智能局部放(fang)電(dian)檢測儀主要技術(shu)指標第1章 局放理論概(gai)述

在(zai)開始我(wo)們的(de)實驗(yan)以(yi)前，我(wo)們首先應該對局(ju)部(bu)放電(dian)有個初(chu)步的(de)了解，為(wei)什(shen)么要測(ce)量(liang)局(ju)部(bu)放電(dian)？局(ju)部(bu)放電(dian)有什(shen)么危害？怎樣準(zhun)確測(ce)量(liang)局(ju)部(bu)放電(dian)？有了上(shang)述理(li)(li)論基礎可以(yi)幫助(zhu)我(wo)們理(li)(li)解測(ce)量(liang)過(guo)程中(zhong)的(de)正(zheng)確操作。

一(yi)、局(ju)部(bu)放電(dian)的定義及產生(sheng)原因

在(zai)電(dian)(dian)場作(zuo)用下，絕緣系統中只有(you)部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)分區域發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)放(fang)(fang)電(dian)(dian)，但尚未擊(ji)(ji)穿，（即(ji)在(zai)施加(jia)電(dian)(dian)壓的(de)(de)導體之間沒有(you)擊(ji)(ji)穿）。這種(zhong)現象稱(cheng)之為(wei)(wei)局(ju)部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)放(fang)(fang)電(dian)(dian)。局(ju)部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)放(fang)(fang)電(dian)(dian)可能發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)導體邊上，也可能發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)絕緣體的(de)(de)表面上和內部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)，發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)表面的(de)(de)稱(cheng)為(wei)(wei)表面局(ju)部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)放(fang)(fang)電(dian)(dian)。發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)內部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)的(de)(de)稱(cheng)為(wei)(wei)內部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)局(ju)部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)放(fang)(fang)電(dian)(dian)。而對于被氣體包圍的(de)(de)導體附近發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)局(ju)部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)放(fang)(fang)電(dian)(dian)，稱(cheng)之為(wei)(wei)電(dian)(dian)暈(yun)。由(you)此 總結一下局(ju)部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)放(fang)(fang)電(dian)(dian)的(de)(de)定義，指部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)分的(de)(de)橋接導體間絕緣的(de)(de)一種(zhong)電(dian)(dian)氣放(fang)(fang)電(dian)(dian)，局(ju)部(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)放(fang)(fang)電(dian)(dian)產生(sheng)(sheng)(sheng)原因主要(yao)有(you)以下幾種(zhong)：

電(dian)場不均勻。

電介質(zhi)不均勻(yun)。

制造過(guo)程(cheng)的(de)(de)氣泡或雜質(zhi)。*經常發生放電的(de)(de)原因是(shi)絕緣(yuan)體內(nei)部或表面存在氣泡；其次是(shi)有(you)些設備(bei)的(de)(de)運行過(guo)程(cheng)中(zhong)會發生熱脹冷縮(suo),不(bu)同(tong)材料特別是導體與介質(zhi)的膨脹系數不(bu)同(tong)，也會逐漸出現(xian)裂(lie)縫；再(zai)有一些是在(zai)運行過(guo)程(cheng)中(zhong)有機高分(fen)子的老化，分(fen)解出各種揮發物，在(zai)高場強(qiang)的作用(yong)下，電荷(he)不(bu)斷地由導體進入介質(zhi)中(zhong)， 在(zai)注入點上就會使介質(zhi)氣(qi)化。

智能局部放電檢(jian)測(ce)儀主要技術指(zhi)標二(er) 、局部(bu)放電的模擬電路及放電過程簡介(jie)

介質內部(bu)含有氣泡，在(zai)交流(liu)電壓下產(chan)生的內部(bu)放電特性(xing)可由圖(tu)1—1的(de)模擬(ni)電路(a b c等值電路)予以表示；其中Cc是模(mo)擬介質(zhi)中(zhong)產生放電(dian)間隙(如(ru)氣泡)的電容；Cb代表與Cc串聯部分介質的合成電容；Ca表示其余(yu)部(bu)分介質的電(dian)容。

I——介質有缺陷(氣泡)的(de)部份(fen)(虛線表(biao)示)

