變壓器局部放電試驗(yàn).doc

6.2變壓器局部放電試驗(yàn) 6.2.1試驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn) 國家標(biāo)準(zhǔn)GB1094-85電力變壓器中規(guī)定的變壓器局部放電試驗(yàn)的加壓時(shí)間步驟，如圖5所示。其試驗(yàn)步驟為：首先試驗(yàn)電壓升到U2下進(jìn)行測(cè)量，保持5min；然后試驗(yàn)電壓升到U1，保持5s；最后電壓降到U2下再進(jìn)行測(cè)量，保持30min。U1、U2的電壓值規(guī)定及允許的放電量為 電壓下允許放電量Q500pC或 電壓下允許放電量Q300pC 式中 Um設(shè)備最高工作電壓。 試驗(yàn)前，記錄所有測(cè)量電路上的背景噪聲水平，其值應(yīng)低于規(guī)定的視在放電量的50%。 測(cè)量應(yīng)在所有分級(jí)絕緣繞組的線端進(jìn)行。對(duì)于自耦連接的一對(duì)較高電壓、較低電壓繞組的線端，也應(yīng)同時(shí)測(cè)量，并分別用校準(zhǔn)方波進(jìn)行校準(zhǔn)。 在電壓升至U2及由U2再下降的過程中，應(yīng)記下起始、熄滅放電電壓。在整個(gè)試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)應(yīng)連續(xù)觀察放電波形，并按一定的時(shí)間間隔記錄放電量Q。放電量的讀取，以相對(duì)穩(wěn)定的最高重復(fù)脈沖為準(zhǔn)，偶爾發(fā)生的較高的脈沖可忽略，但應(yīng)作好記錄備查。整個(gè)試驗(yàn)期間試品不發(fā)生擊穿；在U2的第二階段的30min內(nèi)，所有測(cè)量端子測(cè)得的放電量Q，連續(xù)地維持在允許的限值內(nèi)，并無明顯地、不斷地向允許的限值內(nèi)增長的趨勢(shì)，則試品合格。 如果放電量曾超出允許限值，但之后又下降并低于允許的限值，則試驗(yàn)應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，直到此后30min的期間內(nèi)局部放電量不超過允許的限值，試品才合格。利用變壓器套管電容作為耦合電容Ck，并在其末屏端子對(duì)地串接測(cè)量阻抗Zk。 6.2.2試驗(yàn)基本接線 變壓器局部放電試驗(yàn)的基本原理接線，如圖6所示。 圖6 變壓器局部放電試驗(yàn)的基本原理接線 圖(a)單相勵(lì)磁基本原理接線；(b)三相勵(lì)磁基本原理接線； (c)在套管抽頭測(cè)量和校準(zhǔn)接線 Cb變壓器套管電容 6.2.3試驗(yàn)電源 試驗(yàn)電源一般采用50Hz的倍頻或其它合適的頻率。三相變壓器可三相勵(lì)磁，也可單相勵(lì)磁。 6.2.4“多端測(cè)量多端校準(zhǔn)”局部放電定位法 任何一個(gè)局部放電源，均會(huì)向變壓器的所有外部接線的測(cè)量端子傳輸信號(hào)，而這些信號(hào)形成一種獨(dú)特的“組合A”。如果將校準(zhǔn)方波分別地注入各繞組的端子，則這些方波同樣會(huì)向變壓器外部接線的測(cè)量端子傳輸信號(hào)，而形成一種校準(zhǔn)信號(hào)的獨(dú)特“組合B”。 如果在“組合A”(變壓器內(nèi)部放電時(shí)各測(cè)量端子的響應(yīng)值)中，某些數(shù)據(jù)與“組合B”(校準(zhǔn)方波注入時(shí)各測(cè)量端子的響應(yīng)值)相應(yīng)數(shù)據(jù)存在明顯相關(guān)時(shí)，則可認(rèn)為實(shí)際局部放電源與該對(duì)校準(zhǔn)端子密切有關(guān)(參見表1)，這就意味著，通過校準(zhǔn)能粗略的定出局部放電的位置。 實(shí)際方法如下： 當(dāng)校準(zhǔn)方波發(fā)生器接到一對(duì)規(guī)定的校準(zhǔn)端子上時(shí)，應(yīng)觀察所有成對(duì)的測(cè)量端子上的響應(yīng)，然后對(duì)其它成對(duì)的校準(zhǔn)端子重復(fù)作此一試驗(yàn)。