智能局放儀特點第1章 局放理論概述

在開始(shi)我們的實(shi)驗以前，我們首先應(ying)該對局(ju)部放(fang)(fang)電(dian)有(you)個初步(bu)的了(le)解(jie)，為什(shen)么要測(ce)量(liang)局(ju)部放(fang)(fang)電(dian)？局(ju)部放(fang)(fang)電(dian)有(you)什(shen)么危害？怎樣(yang)準(zhun)確(que)測(ce)量(liang)局(ju)部放(fang)(fang)電(dian)？有(you)了(le)上述(shu)理(li)論基礎(chu)可以幫助我們理(li)解(jie)測(ce)量(liang)過程(cheng)中的正確(que)操作。

一(yi)、局部放電的定義及(ji)產生原因

在(zai)(zai)(zai)電(dian)場作用下，絕(jue)(jue)緣系(xi)統中只有部(bu)(bu)(bu)分(fen)區域發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)放(fang)(fang)電(dian)，但(dan)尚(shang)未(wei)擊穿(chuan)，（即在(zai)(zai)(zai)施加電(dian)壓的(de)(de)導(dao)(dao)體(ti)(ti)之(zhi)間沒有擊穿(chuan)）。這種(zhong)現象(xiang)稱(cheng)之(zhi)為局(ju)(ju)部(bu)(bu)(bu)放(fang)(fang)電(dian)。局(ju)(ju)部(bu)(bu)(bu)放(fang)(fang)電(dian)可能發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)導(dao)(dao)體(ti)(ti)邊(bian)上，也可能發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)絕(jue)(jue)緣體(ti)(ti)的(de)(de)表(biao)面上和(he)內(nei)部(bu)(bu)(bu)，發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)表(biao)面的(de)(de)稱(cheng)為表(biao)面局(ju)(ju)部(bu)(bu)(bu)放(fang)(fang)電(dian)。發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)內(nei)部(bu)(bu)(bu)的(de)(de)稱(cheng)為內(nei)部(bu)(bu)(bu)局(ju)(ju)部(bu)(bu)(bu)放(fang)(fang)電(dian)。而對于被氣(qi)體(ti)(ti)包(bao)圍的(de)(de)導(dao)(dao)體(ti)(ti)附近發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)的(de)(de)局(ju)(ju)部(bu)(bu)(bu)放(fang)(fang)電(dian)，稱(cheng)之(zhi)為電(dian)暈。由此 總結一(yi)下局(ju)(ju)部(bu)(bu)(bu)放(fang)(fang)電(dian)的(de)(de)定(ding)義(yi)，指部(bu)(bu)(bu)分(fen)的(de)(de)橋接(jie)導(dao)(dao)體(ti)(ti)間絕(jue)(jue)緣的(de)(de)一(yi)種(zhong)電(dian)氣(qi)放(fang)(fang)電(dian)，局(ju)(ju)部(bu)(bu)(bu)放(fang)(fang)電(dian)產生(sheng)(sheng)原因主(zhu)要(yao)有以下幾種(zhong)：

電場不均勻。

電介質不均勻。

制(zhi)造(zao)過程的(de)(de)氣泡(pao)(pao)或雜質。*經常發生放電的(de)(de)原因是絕緣體內部或表面存在氣泡(pao)(pao)；其(qi)次是有些設(she)備的(de)(de)運行過程中會發生熱脹冷縮,不(bu)(bu)同材料特別是導體與介質(zhi)的(de)膨脹系數不(bu)(bu)同，也會逐(zhu)漸(jian)出現裂縫；再有(you)一些是在(zai)運行(xing)過程中有(you)機高分子的(de)老(lao)化，分解出各種揮發物，在(zai)高場強的(de)作(zuo)用下，電(dian)荷不(bu)(bu)斷地由導體進入(ru)介質(zhi)中， 在(zai)注入(ru)點上(shang)就會使介質(zhi)氣化。