II——介質無缺陷部份

圖1—1  表示(shi)具有內(nei)部放電的模(mo)擬電路(lu)

圖1—1中以并聯(lian)有—對火花間隙的電(dian)容Cc來(lai)模(mo)擬產生局部放電的內部氣(qi)泡。圖1—2表(biao)示了在交流電壓下(xia)局部放電的發生過(guo)程。

U(t)一(yi)一(yi)外(wai)施(shi)交(jiao)流電壓

Uc(t)一一氣泡(pao)不擊(ji)穿時在(zai)氣泡(pao)上的電壓

Uc’(t)一一有局部(bu)放電時(shi)氣(qi)泡上(shang)的實(shi)際電壓

Vc一一氣泡(pao)的擊穿(chuan)電壓

Y r一一氣(qi)泡的(de)殘(can)余電壓   

Us—局部放電起始電壓(ya)(瞬時值)

Ur一一與氣泡殘余電壓v r對應(ying)的(de)外施電壓

Ir一一氣泡中的放電電流

電(dian)極間總電(dian)容Cx=Ca＋(Cb×Cc)/(Cb＋Cc)=Ca電極(ji)間(jian)施加交流電壓 u(t)時，氣泡電(dian)容Cc上對應的(de)電(dian)壓為Uc(t)。如圖2—1所(suo)示，此時的Uc(t)所代表的(de)是(shi)氣(qi)泡理想(xiang)狀態下的(de)電(dian)壓（既氣(qi)泡不發(fa)生擊穿(chuan)）。

Uc(t)=U(t)×Cb/Cc＋Cb

外施(shi)電壓U(t)上升時，氣泡上電壓Uc(t)也(ye)上升(sheng)，當U(t)上升到Us時，氣泡上電壓Uc達到(dao)氣(qi)泡(pao)擊穿電壓(ya),氣泡(pao)擊穿，產生大量的(de)正(zheng)、負離(li)子，在電(dian)(dian)場作用(yong)下各(ge)自遷移到(dao)氣泡(pao)上(shang)下壁，形成(cheng)空間電(dian)(dian)菏，建立反電(dian)(dian)場，削(xue)弱了氣泡(pao)內的(de)總電(dian)(dian)場強度，使放電(dian)(dian)熄滅(mie)，氣泡(pao)又恢復絕緣(yuan)性能。這樣的(de)一(yi)次放電(dian)(dian)持(chi)續時(shi)間是極短暫的(de)，對(dui)一(yi)般的(de)空氣氣泡(pao)來說(shuo)，大約(yue)只有幾(ji)個毫微秒(10的負(fu)8次方(fang)到10的負9次方秒)。所以電壓Uc(t)幾乎瞬間地從Vc降(jiang)到Vr，Vr是殘余電(dian)壓(ya)；而氣(qi)泡上電(dian)壓(ya)Uc‘(t)將隨U(t)的增大而繼續由Vr升高到Vc時(shi)，氣泡再—次擊穿(chuan)，發生又—次局(ju)部放電，但此(ci)時相(xiang)應的(de)外(wai)施電壓比Us小，為(Us-Ur)，這是(shi)因為氣(qi)泡(pao)上有(you)殘余電壓Vr的(de)內電(dian)場作用(yong)的(de)結果。Vr是與氣(qi)泡殘余電壓Yr相(xiang)應的外施電(dian)壓，如此反復上述過(guo)程，即外施電(dian)壓每增(zeng)加(jia)(Us-Ur)，就產生一次局(ju)部放(fang)電．直到(dao)前(qian)—次放電熄滅后，Uc’(t)上升到峰值時共增量不足以(yi)達Vc(相當于外施(shi)電壓的增量Δ比(Us-Ur)小)為(wei)止。