其校準(zhǔn)部位應(yīng)在線圈的各端子與地之間進(jìn)行校準(zhǔn)，但也可以在高壓套管的帶電端子與它們的電容抽頭之間進(jìn)行校準(zhǔn)(對(duì)套管介質(zhì)中的局部放電進(jìn)行校準(zhǔn))，也可以在高壓端端子與中性點(diǎn)端子，以及在高壓繞組和低壓繞組各端子間進(jìn)行校準(zhǔn)。 成對(duì)的校準(zhǔn)和測(cè)量端子的所有組合，形成一個(gè)“組合B”即“校準(zhǔn)矩陣”，從而作為對(duì)實(shí)際試驗(yàn)讀數(shù)進(jìn)行判斷的依據(jù)。 圖7表示一臺(tái)帶有第三繞組的超高壓單相自耦變壓器的局部放電定位例子，校準(zhǔn)和試驗(yàn)都是在表1所列的端子上進(jìn)行的。將1.5Um這一行的試驗(yàn)結(jié)果與各種校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，顯然可見，它和“2.1地”這一行的校準(zhǔn)響應(yīng)值相關(guān)。這可以認(rèn)為在2.1端子出現(xiàn)了約1500pC這一數(shù)值的局部放電，并且還可以認(rèn)為局部放電部位約是帶電體(2.1端子)對(duì)地之間。其結(jié)構(gòu)位置或許在串聯(lián)線圈與公共 線圈之間的連線上某一位置，也可能在鄰近線圈的端部。 上述方法主要用在當(dāng)一個(gè)局部放電源是明顯的、而且背景噪聲又較低的情況下，但并不是總出現(xiàn)這種情況。當(dāng)需確定所觀察到的局部放電是否發(fā)生在高壓套管介質(zhì)中時(shí)，可利用由套管出線端子與套管電容抽頭間的校準(zhǔn)來分析。這一校準(zhǔn)與套管中的局部放電組合有密切關(guān)系。 表1 局部放電源與相應(yīng)校準(zhǔn)端子的關(guān)系 校準(zhǔn)通道1.12.12.23.1任 意 單 位1.1地2000pC50205102.1地2000pC5503082.2地2000pC21035043.1地2000pC323525試 驗(yàn)U=00.50.50.50.5 0.50.50.50.5640258圖7 用“多端子測(cè)量”和“組合”法來確定局部放電源的位置 6.2.5現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)一般在下面3種情況下，需要進(jìn)行局部放電試驗(yàn)： a.新安裝投運(yùn)時(shí)。 b.返廠修理或現(xiàn)場(chǎng)大修后。 c.運(yùn)行中必要時(shí)。 6.2.5.1現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)電源和推薦標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的理想電源，是采用電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的中頻電源，三相電源變壓器開口三角接線產(chǎn)生的150Hz電源，或其它形式產(chǎn)生的中頻電源。若采用這類電源，試驗(yàn)應(yīng)按6.2.1條中的加壓程序，試驗(yàn)電壓與允許放電量應(yīng)同制造廠協(xié)商。若無合適的中頻或150Hz電源，而又認(rèn)為確有必要進(jìn)行局部放電試驗(yàn),則可采用降低電壓的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法。其試驗(yàn)電壓可根據(jù)實(shí)際情況盡可能高，持續(xù)時(shí)間和允許局部放電水平不作規(guī)定。 降低電壓試驗(yàn)法，不易激發(fā)變壓器絕緣的局部放電缺陷。但經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)變壓器絕緣內(nèi)部存在較嚴(yán)重的局部放電時(shí)，通過這種試驗(yàn)是能得出正確結(jié)果的。 