局部放电高试培训PPT学习教案

1、会计学1 局部放电高试培训局部放电高试培训 第1页/共49页 第2页/共49页 第3页/共49页 第4页/共49页 第5页/共49页 放量重复率N在测量时间内，平均每秒钟出现的放电次数称为 放电重复率，单位为次/s。实际测量中，受测试系统灵敏度和 分辨能力的限制，测得的脉冲必须大于最小可测放电量的脉 冲，而且两次脉冲相隔要大于可分辨的最小时间间隔。 第6页/共49页 放电能量 W ：气隙中每一次放电所消耗的能 量称为放电能量，单位为J. 放电量的大小不但与视在放电量有关， 而且还与放电起始电压有关。 第7页/共49页 平均放电电流：设在测量时间间隔 T 内出现 m 次放电，各次放电的视在放电电

2、荷为 q1、 q2qm，则平均电流为 T I 1 i m i q 1 平均电流的单位为 A。这一参数综合反映了 放电量及放电次数。 第8页/共49页 放电功率P ： 设在测量时间间职责T人，出现m 次放电，各次放电的视在放电电荷为 q1、 q2，qm，每次放电时对应的外加电压的瞬时 值为 u1、u2，um，即出现q1放电时，对应 的电压瞬时值为u1，则放电功率为 T P 1 ii m i qu 1 放电功率的单位为 W。这一参数包含有放电量、 放电次数以及放电时的外加电压等信息。 第9页/共49页 起始放电电压 ui ：当外加电压从不出现局部放电 的电压值开始逐渐升高，直到在测试装置上能观 察

3、到局部放电时的最低电压值，即为起始放电电 压，并以有效值来表示，单位是 V。为了克服测 试系统灵敏度不同而造成测试结果不可对比的不 足，各类产品都规定了一个最小的放电量水平， 当出现的放电达到这一水平时，外加电压的有效 值即为起始放电电压。如果一出现放电就超过这 一水平，则以出现放电时的外加电压作为起始放 电电压。 第10页/共49页 放电熄灭电压ue：当外加电压从高于起始放电电 压逐渐降低，直到放电消失时的外加电压即为放 电熄灭电压，以有效值来表示。为了提高测试结 果的可比性，通常选取与测量起始放电电压时一 样的最小放电量，当放电量随电压下降而逐渐减 小到此最小放电量时，外加电压的有效值即为

4、放 电熄灭电压。 第11页/共49页 视在放电电荷、放电能量及放电重复率是基本的 三个参数，放电它们都是表征各次单个放电的特 性，而放电平均电流和放电功率是在一定时间间 隔内局部放电的累积量，放电起始和熄灭电压是 用外加电压来表征放电的开始和消失。在现有的 局部放电试验标准中，一般都只要求测量放电量 的大小，有的也要求测量起始放电电压和放电熄 灭电压。 第12页/共49页 局部放电测量的方法很多，主要分为电测量 法和非电测量法两大类。 电测量法中有脉冲电流法（ERA）、电 桥法以及无线电干扰电压法（RIV）等等， 其中脉冲电流是最普遍采用的一种方法。 第13页/共49页 局部放电所产生的电荷交

5、换，使试样两端视在放电电荷，现在把试样 连接在如图 1-6-2 所示的测试回路中，则试样两端的视在放电电荷就 会通过测试回路形成脉冲电流，从而在检测阻 图1-6-2 抗两端就可采集到一个脉冲电压信号，这个信号的大小，在一定的测 试回路中是正比于试样的视在放电电荷。 第14页/共49页 脉冲电流法的测试线路有直测法和平 衡法两种。 第15页/共49页 第16页/共49页 第17页/共49页 电流互感器进行局部放电试验的基本回路有 3 种，即测量阻抗与耦合电容器串联的直接 法测量回路、测量阻抗与试品串联的直接法 测量回路回路和平衡法测量回路。使用的设 备主要有：无局放试验变压器、调压器、隔 离器、

6、无局放标准电容器和局放测量系统。 第18页/共49页 a. 耦合电容Ck。Ck在试验电压下不应有明显的局部放电。 b.测量阻抗Zm。测量阻抗是一个四端网络的元件，它可以是电阻R 或电感 L 的单一元件，也可以是电阻电容并联或电阻电感并联的 RC 和 RL 电路，也可以由电阻、电感、电容组成 RLC 调谐回路：调谐 回路的频率特性应与测量仪器的工作频率相匹配。测量阻抗应具有阻 止试验电源频率进入仪器的频率响应，连接测量阻抗和测量仪器中的 放大单元的连线，通常为单屏蔽同轴电缆。 c.根据试验时干扰情况，试验回路接有一阻塞阻抗Zf，以降低来自电 源干扰、也能适当提高测量回路的最小可测量水平。 d 局

