《局部放電試驗》PPT課件.ppt

局部放電試驗 ,局部放電試驗,第一節(jié) 局部放電特性及原理 一、局部放電測試目的及意義 局部放電：是指設備絕緣系統(tǒng)中部分被擊穿的電氣放電，這種放電可以發(fā)生在導體(電極)附近，也可發(fā)生在其它位置。 局部放電的種類： 絕緣材料內部放電（固體-空穴；液體-氣泡）； 表面放電； 高壓電極尖端放電。 局部放電的產生：設備絕緣內部存在弱點或生產過程中造成的缺陷，在高壓電場作用下發(fā)生重復擊穿和熄滅現象-局部放電。,局部放電的特點： 放電能量很小，短時間內存在不影響電氣設備的絕緣強度； 對絕緣的危害是逐漸加大的，它的發(fā)展需要一定時間-累計效應-缺陷擴大-絕緣擊穿。 對絕緣系統(tǒng)壽命的評估分散性很大。發(fā)展時間、局放種類、產生位置、絕緣種類等有關。 局部放電試驗屬非破壞試驗。不會造成絕緣損傷。 局部放電測試的目的和意義： 確定試品是否存在放電及放電是否超標,確定局部放電起始和熄滅電壓。發(fā)現其它絕緣試驗不能檢查出來的絕緣局部隱形缺陷及故障。,局部放電主要參量： 局部放電的視在電荷q： 電荷瞬時注入試品兩端時,試品兩端電壓的瞬時變化量與試品局部放電本身所引起的電壓瞬變量相等的電荷量,一般用pC(皮庫)表示。 局部放電試驗電壓： 按相關規(guī)定施加的局部放電試驗電壓，在此電壓下局部放電量不應超過規(guī)定的局部放電量值。 規(guī)定的局部放電量值： 在規(guī)定的電壓下，對給定的試品，在規(guī)程或規(guī)范中規(guī)定的局部放電參量的數值。,局部放電起始電壓Ui： 試品兩端出現局部放電時，施加在試品兩端的電壓值。 局部放電熄滅電壓Ui: 試品兩端局部放電消失時 的電壓值。（理論上比起始電 壓低一半，但實際上要低很多 5%-20%甚至更低） 二、局部放電機理： 內部放電：絕緣材料中含有氣隙、油隙、雜質等，在電場的作用下會出現介質內部或介質與電極之間的放電。等效原理圖：,Ug,Cb,Cg,Ca,Ua,Cg: 空穴電容,Ca：介質其余部分電容,Cb：與空穴串聯(lián)部分的電容,Ua：外施電壓,Ua Ug Cg放電 局部放電 放電的產生與介質內部電場分布有關，空穴與介質完好部分電壓分布關系如下： 介質總電容: 設空穴與其串聯(lián)部分介質的總電容Cn:,因為介質電容充電電荷q=UC C=S/d Eg:空穴電場強度 g:空穴介電常數 Eb:與空穴串聯(lián)部分電場強度 b: 與空穴串聯(lián)部分介電常數 設qn為空穴充電電荷 Ug=qn/Cg 空穴電場強度Eg= Ug/dg=q/dgCg,dg:空穴距離 db:串聯(lián)部分完好介質厚度 介質中平均場強,g=1空穴大多為空氣 b1 所以空穴的E高于完好介質,同時，完好介質的臨界場強遠高于空氣，如環(huán)氧樹脂Ec=200-300(kV/cm),而空氣為25-30(kV/cm)，當外施電壓達一定值時空穴首先擊穿,其它介質完好,形成局部放電。 局部放電脈沖: ua uc ug 空穴擊穿 uc ur 放電熄滅 uc重新建立 ug空穴擊穿 連續(xù)放電 由于放電時空穴電壓下降時間很短約10-7s相當一脈沖波。 內部放電總是出現在電源的 一、三象限，脈沖次數隨著 外施電壓的上升而增多，放 電波形大多比較對稱且較密， 一般呈線性關系。,2.表面放電： 由于在套管法蘭、電纜終端及導體與介質彎角處產生一平行表面的場強分量，當場強較高時會產生表面放電。 放電波形與電極形狀有關，放電波形一般不對稱且較稀。,Er,Ed,3. 電暈放電：在電場極不均勻的情 況下，導體表面的電場強度達到附 近氣體的擊穿場強發(fā)生的放電。