6.2.5.2現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工頻降低電壓的試驗(yàn)方法 工頻降低電壓的試驗(yàn)方法有三相勵(lì)磁、單相勵(lì)磁和各種形式的電壓支撐法。現(xiàn)推薦下述兩種方法。 a.單相勵(lì)磁法 單相勵(lì)磁法，利用套管作為耦合電容器Ck，其接線如圖8所示。這種方法較 為符合變壓器的實(shí)際運(yùn)行狀況。圖8中同時(shí)給出了雙繞組變壓器各鐵芯的磁通分布及電壓相量圖(三繞組變壓器的中壓繞組情況相同)。 圖8 單相勵(lì)磁的試驗(yàn)接線、磁通分布及電壓相量 (a)C相勵(lì)磁時(shí)的接線圖；(b)各柱磁通分布示意圖；(c)電壓相量圖 由于C相(或A相)單獨(dú)勵(lì)磁時(shí)，各柱磁通Z、B、C分布不均，A、B、C(或AM、BM、CM)感應(yīng)的電壓又服從于E=4.44fW規(guī)律，因此，根據(jù)變壓器的不同結(jié)構(gòu)，當(dāng)對(duì)C相勵(lì)磁的感應(yīng)電壓為UC時(shí)，B相的感應(yīng)電壓約為0.7UC，A相的感應(yīng)電壓約為0.3UC (若A相勵(lì)磁時(shí)，則結(jié)果相反)。 當(dāng)試驗(yàn)電壓為U時(shí)，各相間電壓為 ;當(dāng)A相單獨(dú)勵(lì)磁時(shí)，各相間電壓為 ;當(dāng)B相單獨(dú)勵(lì)磁時(shí)，三相電壓和相間電壓為 單相電源可由電廠小發(fā)電機(jī)組單獨(dú)供給，或以供電網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)供給。選用合適的送電網(wǎng)絡(luò)，如經(jīng)供電變壓器、電纜送至試品，對(duì)于抑制發(fā)電機(jī)側(cè)的干擾十分有效。變電所的變壓試驗(yàn)，則可選合適容量的調(diào)壓器和升壓變壓器。根據(jù)實(shí)際干擾水平，再選擇相應(yīng)的濾波器。 b.中性點(diǎn)支撐法 將一定電壓支撐于被試變壓器的中性點(diǎn)(支撐電壓的幅值不應(yīng)超過被試變壓器中性點(diǎn)耐受長時(shí)間工頻電壓的絕緣水平)，以提高線端的試驗(yàn)電壓稱為中性點(diǎn)支撐法。支撐方法有多種，便于現(xiàn)場(chǎng)接線的支撐法，如圖9所示。 圖9 中性點(diǎn)支撐法的接線圖 (a)低壓側(cè)加壓法；(b)中性點(diǎn)加壓法 Cb變壓器套管電容；CK耦合電容；T0支撐變壓器；C補(bǔ)償電容； U0支撐電壓；Zm測(cè)量阻抗；Tr被試變壓器 圖9(b)的試驗(yàn)方法中，A相繞組的感應(yīng)電壓Uf為2倍的支撐電壓U0，則A相線端對(duì)地電壓UA為繞組的感應(yīng)電壓Ut與支撐電壓U0的和，即 這就提高了A相繞組的線端試驗(yàn)電壓1)。 根據(jù)試驗(yàn)電壓的要求，應(yīng)適當(dāng)選擇放電量小的支撐變壓器的容量和電壓等級(jí)，并進(jìn)行必要的電容補(bǔ)償。電容補(bǔ)償?shù)脑瓌t是根據(jù)勵(lì)磁電流值來確定的。按圖9接線，對(duì)一臺(tái)15000kVA/220kV變壓器實(shí)測(cè)時(shí)，若需施加150kV試驗(yàn)電壓(相對(duì)地有效值)，則可選擇支撐變壓器參數(shù)為100kVA/50kV，此時(shí)補(bǔ)償電容約為0.04F。圖9(a)接線的試驗(yàn)方法和原理與圖9(b)基本相同。 注：1)由于線端電壓提高，存在著套管和繞組分配這一對(duì)矛盾。因?yàn)?，測(cè)定縱絕緣、相間絕緣的局部放電時(shí)要求有一定的試驗(yàn)電壓，同時(shí)必須防止由于變壓器套管承受過高的試驗(yàn)電壓而產(chǎn)生套管絕緣的局部放電。若將套管內(nèi)部絕緣局部放電視為變壓器內(nèi)部放電，則會(huì)產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差。 