局部放電檢測(cè)讀數(shù)(dB)與放電量(pC)關(guān)系分析

局部放電檢測(cè)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(cè)原理由于在固體絕緣材料內(nèi)部，因制造等因素會(huì)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(dāng)充電到一定程度時(shí)，他們就放電，同時(shí)產(chǎn)生各種物理、化學(xué)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(dǎo)致空隙導(dǎo)通，將增加作用在相鄰空隙的電氣壓力，重復(fù)上述過(guò)程，最后導(dǎo)致絕緣擊穿。通過(guò)放電產(chǎn)生的電磁波脈沖大部分通過(guò)周圍的金屬制品傳輸出去，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)暫態(tài)電壓，這些電壓脈沖即為暫態(tài)對(duì)地電壓(TEV)。經(jīng)研究這種TEV信號(hào)直接與同一型號(hào)、在同一位置測(cè)量的設(shè)備的絕緣體的絕緣狀況成正比。根據(jù)這一原理，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的絕緣狀況的檢測(cè)。利用金屬封閉成套開關(guān)設(shè)備在線運(yùn)行可靠狀況監(jiān)測(cè)設(shè)備在我局各變電站對(duì)配電盤、開關(guān)柜、電纜分支箱等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。中低壓電氣設(shè)備的對(duì)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(dòng)，則導(dǎo)電系統(tǒng)對(duì)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(kù)侖。放電持續(xù)時(shí)間一般只有幾個(gè)納秒。因?yàn)殡娏康扔陔娏鞒艘詴r(shí)間，一次放電1000pC，持續(xù)10納秒，就產(chǎn)生100mA的電流。對(duì)于持續(xù)時(shí)間那么短的放電脈沖，被測(cè)設(shè)備就不能看作是個(gè)整體，而應(yīng)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(dāng)發(fā)生局部放電時(shí)，電磁波從放電點(diǎn)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(zhǎng)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(duì)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?，最終從開口、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(cè)器就可檢測(cè)到放電脈沖。2、TEV讀數(shù)（dB）與（mV）之間的關(guān)系當(dāng)需要表示系統(tǒng)中的一個(gè)功率（或電壓）時(shí)，往往會(huì)遇到量值相差非常懸殊(甚至達(dá)千百萬(wàn)倍的信號(hào))，可利用電平來(lái)表示。在電子學(xué)中，分貝是表示傳輸增益或傳輸損耗以及相對(duì)功率比等的標(biāo)準(zhǔn)單位，其代號(hào)為dB（英文decibel的縮寫）。其形式上表示倍數(shù)，實(shí)質(zhì)上既能表示經(jīng)作常用對(duì)數(shù)壓縮處理后的倍數(shù)，又能表示約定基準(zhǔn)值的參數(shù)值。采用的根本原因在于對(duì)數(shù)運(yùn)算能夠壓縮數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和簡(jiǎn)化運(yùn)算，特別適合表達(dá)指數(shù)變化規(guī)律。TEV的讀數(shù)dB，實(shí)際上是dBmV的縮寫，表示的是電壓的單位。暫態(tài)對(duì)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(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)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(cè)是根據(jù)IEC60270來(lái)測(cè)量高壓電氣設(shè)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(shí)端電壓變化量相同，此時(shí)注入的電荷量即稱為局部放電的視在放電量，放電的強(qiáng)度以單位pC表達(dá)。在這些裝置的測(cè)量頻率范圍內(nèi)（通常為10－300KHz），高壓電氣設(shè)備的各部分除了長(zhǎng)導(dǎo)線之外，看作一個(gè)電容器。TEV法的測(cè)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(shè)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(shí)間曲線下方的面積成正比。TEV傳感器檢測(cè)的是一個(gè)短暫的電壓峰值，而不是電壓/時(shí)間曲線下方的面積，因此，TEV法并不是直接的檢測(cè)放電。此外，TEV法也只是檢測(cè)金屬鎧裝外表面的波型峰值，且只是檢測(cè)從內(nèi)部傳到外表面的一小部分。當(dāng)這個(gè)脈沖信號(hào)在金屬鎧裝設(shè)備的外表面?zhèn)鞑U(kuò)散時(shí)，峰值信號(hào)會(huì)隨著電壓/時(shí)間曲線下方的面積的變化而減小。因此，當(dāng)檢測(cè)位置離放電源越來(lái)越遠(yuǎn)時(shí)，放電幅值會(huì)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(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，包括以前傳統(tǒng)的局部放電檢測(cè)法和最新的TEV檢測(cè)法，來(lái)定義dB與pC之間的關(guān)系，見(jiàn)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量值（pC）0224539910708151260202240253990307080351260040224004539990507080055126000602240004、局部放電程度采用電壓（dB）與電量（pC）計(jì)量的說(shuō)明電壓：?jiǎn)挝籨B或mV，傳感器接收到的電壓信號(hào)。我司的局部放電在線檢測(cè)儀采用在線的方式獲得電壓信號(hào)幅值，在不停電的情況下分析和判斷電力設(shè)備局部放電的嚴(yán)重程度。電量：?jiǎn)挝籶C，國(guó)家已有規(guī)程以此作為判斷局部放電的嚴(yán)重程度。局部放電量q是標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程對(duì)局部放電的描述參數(shù)。人們通常習(xí)慣于根據(jù)這一參數(shù)來(lái)判斷局部放電的嚴(yán)重程度。在局部放電在線檢測(cè)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(zhǔn)并做一系列的局部放電實(shí)驗(yàn)才能獲得，所以僅限于應(yīng)用在電力設(shè)備局部放電的離線檢測(cè)。目前國(guó)內(nèi)有些廠家使用校準(zhǔn)器模擬局部放電，然后使用局放儀采集。計(jì)算得到放電量pC與傳感器接收到的電壓信號(hào)dB或mV比值。然后比對(duì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)檢測(cè)得到mV值來(lái)估計(jì)視在放電量。但這樣也存在如下現(xiàn)實(shí)問(wèn)題：不能完全體現(xiàn)真實(shí)放電量：離檢測(cè)點(diǎn)不同距離的局部放電脈沖信號(hào)，即使具有相同放電量局部放電脈沖信號(hào)，受傳播損耗等影響，也會(huì)得到不同的視在放電量結(jié)果。各廠家的校準(zhǔn)器設(shè)備制作有較大差別，測(cè)量結(jié)果不具備統(tǒng)一性。通常這些廠家會(huì)將得mV/pC比值通過(guò)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(hào)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(shí)際可能相差幾倍甚至幾十倍。應(yīng)用中受到局限，由于檢測(cè)視在放電量需要停電校準(zhǔn)，所以僅限應(yīng)用在電力設(shè)備局部放電的離線檢測(cè)。標(biāo)準(zhǔn)中定義的局部放電視在量在現(xiàn)實(shí)中具有較大的局限性，特別是在局部放電在線檢測(cè)方面根本無(wú)法