電 暈放電大多發(fā)生在電極邊緣、導體 尖端周圍，電暈放電一般發(fā)生在負 半周。 三、放電量與各參數間的關系 一個脈沖真實放電量qr，Ug、Ur等參數在實際試品中是不可知的，同時絕緣缺陷各不相同，故真實放電量是不可以直接測量的。 局部放電將引起絕緣上所施加電壓的變化,產生一個U,同時也引起絕緣介質中電荷q的轉移,我們稱之為視在放電量。,第二節(jié) 局部放電測量方法 局部放電會產生各種物理、化學變化，如發(fā)生電荷轉移交換，發(fā)射電磁波、聲波、發(fā)熱、發(fā)光、產生分解物等，所以有很多測量局部放電的方法，一般分為電測法和非電測法。 一、超聲波局部放電測量原理 超聲波是一種振蕩頻率高于20kHz的聲波，超聲波的波長較短，可以在氣體、液體和固體等媒介中傳播，傳播的方向性較強、故能量較集中，因此通過超聲波測試技術可以測定局部放電的位置和放電程度。,超聲波局部放電測量特點： 1. 可以較準確的測定局部放電的位置。 2. 測量簡便?？稍诒粶y設備外殼任意安裝傳感器。 3. 不受電源信號的干擾。 4. 測試靈敏度低，不能直接定量。 一、 超聲波傳感器的原理及應用 1. 超聲波傳感器的原理:壓電效應 單片陶瓷振動子 ft/r2 t: 振動子厚度 r：振動子半徑 采用密封結構傳感器 根據不同的尺寸作成不同頻率的傳感器 。,局部放電超聲測量 電測法與超聲法聯(lián)合測量 以電信號為時間零點測量與超聲信號的時間差t 計算出放電點與傳感器的距離s=vt v=1.42mm/s（油中） 1. 其他非電檢測方法 光檢測法 透明介質 電纜芯 水介質 光電倍增管觀察 熱檢測法 嚴重放電 局部熱效應 熱電偶 測溫升 放電產物分析法 分解氣體 分析化學生成物 推斷放程度,壓 電 超 聲 傳 感 器,阻抗 變換,前置 放大,濾波放大 器,數字局部放電測試儀,75同軸電纜,第三節(jié) 脈沖電流測量原理及方法 局部放電電測法：1.無線電干擾測量法RIV：直接耦合或天線 RIV表 讀取v 不能直接讀取放電量 2.放電能量法：放電有能量損耗 測量一個周期的放電能量 3.脈沖電流法。IEC通用方法，直接通過檢測回路測量電壓脈沖，靈敏度最高。 一、 脈沖電流測量法儀器及接線 測量儀器主要有脈沖顯示儀和數字分析儀。 1.測試接線：,并聯(lián)法試品一端接地， 檢測阻抗容量可較小。 a并聯(lián)法 試品一端可以不接地的 采用串聯(lián)法。 b串聯(lián)法,c平衡法 平衡法：將兩臺電容量相差不大的試品，相互作為耦合電容并平衡抑制干擾。靈敏度略低于直測法。 儀器測得的信號Uf=Ua-Ub,檢測阻抗： 測量阻抗Zm。測量阻抗是一個四端網絡的元件，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 調諧回路。 調諧回路的頻率特性應與測量儀器的工作頻率相匹配。測量阻抗應具有阻止試驗電源頻率進入儀器的頻率響應。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。 RC型頻帶寬、噪聲大,試品電流大時阻抗上有工頻分量。 RCL型對工頻呈低阻抗，對放電脈沖檢測靈敏度較高，頻帶較窄，噪聲水平較低。RCL型應用普遍。,一、等效回路的校正：在試品兩端主入已知電荷量，得到需要的視在放電量，測量比較試品放電量之間的換算系數。,1.校正方法：注入q0=UN.Cq 試品的電容Cx為已知，Cx兩端的電荷：q0=UN CxCq/Cx+Cq Cq Cx 所以q0UN.Cq 一般Cq為固定值，調節(jié)UN得到不同的q0值。不論采用何種接線，校準信號必須從試品兩端注入。 如采用示波器觀察脈沖，應先調節(jié)寬帶放大器的增益，得到一個高度為L0mm的脈沖，然后計算單位刻度的放電量q0/ L 0，此時L0= q0。