例如，若在試驗(yàn)電壓下變壓器套管有放電Qb，誤認(rèn)為是變壓器內(nèi)部放電時(shí)，則讀數(shù)會(huì)大倍，即有 式中 Qb變壓器套管的放電量； CX變壓器線端側(cè)視入的總電容； Cb變壓器套管電容； Qxb由變壓器套管放電Qb，誤讀為變壓器內(nèi)部放電量。 如取Cx=2500pF，Cb=250pF，以及套管有100pC放電量時(shí)，就有可能誤讀為變壓器內(nèi)部放電量達(dá)1000pC。 因此根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)選擇合適的試驗(yàn)電壓。 6.3互感器的局部放電試驗(yàn) 6.3.1試驗(yàn)接線 互感器局部放電試驗(yàn)原理接線，如圖10所示。 圖10 互感器局部放電試驗(yàn)的原理接線 (a)電流互感器； (b)電壓互感器 Ck耦合電容器；C鐵芯；Zm測(cè)量阻抗；F外殼； L1、L2電流互感器一次繞組端子；K1、K2電流互感器二次繞組端子； A、X電壓互感器一次繞組端子；a、x電壓互感器二次繞組端子 電壓互感器試驗(yàn)時(shí)，D或B點(diǎn)可任一點(diǎn)接地，當(dāng)采用B點(diǎn)接地時(shí)，C、F能接D點(diǎn)就接D點(diǎn)，不能接D點(diǎn)則可接 B點(diǎn)(接地)。 6.3.2試驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn) 國家標(biāo)準(zhǔn)GB558385互感器局部放電測(cè)量關(guān)于儀用互感器局部放電允許水平，見表2。 為防止勵(lì)磁電流過大，電壓互感器試驗(yàn)的預(yù)加電壓，可采用150Hz或其它合適的頻率作為試驗(yàn)電源。 試驗(yàn)應(yīng)在不大于測(cè)量電壓下接通電源，然后按表2規(guī)定進(jìn)行測(cè)量，最后降到測(cè)量電壓下，方能切除電源。 放電量的讀取，以相對(duì)穩(wěn)定的最高重復(fù)脈沖為準(zhǔn)，偶爾發(fā)生的較高脈沖可以忽略，但應(yīng)作好記錄備查。 表2 儀用互感器局部放電允許水平 接地形式互感器形式預(yù)加電壓10s測(cè)量電壓1min絕緣形式允許局部放電水平，pC電網(wǎng)中性點(diǎn)絕緣或經(jīng)消弧線圈接地電流互感器和相對(duì)地電壓互感器1.3Um1.1Um1)液體浸漬固 體視放電量100250液體浸漬固 體1050相對(duì)相電壓互感器1.3Um1.1Um液體浸漬固 體1050電 網(wǎng)中性點(diǎn)有效接 地電流互感器和相對(duì)地電壓互感器0.81.3Um液體浸漬固 體1050相對(duì)相電壓互感器1.3Um1.1Um液體浸漬固 體1050注：1)只在制造廠與買主間協(xié)商后，才能施加這些電壓。 試驗(yàn)期間試品不擊穿，測(cè)得視在放電量不超過允許的限值，則認(rèn)為試驗(yàn)合格。 6.3.3現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)原則上應(yīng)按上述標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定進(jìn)行。但若受變電所現(xiàn)場(chǎng)客觀條件的限制，認(rèn)為必須要對(duì)運(yùn)行中的互感器進(jìn)行局部放電時(shí)，又無適當(dāng)?shù)碾娫丛O(shè)備，則推薦按以下方法進(jìn)行。 6.3.3.1電磁式電壓互感器 試驗(yàn)電壓一般可用電壓互感器二次繞組自勵(lì)磁產(chǎn)生，以雜散電容Cs取代耦合電容器Ck，其試驗(yàn)接線如圖11所示。外殼可并接在X，也可直接接地。以150Hz的頻率作為試驗(yàn)電源，在次級(jí)讀取試驗(yàn)電壓時(shí)，必須考慮試品的容升電壓。容升電壓的參考值，見表3。 