖。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所抑制干擾措施抑制干擾措施-屏蔽式隔離變壓器屏蔽式隔離變壓器試驗(yàn)電源和儀器用電源設(shè)置屏蔽式隔離變壓器，抑制電源供電網(wǎng)絡(luò)中的干擾，因此隔離變壓器應(yīng)設(shè)計成屏蔽式結(jié)構(gòu)，屏蔽

18、式隔離變壓器和低壓電源濾波器同時使用，抑制干擾效果較好。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所利用儀器功能和選擇接線方式抑制干擾利用儀器功能和選擇接線方式抑制干擾 平衡接線法平衡接線法 儀器帶有選通儀器帶有選通（窗口）元件系統(tǒng)（窗口）元件系統(tǒng)局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所抑制干擾措施抑制干擾措施-儀器帶有選通（窗口）元件系統(tǒng)儀器帶有選通（窗口）元件系統(tǒng)對于相位固定、幅值較高的干擾，利用帶有選通元件的儀器，就可十分有效地分隔這種干擾，如圖1-6-16所示。將選通元件與儀器的峰值電壓表（PC表）配合使用，效果較好，即PC表只對選通區(qū)內(nèi)的掃描信號產(chǎn)生響應(yīng)。局部放電測試局部放電測試

19、浙江省電力試驗(yàn)研究所高壓端部電暈放電的抑制措施高壓端部電暈放電的抑制措施高 壓 引 線 及 設(shè) 備 高 壓 端 部 （ 法 蘭 、 金 屬 蓋 帽 等 ） 的 電 暈 放 電 產(chǎn) 生 的 干擾 信 號 會 嚴(yán) 懲 影 響 對 被 試 品 內(nèi) 部 放 電 量 的 準(zhǔn) 確 測 量 和 判 斷 。 為 此 應(yīng) 抑制 或 消 除 電 暈 放 電 產(chǎn) 生 的 干 擾 ， 通 常 采 用 的 方 法 有 ： 采 用 防 暈 高 壓 引 線 或 在 設(shè) 備 高 壓 端 部 加 裝 防 暈 罩 。 由 于 空 氣 的 起始 電 暈 場 強(qiáng) 為30kV /cm（ 峰 值 ） ， 所 以 可 以 認(rèn) 為 場 強(qiáng)

20、在20kV /cm以 下時 ， 即 可 保 證 高 壓 帶 電 部 位 汪 會 出 現(xiàn) 電 暈 放 電 ， 因 此 設(shè) 計 防 暈 高 壓 引線 和 防 暈 罩 時 的 最 大 場 強(qiáng) 可 按E m ax20kV /cm（ 有 效 值 ） 來 考 慮 。 對 防 暈 高 壓 引 線 ， 其 最 大 電 場 強(qiáng) 度 可 按 圓 柱 一 平 板 電 場 計 算 ， 即 rlrrUEln109max 式 中 ：U 圓 柱 與 平 板 之 間 的 電 壓 ，kV ; r 圓 柱 的 半 徑 ，cm； l 圓 柱 與 平 板 之 間 的 距 離 ，cm。 由 此 式 可 見 ， 將 高 壓 引 線 加

21、粗 可 降 低E m ax， 其 具 體 做 法 是 ： 采 用較 粗 的 蛇 皮 管 、 薄 鐵 皮 圓 筒 、 鋁 或 鋁 合 金 筒 。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所接地干擾的抑制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 在整個試驗(yàn)回路選擇一點(diǎn)接地。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié)干擾的來源干擾抑制方法： 電源濾波、隔離 儀器 高壓回路 選擇合適的試驗(yàn)方法局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所局部放電波形的識別局部放電波形的識別 局部放電電氣檢測的基本原理是在一定的電壓下測定試品絕緣結(jié)構(gòu)中局部放電所產(chǎn)生的高頻電流脈沖。在實(shí)際試

22、驗(yàn)時，應(yīng)區(qū)分并剔除由外界干擾引起的高頻脈沖信號，否則，這種假信號將導(dǎo)致檢測靈敏度下降和最小可測水平的增加，甚至造成誤判斷的嚴(yán)重后果。 局部放電試驗(yàn)的干擾是隨機(jī)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。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所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、而有些主電源卻是不變的，觀察和分析這類固有特性的識別干擾的主要依據(jù)。局部放電測試局部放電測試浙江省電力

23、試驗(yàn)研究所掌握試驗(yàn)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（如高黽壓、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(yàn)電壓的零位，也有助于波形識別。但須指出，試驗(yàn)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。目前所采用的檢測儀中，零位批示是根據(jù)高壓電阻分壓器的低壓輸出來定的，電阻分壓器的電壓等級一般最高為50kV。根據(jù)高電位、地電位尖端電暈放電發(fā)生在電位峰值的特性，也可推算到試驗(yàn)電壓的零位，只要人為在高壓端設(shè)置一個尖端電暈放電即可認(rèn)定。高壓端尖端電暈放電的脈沖都疊加于正弦波的負(fù)峰值。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所根據(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(jī)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(kuò)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。局部放電測試局部放電測試浙江省電力試驗(yàn)研究所整個橢圓波形的識別局部放電測試，特別是