7、放测量仪器。 e 加压设备 第19页/共49页 局部放电的测量仪器按所测定的参量可分不同类别。目前有 标准依据的是测量视在放电量的仪器，这种仪器的指示方 式，通常是示波屏怀峰值电压表（PC）或数字显示并用。用 示波屏是必须的。示波屏上显示的放电波形有助于区分内部 局部放电和来自处产的干扰。 放电脉冲通常显示在测量仪器的示波屏上的李沙育（椭 圆）基线上。测量仪器的扫描频率应与试验电源的频率相 同。 第20页/共49页 确定整个试验回路的换算系数 k，称为视在放电量的校 准。换算系数 k 受回路 Cx、Ck、Cs（高压对地的杂散电 容）及 Zm 等元件参量的影响。因此，试验回路每改变 一次必须进行

8、一次校准。 第21页/共49页 校准的基本原理 视在放电量校准的基本大批量是：以幅值为 Uo 的方波通过 串联小电容 Co注入试品两端，此注入的电荷量为 Qo=UoCo 式中：Uo方波电压幅值，V： Co电容，PF； Qo电荷量，PC。 校准方波的波形校准方波的波形 校准方波的上升时间应使通过校准电容Co 的电流脉冲 的持续时间比 1/f2 要短，校准方波的上升时间不应大于 0.1 s，衰减时间通常在 100s范围内选取。 目前大都选用晶体管或汞湿继电器做成小型电池开关 式方波发生器，作为校准电源。 第22页/共49页 将已知电荷量 Qo 注入试品两端称为直接校准，其目的是直接求得指示 系统和

9、以视在放电量 Q 表征的试品内部放电量之间的定量关系，即求得 换算系数，即求得换算系数 k。这种校准方式是由国家标准GB7354-87 局部放电测量推荐的。直接法和平衡法测量回路的直接校准电路， 如图 1-5-5 所示，其方法是：接好整个试验回路，将已知电荷量 Qo=UoCo 注入试品两端，则指示系统响应 L。取下校准方波发生器， 加电压试验，当试品内部放电时，指示系统响应为 L，由此则可得换算 系数kH为 kH=L/L 则视在放电量Q为 Q=UoCoKH 式中：Q视在放电量，PC； Uo方波电压幅值，V； Co电容，PF； KH换算系数。 第23页/共49页 校准方波发生器的输出电压 Uo

10、和串联电容 Co 的值要用一 定精度的仪器定期测定，如 Uo 一般可用经校核好的示波器 进行测定；Co一般可用合适的低压电容电桥或数字式电容 表测定。每次使用前应检查校准方波发生器电池是否充足 好。 从 Co到Cx的引线应尽可能短直，Co与校准方波发生器之 间的连线最好选用同轴电缆，以免造成校准方波的波形畸 变。 当更换试品或改变试验回路任一参数时，必须重新校准。 第24页/共49页 对试品的要求对试品的要求 （1） 局部放电测试应在对试品所有高压绝缘试验之后进行， 必要时可在耐压试验前后各进行一次，以资比较。 （2） 试品表面应清洁干燥，试品在局部放电测试前不应受机 械、热的作用。 （3）

11、若试品是在长途运输颠簸或注油工序之后，通常应静止 48h后才能进行局部放电测试。 第25页/共49页 Ck耦合电容器；C铁芯；Zm测量阻抗；F外壳； L1、L2电流互感器一次绕组端子；k1、k2电流互感器二次绕组端子。 第26页/共49页 试验应在不大于 1/ 3测量电压下接通电源，然后按规定的 加压程序进行加压、测量，读取数据后降到 1/ 3测量电压 下，方能切除电源。 放电量的读取，以相对稳定的最高重复脉冲为准，偶 尔发生的较高脉冲可以忽略，但应作好记录备查。 试验期间试品不击穿，测得视在放电量不超过允许的 限值，则认为试验合格。 第27页/共49页 电流互感器局部放电试验，试验电压由外施

12、电源产生，杂散电 容 Cs代替耦合电容Ck，其接线如图1-5-8 所示。互感器若有 铁芯 C 端子引出，则并接在 B 处。电容式互感器的末屏端子 也并接在 B 处。处壳最好接 B，也可直接接地。试验变压器 一般按需要选用单级变压器串接（例如单级电压为 60kV 的 3 台变压器串接），其内部放电量应小于规定的允许水平。 第28页/共49页 第29页/共49页 局部放电测量时的干扰主要有以下几种形式： a 电源网络的干扰； b各类电磁场辐射的干扰; c 试验回路接触不良，各部位电晕及试验设备的内部放电； d 接地系统的干扰； e 金属物体悬浮电位的放电。 第30页/共49页 抑制干扰措施很多。有

13、些干扰，在变电所现场要完全消除 往往是不可能的。实际试验时只要将干扰抑制在某一水平以 下，以有效测量试品内部的局部放电就可以了。这在很大程 度上取决于测试者的分析能力和经验。 第31页/共49页 在高压试验变压器的初级设置低通滤波器，抑制试验供 电网络中的干扰。低通滤波器的截止频率应尽可能低， 并设计成能抑制来自相线、中线（220V电源时）两线路 中的干扰。通常设计成型滤波器，如图 1-5-10给出的 双型滤波网络接线图。 第32页/共49页 试验电源和仪器用电源设置屏蔽式隔离变压器，抑制电源供电网 络中的干扰，因此隔离变压器应设计成屏蔽式结构，屏蔽式隔离 变压器和低压电源滤波器同时使用，抑制