此后(hou)，隨著外施電壓U(t)經(jing)過峰值(zhi)Um后(hou)減小，外施電(dian)壓(ya)在氣泡(pao)(pao)中(zhong)建立反(fan)(fan)方向電(dian)場，由于氣泡(pao)(pao)中(zhong)殘存(cun)的(de)內電(dian)場電(dian)壓(ya)方向與外電(dian)場方向相(xiang)反(fan)(fan)，故(gu)外施電(dian)壓(ya)須經(Us+Ur))的(de)電壓變(bian)化，才能(neng)使氣泡上的(de)電壓達(da)到擊(ji)穿電壓Vc，(假定正、負方(fang)向擊穿(chuan)電壓Vc相等(deng))，產生一次局部(bu)放電(dian)。放電(dian)很快熄(xi)滅，氣泡中電(dian)壓(ya)瞬時(shi)降到(dao)殘余電(dian)壓(ya)Vr(也(ye)假定正、負方(fang)向(xiang)相同(tong))。外施電(dian)壓繼續下(xia)降，當再下(xia)降(Us-Ur)時，氣泡電壓(ya)就又(you)達到Vc從而又產生一次局(ju)部(bu)放(fang)電。如此重復上述過(guo)程，直到(dao)外(wai)施電壓升到(dao)反向蜂值(zhi)一Um的增量Δ不(bu)足以達(da)到(Us-Ur)為止。外施電(dian)壓(ya)經過(guo)一Um峰(feng)值(zhi)后，氣泡(pao)上的外(wai)(wai)電(dian)場方(fang)向又(you)變(bian)為正方(fang)向，與(yu)氣泡(pao)殘余電(dian)壓方(fang)向相反，故外(wai)(wai)施電(dian)壓又(you)須(xu)上升(Us+Ur)產生第—次放電，熄滅后，每經(jing)過Us—Ur的電壓上升就產(chan)生一次(ci)放(fang)電，重(zhong)復前(qian)面(mian)所(suo)介紹的過程。如圖1—2所(suo)示。

由以(yi)上局(ju)部放電(dian)(dian)過(guo)程分析，同(tong)(tong)時(shi)根(gen)據局(ju)部放電(dian)(dian)的特點（同(tong)(tong)種(zhong)試品，同(tong)(tong)樣的環(huan)境下(xia)，電(dian)(dian)壓越高局(ju)部放電(dian)(dian)量越大）可以(yi)知道：一般(ban)情況(kuang)下(xia)，同(tong)(tong)一試品在一、三象(xiang)(xiang)(xiang)限(xian)的局(ju)部放電(dian)(dian)量大于二、四象(xiang)(xiang)(xiang)限(xian)的局(ju)部放電(dian)(dian)量。那是(shi)(shi)因為它們(men)是(shi)(shi)電(dian)(dian)壓的上升沿。（第三象(xiang)(xiang)(xiang)限(xian)是(shi)(shi)電(dian)(dian)壓負的上升沿）。這就是(shi)(shi)我們(men)測量中為什么把時(shi)間窗刻意擺在一、三象(xiang)(xiang)(xiang)限(xian)的原(yuan)因。

智能局部放(fang)電檢測(ce)儀(yi)主(zhu)要技術指標三、局部放電的(de)測量原(yuan)理：

智能局部放電檢測儀主要技術指(zhi)標四、局部放(fang)電的表征參數

局(ju)部放(fang)電是比較復雜(za)的物理現(xian)象，必(bi)須通(tong)過多(duo)種表征參數才能(neng)全方位(wei)的描繪其狀態，同時局(ju)部放(fang)電對絕緣破壞(huai)的機理也(ye)是很(hen)復雜(za)的，也(ye)需(xu)要通(tong)過不同的參數來評(ping)定它對絕緣的損害(hai)，目前我們只關心兩個基本參數。

視(shi)在(zai)放電電荷——在絕(jue)緣(yuan)體(ti)中發生(sheng)局部放電時，絕(jue)緣(yuan)體(ti)上施加電壓的(de)兩端出現的(de)脈動電荷稱(cheng)之為視在放電電荷，單位用皮庫（pc）表示，通常以(yi)穩定出(chu)現的(de)*大(da)視在(zai)放電電荷作為該試品的(de)放電量。

放(fang)電(dian)重復率——在測量時間內每秒中(zhong)出(chu)現的放電(dian)次(ci)數的平均值(zhi)稱為(wei)放電(dian)重復(fu)率，單位為(wei)次(ci)/秒(miao)，放(fang)電重復率越高，對絕(jue)緣的損(sun)害(hai)越大。