智(zhi)能局放儀特(te)點二 、局部放電的模(mo)擬電路及放電過(guo)程(cheng)簡介

介質(zhi)內部含有氣泡，在交流電壓下(xia)產生的內部放電特(te)性可由圖1—1的模(mo)擬電路(a b c等值電路(lu))予以表示；其中Cc是模擬介質(zhi)中產生放電間隙(如(ru)氣泡)的電(dian)容；Cb代表與(yu)Cc串聯部分介質(zhi)的合成電容(rong)；Ca表示其余部分介(jie)質的(de)電容。

I——介質有(you)缺(que)陷(氣泡)的部(bu)份(虛線(xian)表(biao)示)

II——介(jie)質無(wu)缺陷部份

圖1—1  表(biao)示(shi)具有內部放電的模擬電路(lu)

圖1—1中以并聯有—對火(huo)花間隙的電容Cc來模擬產生局部放電的(de)內(nei)部氣泡。圖1—2表示了在交(jiao)流電(dian)壓下局部放電(dian)的發(fa)生過程(cheng)。

U(t)一一外施交流電壓

Uc(t)一(yi)(yi)一(yi)(yi)氣泡不擊穿時在氣泡上的電壓(ya)

Uc’(t)一一有局部放電時(shi)氣泡上(shang)的實際電壓

Vc一一氣泡(pao)的擊(ji)穿電壓

Y r一(yi)一(yi)氣泡(pao)的(de)殘(can)余電壓(ya)   

Us—局部放電起(qi)始(shi)電壓(瞬時(shi)值)

Ur一一與氣泡殘余電(dian)壓(ya)v r對(dui)應的外施電壓

Ir一(yi)一(yi)氣泡中的放電(dian)電(dian)流

電極間總電容Cx=Ca＋(Cb×Cc)/(Cb＋Cc)=Ca電極間施加交流電壓 u(t)時，氣泡電容Cc上對(dui)應的(de)電壓(ya)為Uc(t)。如圖(tu)2—1所示，此時的Uc(t)所代(dai)表的是氣泡理想(xiang)狀態下(xia)的電壓（既(ji)氣泡不發生擊(ji)穿）。

Uc(t)=U(t)×Cb/Cc＋Cb

外施(shi)電壓U(t)上升(sheng)時，氣(qi)泡上電壓Uc(t)也(ye)上升(sheng)，當U(t)上升到Us時，氣泡上電壓Uc達到氣泡擊穿(chuan)電壓,氣泡(pao)擊穿(chuan)，產生大量(liang)的(de)正、負離子，在電(dian)場作用下(xia)各自遷(qian)移到氣泡(pao)上下(xia)壁(bi)，形成(cheng)空間電(dian)菏，建立反電(dian)場，削弱了氣泡(pao)內的(de)總電(dian)場強度，使放電(dian)熄(xi)滅，氣泡(pao)又(you)恢復絕緣性能。這樣的(de)一(yi)次放電(dian)持續時(shi)間是極短(duan)暫的(de)，對一(yi)般(ban)的(de)空氣氣泡(pao)來說，大約只有(you)幾個毫微秒(10的負8次方到10的負9次方秒)。所以(yi)電壓Uc(t)幾乎(hu)瞬間地從Vc降(jiang)到(dao)Vr，Vr是殘余電壓；而氣泡上電壓Uc‘(t)將隨U(t)的增(zeng)大而繼續由(you)Vr升(sheng)高(gao)到(dao)Vc時，氣泡再—次(ci)擊穿，發生又(you)—次局(ju)部(bu)放電，但此時相(xiang)應的外施電壓比Us小，為(Us-Ur)，這是因為氣(qi)泡(pao)上有殘(can)余電壓Vr的內(nei)電(dian)場作用的結(jie)果。Vr是(shi)與氣泡殘余電壓Yr相(xiang)應的外(wai)施電壓，如此反復上述(shu)過程，即(ji)外(wai)施電壓每增加(Us-Ur)，就(jiu)產生一次局(ju)部放(fang)電(dian)．直到前(qian)—次放(fang)電熄滅后，Uc’(t)上升到峰值時共增量不足以達Vc(相當于(yu)外施電(dian)壓的增量Δ比(bi)(Us-Ur)小)為止(zhi)。