當(dāng)干擾影響測(cè)量時(shí)，可采用鄰近相的互感器連接成平衡回路的接線，如圖12所示，被試互感器勵(lì)磁，非被試互感器不勵(lì)磁，以降低干擾。 表3 容升電壓的參考值 電壓等級(jí)110kVJCC1-220JCC2-220容升電壓4%8%16%圖11 電磁式電壓互感器試驗(yàn)接線 采用兩組二次繞組串聯(lián)勵(lì)磁，以減小試驗(yàn)的勵(lì)磁電流。 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(推薦值)如下： 勵(lì)磁方式：兩組二次繞組串聯(lián)勵(lì)磁； 允許背景干擾水平；20pC； 預(yù)加電壓：根據(jù)設(shè)備情況適當(dāng)施加預(yù)加電壓； 測(cè)量電壓：，其中Um為設(shè)備最高工作電壓； 允許放電量：20pC。 如采用150Hz的加壓設(shè)備，則應(yīng)按表2標(biāo)準(zhǔn)，允許放電量為20pC(現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量)。接有耦合電容器Ck的試驗(yàn)接線，如圖13所示。 圖12 抑制干擾的對(duì)稱法接線 圖13 接有Ck的試驗(yàn)接線 6.3.3.2電流互感器 電流互感器局部放電試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓由外施電源產(chǎn)生，雜散電容Cs代替耦合電容Ck，其接線如圖14所示?；ジ衅魅粲需F芯C端子引出，則并接在B處。電容式互感器的末屏端子也并接在B處。外殼最好接B，也可直接接地。試驗(yàn)變壓器一般按需要選用單級(jí)變壓器串接(例如單級(jí)電壓為60kV的3臺(tái)變壓器串接)，其內(nèi)部放電量應(yīng)小于規(guī)定的允許水平。 當(dāng)干擾影響現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，可利用鄰近相的互感器連接成平衡回路，其接線如圖15所示，鄰近相的互感器不施加高壓。 圖14 電流互感器試驗(yàn)接線 Tr試驗(yàn)變壓器；C鐵芯；F外殼 圖15 抑制干擾的平衡法接線 Cx被試互感器；Cc鄰近相互感器 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(推薦值)如下： 預(yù)加電壓：根據(jù)設(shè)備情況，適當(dāng)施加預(yù)加電壓； 測(cè)量電壓：，其中Um為設(shè)備最高工作電壓： 允許放電量：20pC： 允許背景干擾水平：20pC以下。 如有合適的加壓設(shè)備，則應(yīng)按表2標(biāo)準(zhǔn)，允許放電量為20pC(現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量)。 6.4其它設(shè)備 6.4.1套管 變壓器或電抗器套管局部放電試驗(yàn)時(shí)，其下部必須浸入一合適的油筒內(nèi)，注入筒內(nèi)的油應(yīng)符合油質(zhì)試驗(yàn)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并靜止48h后才能進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)以雜散電容Cs取代耦合電容器Cs，試驗(yàn)接線如圖16所示。 圖16 變壓器套管試驗(yàn)接線 Cb套管電容；L電容末屏 套管局部放電的試驗(yàn)電壓，由試驗(yàn)變壓器外施產(chǎn)生，可選用電流互感器試驗(yàn)時(shí)的試驗(yàn)變壓器。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)按第9條款中表5進(jìn)行。 穿墻或其它形式的套管的試驗(yàn)不需放入油筒，其試驗(yàn)接線見圖16。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)按第9條款中表5進(jìn)行 6.4.2耦合電容器(或電容式電壓互感器) 耦合電容器的試驗(yàn)接線與套管相同，有電容末屏端子的，可利用該端子與下法蘭之間，串接測(cè)量阻抗Zm，下法蘭直接接地。