智能局(ju)部(bu)放(fang)電檢測(ce)儀主(zhu)要(yao)技術(shu)指標第2章  局放測(ce)試的試驗(yan)系統(tong)接線(xian)。

在了解了局部放電的(de)基(ji)本理論(lun)之后(hou)，在本章我(wo)(wo)們的(de)重點轉向(xiang)實(shi)際操作，我(wo)(wo)們先介紹(shao)(shao)局部放電測試(shi)(shi)中常用的(de)三種接(jie)法，隨后(hou)我(wo)(wo)們再(zai)介紹(shao)(shao)整(zheng)個系統的(de)接(jie)線電路，*后(hou)我(wo)(wo)們再(zai)分別(bie)介紹(shao)(shao)幾種典型的(de)試(shi)(shi)品的(de)試(shi)(shi)驗線路。

一、局放電測(ce)試電路的三(san)種(zhong)基本接(jie)法及優缺點(dian)。

（1）   標準試(shi)驗電路，又稱并(bing)聯法。適合于必須接(jie)地(di)的試(shi)品。其缺點是高壓引線對地雜散(san)電容(rong)并聯在 CX上，會降低測(ce)試靈敏度。

（2）接法(fa)的串(chuan)聯法(fa)，其要求試品低壓端對地浮置。其(qi)優(you)點是變(bian)壓器入(ru)口(kou)電容、高壓線對地(di)雜(za)散電容與(yu)耦合電容CK并聯，有利(li)于提高試驗靈敏(min)度。缺點是試樣損(sun)壞時會損(sun)壞輸入(ru)單元。

（3）平(ping)衡法試(shi)驗電(dian)(dian)路(lu)：要求兩個(ge)試(shi)品相(xiang)接(jie)近，至少電(dian)(dian)容(rong)量為(wei)同一(yi)數量級其優點是外干擾強烈的(de)情況下(xia)，可取得較(jiao)好抑制干擾的(de)效果，并可消除(chu)變壓器(qi)雜散(san)電(dian)(dian)容(rong)的(de)影響，而且(qie)可做大電(dian)(dian)容(rong)試(shi)驗。缺點是須要兩個(ge)相(xiang)似(si)的(de)試(shi)品，且(qie)當產生放電(dian)(dian)時，需設(she)法判別是哪(na)個(ge)試(shi)品放電(dian)(dian)。

值得提出的是：由于現(xian)場(chang)試驗條(tiao)件的限制（找(zhao)到(dao)兩個相似的試品且要保(bao)證一個試品無放(fang)電不(bu)太容易(yi)），所(suo)以在現(xian)場(chang)平衡法比較(jiao)難實現(xian)，另(ling)外，由于(yu)采(cai)(cai)用串聯法(fa)(fa)時(shi)，如果(guo)試(shi)品(pin)擊穿，將會對設備造(zao)成比較大的(de)(de)損害，所(suo)以(yi)出于(yu)對設備保護的(de)(de)想法(fa)(fa)，在現(xian)場(chang)試(shi)驗時(shi)一般采(cai)(cai)用并聯法(fa)(fa)。

二、采(cai)用并聯法的整個系統的接線原理圖。

該(gai)系統(tong)(tong)采用(yong)脈沖電(dian)(dian)(dian)(dian)流法檢(jian)(jian)測(ce)高(gao)壓試(shi)品的(de)局部放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)量，由控(kong)制臺控(kong)制調壓器(qi)和(he)(he)變壓器(qi)在(zai)試(shi)品的(de)高(gao)壓端產(chan)生測(ce)試(shi)局放(fang)(fang)所(suo)需的(de)預加電(dian)(dian)(dian)(dian)壓和(he)(he)測(ce)試(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓，通過無局放(fang)(fang)藕合電(dian)(dian)(dian)(dian)容器(qi)和(he)(he)檢(jian)(jian)測(ce)阻(zu)(zu)抗將局部放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)信號取出(chu)并(bing)送至局部放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)檢(jian)(jian)測(ce)儀顯示并(bing)判斷和(he)(he)測(ce)量。系統(tong)(tong)中的(de)高(gao)壓電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)為了(le)防止在(zai)測(ce)試(shi)過程中試(shi)品擊穿(chuan)而(er)損壞其他設備，兩個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)是(shi)將電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的(de)干(gan)擾(rao)和(he)(he)整(zheng)個(ge)測(ce)試(shi)系統(tong)(tong)分開，降低整(zheng)個(ge)測(ce)試(shi)系統(tong)(tong)的(de)背景干(gan)擾(rao)。