14、干扰效果较好。 第33页/共49页 平平衡衡接接线线法法 仪仪器器带带有有选选通通（窗窗口口）元元件件系系统统 第34页/共49页 对于相位固定、幅值较高的干扰，利用带有选通元件的仪器， 就可十分有效地分隔这种干扰，如图1-6-16所示。将选通元件 与仪器的峰值电压表（PC表）配合使用，效果较好，即 PC表 只对选通区内的扫描信号产生响应。 第35页/共49页 高 压 引 线 及 设 备 高 压 端 部 （ 法 兰 、 金 属 盖 帽 等 ） 的 电 晕 放 电 产 生 的 干 扰 信 号 会 严 惩 影 响 对 被 试 品 内 部 放 电 量 的 准 确 测 量 和 判 断 。 为 此 应

15、抑 制 或 消 除 电 晕 放 电 产 生 的 干 扰 ， 通 常 采 用 的 方 法 有 ： 采 用 防 晕 高 压 引 线 或 在 设 备 高 压 端 部 加 装 防 晕 罩 。 由 于 空 气 的 起 始 电 晕 场 强 为 30kV /cm（ 峰 值 ） ， 所 以 可 以 认 为 场 强 在20kV /cm 以 下 时 ， 即 可 保 证 高 压 带 电 部 位 汪 会 出 现 电 晕 放 电 ， 因 此 设 计 防 晕 高 压 引 线 和 防 晕 罩 时 的 最 大 场 强 可 按 Em ax20kV /cm（ 有 效 值 ） 来 考 虑 。 对 防 晕 高 压 引 线 ， 其 最

16、 大 电 场 强 度 可 按 圆 柱 一 平 板 电 场 计 算 ， 即 r lr r U E ln10 9 max 式 中 ：U 圆 柱 与 平 板 之 间 的 电 压 ，kV ; r 圆 柱 的 半 径 ，cm； l 圆 柱 与 平 板 之 间 的 距 离 ，cm。 由 此 式 可 见 ， 将 高 压 引 线 加 粗 可 降 低Em ax， 其 具 体 做 法 是 ： 采 用 较 粗 的 蛇 皮 管 、 薄 铁 皮 圆 筒 、 铝 或 铝 合 金 筒 。 第36页/共49页 第37页/共49页 第38页/共49页 局部放电电气检测的基本原理是在一定的电压下测定试品绝 缘结构中局部放电所产生

17、的高频电流脉冲。在实际试验时，应区 分并剔除由外界干扰引起的高频脉冲信号，否则，这种假信号将 导致检测灵敏度下降和最小可测水平的增加，甚至造成误判断的 严重后果。 局部放电试验的干扰是随机而杂乱无章的，因此难以建立全 面的识别方法，但掌握各类放电时的时间、位置、扫描方向以及 电压与时间关系曲线等特性，有助于提高识别能力。 第39页/共49页 局部放电脉冲波形与各种干扰信号随电压高低、加压时间 的变化具有某种固有的特性，有些放电源（干扰源）随电 压高低（或时间的延长）突变、缓变、而有些主电源却是 不变的，观察和分析这类固有特性的识别干扰的主要依 据。 第40页/共49页 试品内部局部放电的典型波

18、形，通常是对称的位于正弦波的正向 上升段，对称地叠加于椭圆基线上，而有些干扰（如高黾压、地 电位的尖端电晕放电）信号是处于正弦波的峰值，认定椭圆基线 上试验电压的零位，也有助于波形识别。但须指出，试验电压的 零位是指施加于试品两端电压的零位，而不是指低压励磁侧电压 的零位。目前所采用的检测仪中，零位批示是根据高压电阻分压 器的低压输出来定的，电阻分压器的电压等级一般最高为 50kV。根据高电位、地电位尖端电晕放电发生在电位峰值的特 性，也可推算到试验电压的零位，只要人为在高压端设置一个尖 端电晕放电即可认定。高压端尖端电晕放电的脉冲都叠加于正弦 波的负峰值。 第41页/共49页 放电脉冲与各种干扰信号均在时基上占有相应的位置（即反映 正弦波的电角度），如前所述，试品内部放电脉冲总是叠加于 正向（或反向）的上升段，根据椭圆基线的扫描方向，可确定 放电脉冲和干扰信号的位置。方法是注入一脉冲（可用机内方 波），观察椭圆基线上显示的脉冲振荡方向（必要时可用 X 轴 扩展）即为椭圆基线的扫描方向，从而就能确定椭圆基线的相 应电角度。 第42页/共49页 局部放电测试，特别是现场测试，将各种干扰抑制到很低 的水平通常较困难。经验表明，在示波屏上所显示的波 形，即使有各种干扰信号，只要不影响识别与判断，就不 必花很大的精力