若無電容末屏端子引出的，則需將試品對(duì)地絕緣，然后在下法蘭對(duì)地之間串接測(cè)量阻抗Zm。 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)按第9條款中表5規(guī)定進(jìn)行。 7局部放電測(cè)量時(shí)的干擾來源 局部放電測(cè)量時(shí)的干擾主要有以下幾種形式： a.電源網(wǎng)絡(luò)的干擾。 b.各類電磁場(chǎng)輻射的干擾。 c.實(shí)驗(yàn)回路接觸不良、各部位電暈及試驗(yàn)設(shè)備的內(nèi)部入電。d.接地系統(tǒng)的干擾。 e.金屬物體懸浮電位的放電。 8干擾的抑制抑制干擾措施很多。有些干擾，在變電所現(xiàn)場(chǎng)要完全消除往往是不可能的。實(shí)際試驗(yàn)時(shí)只要將干擾抑制在某一水平以下，能有效測(cè)量試品內(nèi)部的局部放電就可以了。這在很大程度上取決于測(cè)試者的分析能力和經(jīng)驗(yàn)。 8.1根據(jù)干擾來源與途徑采取的抑制干擾措施 8.1.1電源濾波器 在高壓試驗(yàn)變壓器的初級(jí)設(shè)置低通濾波器，抑制試驗(yàn)供電網(wǎng)絡(luò)中的干擾。低通濾波器的截止頻率應(yīng)盡可能低，并設(shè)計(jì)成能抑制來自相線、中線(220V電源時(shí))兩線路中的干擾。通常設(shè)計(jì)成型濾波器，如圖17給出的雙型濾波網(wǎng)絡(luò)接線圖。 8.1.2屏蔽式隔離變壓器試驗(yàn)電源和儀器用電源設(shè)置屏蔽式隔離變壓器，抑制電源供電網(wǎng)絡(luò)中的干擾，因此隔離變壓器應(yīng)設(shè)計(jì)成屏蔽式結(jié)構(gòu)，如圖18所示。 圖17 雙型濾波網(wǎng)絡(luò)接線圖 圖18 屏蔽式隔離變壓器 屏蔽式隔離變壓器和低壓電源濾波器同時(shí)使用，抑制干擾效果較好。 8.1.3高壓濾波器 在試驗(yàn)變壓器的高壓端設(shè)置高壓低通濾波器，抑制電源供電網(wǎng)絡(luò)中的干擾。高壓濾波器通常設(shè)計(jì)成T型或TT型，也可以L型。它的阻塞頻率應(yīng)與局部放電檢測(cè)儀的頻帶檢測(cè)儀相匹配。圖19給出的這兩種濾波器的接線圖。 圖19 高壓濾波器的接線圖 (a)T型；(b)L型 8.1.4全屏蔽試驗(yàn)室 全屏蔽試驗(yàn)系統(tǒng)的目的和作用是抑制各類電磁場(chǎng)輻射所產(chǎn)生的干擾。試驗(yàn)時(shí)所有設(shè)備和儀器及試品均處于一屏蔽室內(nèi)，如圖20所示。 全屏蔽試驗(yàn)室可用屏蔽室內(nèi)接收空間干擾(例如廣播電臺(tái)信號(hào))的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)，以及對(duì)試驗(yàn)回路所達(dá)到的最小可測(cè)放電量等指標(biāo)來檢驗(yàn)其屏蔽效果。 屏蔽室應(yīng)一點(diǎn)接地。 圖20 全屏蔽試驗(yàn)室試驗(yàn)接線 LF低壓濾波器；HF高壓濾波器 圖21 平衡法接線原理 k輻射干擾；s電源干擾 8.2利用儀器功能和選擇接線方式抑制干擾的措施 8.2.1平衡接線法平衡接線法接線，能抑制輻射干擾k及電源干擾s，見圖21。 干擾抑制的基本原理是：當(dāng)電橋平衡時(shí)，干擾信號(hào)r、s耦合到回路，電橋A、B兩點(diǎn)輸出等于零，即抑制了干擾。干擾抑制的效果與Cx和Ck的損耗有關(guān)，若選擇同類設(shè)備作為Ck，即稱為對(duì)稱法，則其損耗值非常接近，干擾抑制效果較好。 8.2.2模擬天線平衡法 電磁波輻射干擾具有方向性。整個(gè)試驗(yàn)回路可視作一種環(huán)型天線，變化該環(huán)型天線(即變化輻射干擾波與環(huán)型天線的入射角)的方向，可有效抑制輻射干擾，其原理示意見圖22。