根(gen)據上(shang)述原理圖可以(yi)看出，局部放電(dian)測(ce)試(shi)的(de)(de)靈(ling)敏度(du)和(he)(he)準(zhun)確度(du)和(he)(he)整(zheng)個系統(tong)(tong)密切相關，要想順利(li)和(he)(he)準(zhun)確的(de)(de)進行局部放電(dian)測(ce)試(shi)，就必(bi)須(xu)將整(zheng)個系統(tong)(tong)考濾周到(dao)，包括系統(tong)(tong)的(de)(de)參數選(xuan)取和(he)(he)連接方式。另外(wai)，在現場(chang)試(shi)驗(yan)時，由于是驗(yan)證性試(shi)驗(yan)，高壓限流電(dian)阻可以(yi)省掉。

三、幾(ji)種(zhong)典型試品(pin)的(de)接線原理圖。

（1）電流互感器的局放測試接線原(yuan)理(li)圖

（2）電壓互感(gan)器的(de)局放(fang)測試接線原(yuan)理(li)圖

A．工頻(pin)加壓方式(shi)接線原理圖

為了(le)防止電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)互(hu)感器在工頻電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)下(xia)產生大的勵磁電(dian)(dian)(dian)(dian)流而損(sun)壞，高壓(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)互(hu)感器一(yi)般采取自激勵的加壓(ya)(ya)方式(shi)。在電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)互(hu)感器的低壓(ya)(ya)側加一(yi)倍(bei)頻電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)，在電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)互(hu)感器的高壓(ya)(ya)端感應出高壓(ya)(ya)來進(jin)行局(ju)部(bu)放電(dian)(dian)(dian)(dian)實驗(yan)(yan)。這就是通常所說的三倍(bei)頻實驗(yan)(yan)。其接線原理(li)圖如下(xia)：

(3)高壓電(dian)容器(qi).絕緣子(zi)的局放測試(shi)接(jie)線原(yuan)理(li)圖

(4) 發電機的(de)局放測試(shi)接線原理圖

（5）變壓(ya)器(qi)的局部(bu)放電測試(shi)接線原理圖

我們(men)僅(jin)僅(jin)是(shi)在(zai)(zai)原理性(xing)的(de)總(zong)結(jie)了幾(ji)種典型試品的(de)接線原理圖，至于各種試品的(de)加壓方式和加壓值的(de)多少(shao)，我們(men)在(zai)(zai)做試驗(yan)的(de)時(shi)侯(hou)要嚴格(ge)遵守(shou)每種試品的(de)出廠(chang)檢驗(yan)標(biao)準或交接檢驗(yan)標(biao)準。

主要技術指標(biao)
l、檢測度品的電(dian)容范圍：6PF一250uF
2、檢測靈敏度《0.02pc(電(dian)容50pf)
3．橢圓掃描(miao)時基(ji)：50HZ及任(ren)意頻率(和試驗電源(yuan)直(zhi)接同步(bu))
4、橢圓旋轉(zhuan)以30°為(wei)一(yi)檔，可作360°旋轉
5、放大器：3db低端頻率fL：lOKHZ、20KHZ、40KHZ、任選；：80KHZ、200KHZ、300KHZ任選(xuan)。增益調節范圍(wei)>120db。檔間(jian)增益差20±ldb，正負脈沖響(xiang)應不對稱性(xing)<ldB
6、時(shi)間窗：窗寬(kuan)15°一175°，窗位置可旋轉0°一(yi)180°
7、試驗電(dian)壓表：誤差(cha)<±2%
9、體積：320x480x190(mm)
10、重量：約12Kg