此后(hou)，隨(sui)著外施電壓U(t)經(jing)過峰(feng)值Um后減(jian)小，外(wai)施(shi)電壓(ya)在氣泡中建立反方(fang)向電場(chang)，由于氣泡中殘存的(de)內(nei)電場(chang)電壓(ya)方(fang)向與外(wai)電場(chang)方(fang)向相(xiang)反，故外(wai)施(shi)電壓(ya)須經(jing)(Us+Ur))的(de)電壓(ya)變化，才(cai)能(neng)使氣泡上的(de)電壓(ya)達到擊穿電壓(ya)Vc，(假定正、負方向擊(ji)穿電(dian)壓Vc相等)，產生一次局部放電(dian)(dian)。放電(dian)(dian)很快熄滅，氣泡中電(dian)(dian)壓瞬時降(jiang)到殘余電(dian)(dian)壓Vr(也假定正、負方向相同)。外(wai)施電(dian)壓繼(ji)續下降，當再(zai)下降(Us-Ur)時，氣泡電壓就又(you)達到Vc從而又(you)產生(sheng)一次局(ju)部(bu)放電。如(ru)此重復上(shang)述過程(cheng)，直到(dao)(dao)外施電壓升到(dao)(dao)反(fan)向蜂值一Um的增量Δ不(bu)足以達到(dao)(Us-Ur)為(wei)止。外施(shi)電壓(ya)經過一Um峰值后(hou)，氣泡上的(de)外(wai)電(dian)場方(fang)向又(you)變為正方(fang)向，與氣泡殘余(yu)電(dian)壓(ya)方(fang)向相反，故外(wai)施電(dian)壓(ya)又(you)須上升(Us+Ur)產(chan)生(sheng)第—次放電，熄(xi)滅后(hou)，每經(jing)過Us—Ur的(de)電(dian)壓上(shang)升就產生一次放電(dian)，重復前面所介紹的(de)過程。如圖1—2所示。

由以上(shang)局部(bu)(bu)放(fang)電(dian)過程(cheng)分析(xi)，同(tong)(tong)時根據(ju)局部(bu)(bu)放(fang)電(dian)的(de)特點（同(tong)(tong)種試(shi)品，同(tong)(tong)樣的(de)環境下，電(dian)壓(ya)越高局部(bu)(bu)放(fang)電(dian)量(liang)越大）可以知(zhi)道：一(yi)般(ban)情況下，同(tong)(tong)一(yi)試(shi)品在一(yi)、三象限(xian)的(de)局部(bu)(bu)放(fang)電(dian)量(liang)大于二(er)、四(si)象限(xian)的(de)局部(bu)(bu)放(fang)電(dian)量(liang)。那是(shi)(shi)因為它們是(shi)(shi)電(dian)壓(ya)的(de)上(shang)升沿。（第(di)三象限(xian)是(shi)(shi)電(dian)壓(ya)負的(de)上(shang)升沿）。這就(jiu)是(shi)(shi)我們測量(liang)中(zhong)為什么(me)把時間窗(chuang)刻意(yi)擺(bai)在一(yi)、三象限(xian)的(de)原(yuan)因。

智能局(ju)放儀(yi)特點(dian)三、局部(bu)放電的測量原理：

智能局放儀特點(dian)四(si)、局部放電的表征(zheng)參數

局(ju)部放(fang)電是(shi)比較(jiao)復雜的物(wu)理現(xian)象，必(bi)須(xu)通過(guo)多種表征參(can)(can)數(shu)(shu)才能全方位的描繪其狀態，同時局(ju)部放(fang)電對絕(jue)(jue)緣(yuan)破(po)壞的機理也是(shi)很(hen)復雜的，也需要通過(guo)不同的參(can)(can)數(shu)(shu)來(lai)評定它對絕(jue)(jue)緣(yuan)的損害，目(mu)前我們(men)只關(guan)心兩(liang)個基本參(can)(can)數(shu)(shu)。