試品冊得的視在放電量q= UN.Cq（L/ L0）若放大器變檔則： q= UN.Cq（L/ L0）10(N1-N2) 示波器讀數 L:測量信號高度 ；L0：校正信號高度 N1:測量檔位 N2:校正檔位,放電表讀數： q= UN.Cq（x/x0）10(N1-N2 ） X: 測量信號讀數；x0：校正信號讀數 一般放大器總增益100dB，分為5個檔位，每個檔位為20dB, 放大器頻率范圍：20-200kHz 例：校正信號為X= 100pC UN=10V Cq=10PF 調節(jié)放大器使讀數為X0=100格 放大器檔位為N2=3（此時放大器微調不能再動） 測量信號讀數 X=50格 N1=3 則q= 1010（50/100）10(3-3)=50 Pc 若X=50格 N1=4 則q= 1010（50/100）10(4-3)=500 pC,一、 方波發(fā)生器及校正電容Cq的選擇 方波的要求：上升時間不大于0.1s 校正電容Cq的選擇: Cq0.1Cx 一般為10 pC或100 pC 第四節(jié) 互感器局部放電測量 1.電流互感器局部放電測量接線： Ck：耦合電容器可選用500- 6000pF高壓電容，本身局放 小于試品允許值的50% 35Kv CT電容很小可采用串聯(lián) 法，利用T對地雜散電容作為 Ck，不用Z。測量時二次短接 后與鐵心一起接地。,標準：GB1208-97電流互感器規(guī)定在電壓1.2Um/3時放電量：交接時不大于20pC Um=1.15Un=1.1535=40.25kV 試驗加壓：1.2Um/3=1.240.25/1.732=27.89 kV 2.電壓互感器局部放電測量回路,標準： 相對地,GB1207-97電壓互感器,規(guī)定在電壓1.2Um/3時放,電量：交接時不大于20Pc。,相對相：在電壓1.2 Um放電量：在交接時不大于20Pc。試驗時一次、二次不應短路，試驗應作兩次，AX對調，放電量取大的為最后結果。采用直接加壓法，如勵磁電流過大，應采用3倍頻電源。 第五節(jié) 電力變壓器局部放電試驗 1. 測量接線及試驗方法： +,相對相：在電壓1.2 Um放電量：在交接時不大于20Pc。試驗時一次、二次不應短路，試驗應作兩次，AX對調，放電量取大的為最后結果。采用直接加壓法，如勵磁電流過大，應采用3倍頻電源。 第五節(jié) 電力變壓器局部放電試驗 1. 測量接線及試驗方法： +,標準： 1.制造廠與用戶協(xié)商，天津電力公司規(guī)定小于10pC； 2.依照制造廠技術條件； 3.依據有關標準，如：JB/DQ2628-90，樹脂絕緣干式變壓器質量分等標準規(guī)定放電量應小于50pC。 加壓方法：低壓施加相對相1.5Um預加電壓，持續(xù)30s，然后降至1.1Um相對相電壓，持續(xù)3min讀數。 低壓施加3相倍頻電源。 試驗方法：測量A相，B、C分別接地，其他兩相同理。判定時取最大值。試驗時鐵心接地。,第六節(jié) 局部放電波形圖譜識別 1.內部放電： 單氣隙 多氣隙,2.表面放電：,3.電暈放電： 4.干擾放電波形： 接觸不良,可控硅元件動作 磁飽和產生的諧振波形 調制或非調制的干擾波形 熒光燈產生的干擾,第七節(jié) 局部放電試驗應注意的事項： 1. 試驗程序： 試前準備：試品表面應清潔干燥，其溫度和環(huán)境溫度一致，試驗前試品不應受機械、熱和電的作用。 校驗測試回路的靈敏度，應不低于試品允許放電量的50%。 高壓引線應采用蛇皮管，與試品連接處應緊密，必要時加屏蔽。 試品、測試設備可靠接地，最好一點接地，接地線盡量短。 試驗回路要緊湊，試品遠離其他物體。,1. 干擾的來源、識別和抑制： 來源： a.電源干