視在放電電荷——在絕(jue)(jue)緣(yuan)體中發(fa)生局部放(fang)電(dian)(dian)時(shi)，絕(jue)(jue)緣(yuan)體上施(shi)加電(dian)(dian)壓的兩端出現的脈動(dong)電(dian)(dian)荷稱之(zhi)為(wei)視在放(fang)電(dian)(dian)電(dian)(dian)荷，單位用皮(pi)庫（pc）表示，通常(chang)以穩定出現的(de)*大視在(zai)放(fang)電(dian)(dian)電(dian)(dian)荷(he)作為該(gai)試品的(de)放(fang)電(dian)(dian)量。

放電重(zhong)復率——在測量時間內(nei)每(mei)秒中出現的(de)放電次(ci)數的(de)平均值稱為放電重(zhong)復率，單(dan)位為次(ci)/秒，放(fang)電重復率越高，對絕緣的損害越大(da)。

智能局放儀特點第(di)2章  局放測試的試驗系統接線。

在了解了局部(bu)放電的(de)(de)基本(ben)理論之后，在本(ben)章我(wo)們(men)的(de)(de)重點轉向實際操作，我(wo)們(men)先(xian)介紹局部(bu)放電測試(shi)中(zhong)常(chang)用(yong)的(de)(de)三種接法，隨后我(wo)們(men)再介紹整(zheng)個(ge)系統的(de)(de)接線(xian)電路(lu)，*后我(wo)們(men)再分別介紹幾種典型的(de)(de)試(shi)品(pin)的(de)(de)試(shi)驗(yan)線(xian)路(lu)。

一、局放電(dian)測試電(dian)路的三(san)種基(ji)本(ben)接法及優缺點(dian)。

（1）   標準試(shi)驗電路，又稱并聯法。適(shi)合(he)于必須(xu)接地的試(shi)品。其缺(que)點是(shi)高壓引線對(dui)地雜散電容(rong)并(bing)聯在 CX上，會(hui)降低測試靈敏度。

（2）接法的(de)串聯(lian)法，其要(yao)求試(shi)品低壓端對(dui)地浮(fu)置。其優點(dian)是變壓器入口(kou)電容(rong)、高壓線對地雜散電容(rong)與(yu)耦(ou)合電容(rong)CK并聯，有利于提(ti)高試驗靈敏(min)度。缺(que)點(dian)是試樣損(sun)壞(huai)時(shi)會損(sun)壞(huai)輸入單元。

（3）平(ping)衡法(fa)試驗電路：要(yao)求(qiu)兩個試品(pin)相接近，至(zhi)少(shao)電容(rong)量為同一數量級其優點是(shi)外(wai)干(gan)擾強烈的(de)(de)情況下(xia)，可(ke)取得較好抑制干(gan)擾的(de)(de)效果，并可(ke)消除(chu)變壓器雜(za)散(san)電容(rong)的(de)(de)影響，而且(qie)可(ke)做大電容(rong)試驗。缺(que)點是(shi)須要(yao)兩個相似的(de)(de)試品(pin)，且(qie)當(dang)產生放電時，需設法(fa)判(pan)別是(shi)哪個試品(pin)放電。

值得提出(chu)的是(shi)：由于現(xian)(xian)場試驗條件的限制（找到兩個(ge)相似的試品(pin)且要保證一個(ge)試品(pin)無放(fang)電不太容易），所(suo)以(yi)在現(xian)(xian)場平(ping)衡法比較難實現(xian)(xian)，另外，由于采用串(chuan)聯法(fa)時(shi)，如果試品擊穿，將會對設備(bei)造成比較大的損害，所以出于對設備(bei)保護的想法(fa)，在(zai)現場試驗時(shi)一(yi)般采用并聯法(fa)。

二、采(cai)用并聯法的整個系(xi)統的接線原理圖。

該(gai)系(xi)統(tong)(tong)采用(yong)脈沖(chong)電(dian)流法(fa)檢(jian)測(ce)(ce)高壓試品的(de)(de)(de)局部放電(dian)量(liang)(liang)，由控(kong)制臺控(kong)制調壓器和(he)(he)變(bian)壓器在(zai)試品的(de)(de)(de)高壓端產生測(ce)(ce)試局放所需的(de)(de)(de)預加(jia)電(dian)壓和(he)(he)測(ce)(ce)試電(dian)壓，通(tong)過無(wu)局放藕合電(dian)容(rong)器和(he)(he)檢(jian)測(ce)(ce)阻抗將(jiang)局部放電(dian)信(xin)號取出并(bing)送至局部放電(dian)檢(jian)測(ce)(ce)儀顯示并(bing)判斷(duan)和(he)(he)測(ce)(ce)量(liang)(liang)。系(xi)統(tong)(tong)中的(de)(de)(de)高壓電(dian)阻為了防止(zhi)在(zai)測(ce)(ce)試過程(cheng)中試品擊穿(chuan)而損壞其他設備，兩個電(dian)源濾波器是將(jiang)電(dian)源的(de)(de)(de)干擾和(he)(he)整個測(ce)(ce)試系(xi)統(tong)(tong)分(fen)開，降低整個測(ce)(ce)試系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)背景干擾。

根據上述原(yuan)理(li)圖(tu)可(ke)以(yi)看出，局部放電測試的靈(ling)敏度(du)和(he)(he)準確度(du)和(he)(he)整個(ge)系統(tong)密切相關(guan)，要(yao)想順利和(he)(he)準確的進(jin)行(xing)局部放電測試，就必(bi)須將整個(ge)系統(tong)考濾周(zhou)到，包括系統(tong)的參數選取(qu)和(he)(he)連接(jie)方式。另(ling)外(wai)，在現場試驗時，由于是驗證性試驗，高(gao)壓(ya)限流(liu)電阻可(ke)以(yi)省掉。

三、幾種典(dian)型試品的接線原(yuan)理圖。

（1）電(dian)流互感器的局放測試接(jie)線原理圖(tu)

（2）電(dian)壓互感器(qi)的局放(fang)測試接線(xian)原理圖

A．工頻(pin)加壓(ya)方式接線原理圖

為了(le)防(fang)止電(dian)(dian)壓互(hu)(hu)感(gan)器(qi)(qi)在(zai)工(gong)頻(pin)電(dian)(dian)壓下產生大的(de)勵磁電(dian)(dian)流(liu)而損壞，高壓電(dian)(dian)壓互(hu)(hu)感(gan)器(qi)(qi)一(yi)般(ban)采取(qu)自(zi)激(ji)勵的(de)加壓方式。在(zai)電(dian)(dian)壓互(hu)(hu)感(gan)器(qi)(qi)的(de)低壓側加一(yi)倍頻(pin)電(dian)(dian)源(yuan)，在(zai)電(dian)(dian)壓互(hu)(hu)感(gan)器(qi)(qi)的(de)高壓端感(gan)應出高壓來進行局部放電(dian)(dian)實驗。這就(jiu)是通常(chang)所(suo)說的(de)三(san)倍頻(pin)實驗。其接線原理圖如下：

(3)高壓(ya)電容器.絕緣子的(de)局(ju)放(fang)測試(shi)接線原(yuan)理圖

(4) 發電機的局放測(ce)試接線原理(li)圖

（5）變壓器的(de)局部放電測(ce)試接線原理圖

我們僅僅是(shi)在(zai)原理(li)性(xing)的總結了幾(ji)種(zhong)典(dian)型(xing)試品(pin)的接線(xian)原理(li)圖，至于各種(zhong)試品(pin)的加壓方(fang)式和加壓值的多少，我們在(zai)做(zuo)試驗(yan)的時(shi)侯要(yao)嚴格遵守每種(zhong)試品(pin)的出廠檢(jian)驗(yan)標(biao)準(zhun)或(huo)交接檢(jian)驗(yan)標(biao)準(zhun)。

特點
1．彩(cai)色顯示器，雙色顯示波形，更(geng)清晰直觀(guan)；
2．可鎖定波(bo)形，更方便仔細(xi)查(cha)看放(fang)電波(bo)形細(xi)節(jie);
3．自動測量并顯示試驗(yan)電(dian)源時(shi)基(ji)頻率，無需手動切(qie)換;
4．配(pei)備(bei)VGA接口，可外(wai)接大尺寸顯(xian)示器；
5．與示波管相(xiang)比壽命(ming)更長。