實(shí)際操作方法是用一根金屬導(dǎo)線連接電容Cm(與Ck的電容量相等)，串接測(cè)量阻抗Zm，并接在Cx兩端，成為一模擬天線，接通測(cè)量儀。不斷變化模擬天線的方向，使測(cè)量儀顯示系統(tǒng)的干擾信號(hào)指示最小水平，最后即以 此位置連接高壓導(dǎo)線與耦合電容器k。模擬天線尺寸與實(shí)際測(cè)量時(shí)幾何尺寸應(yīng)盡 量相同。 圖22 天線平衡法抑制干擾原理圖 (a)原理示意圖；(b)干擾方向判別示意圖 圖23 選通區(qū)抑制干擾信號(hào)示意圖 C選通區(qū)；I干擾信號(hào) 圖24 雙環(huán)形屏蔽 8.2.3儀器帶有選通(窗口)元件系統(tǒng) 對(duì)于相位固定、幅值較高的干擾，利用帶有選通元件的儀器，就可十分有效地分隔這種干擾，如圖23所示。將選通元件與儀器的峰值電壓表(pC表)配合使用，效果較好，即pC表只對(duì)選通區(qū)內(nèi)的掃描信號(hào)產(chǎn)生響應(yīng)。 8.3高壓端部電暈放電的抑制措施 高壓端部電暈放電的抑制，主要是選用合適的無暈環(huán)(球)及無暈導(dǎo)電桿作為高壓連線。不同電壓等級(jí)設(shè)備無暈環(huán)(球)的尺寸舉例，見表4及圖24。高壓無暈導(dǎo)電桿建議采用金屬圓管或其它結(jié)構(gòu)的無暈高壓連線。110kV及以下設(shè)備，可采用單環(huán)屏蔽，其圓管和高壓無暈金屬圓管的直徑均為50mm及以下。 表4 不同電壓等級(jí)無暈環(huán)(球)的尺寸舉例 電壓等級(jí)kV無暈件雙球形mm球形mm圓管形直徑mmdHDD22015010508107501005002001200160018002507502500300實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，可利用超聲波放電檢測(cè)器，以確定高壓端部電暈或鄰近懸浮體(空中或地面金屬件)放電干擾源。這種超聲波放電檢測(cè)器是由一拋物面接收天線、轉(zhuǎn)換器和放大器組成。 8.4接地干擾的抑制 抑制試驗(yàn)回路接地系統(tǒng)的干擾，唯一的措施是在整個(gè)試驗(yàn)回路選擇一點(diǎn)接地。9有關(guān)電力設(shè)備局部放電量的允許水平 有關(guān)電力設(shè)備局部放電量的允許水平，見表5。 表5 有關(guān)電力設(shè)備局部放電量的允許水平 設(shè)備名稱高壓施加方式預(yù)加電壓試 驗(yàn) 電 壓允許放電量pC標(biāo)準(zhǔn)的來源4)備 注電壓kV時(shí)間s電壓kV時(shí)間min交接運(yùn)行中 220kV變壓器1)外施、自激見備注見備注(1)(2)30(1)500(2)300-國家標(biāo)準(zhǔn)GB1094.185電力變壓器預(yù)加電壓要求是：在電壓下，5min；升壓至Um，5s；降到，30min110kV及以下油浸紙電流互感器2)外施0.81.3Um1011020 國家標(biāo)準(zhǔn)GB5583-85互感器局部放電測(cè)量(1)背景噪聲允許水平為20pC(現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量)(2)中性點(diǎn)有效搠地系統(tǒng)(3)中性點(diǎn)非有效搠地系統(tǒng)詳見GB5583-85110kV及以上油浸紙電壓互感器2)外施、自激0.81.31011020(1)背景噪聲允許水平為20pC(現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量)(2)中性點(diǎn)有效搠地系統(tǒng)(3)中性點(diǎn)非有效搠地系統(tǒng)詳見GB5583-85套管油浸紙絕緣外施-(1)(2)-1020國家標(biāo)準(zhǔn)GB4109-83交流電壓高于1000V的套管通用技術(shù)條件(1)背景噪聲允許水平為20pC(現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量)(2)的試驗(yàn)電壓僅適應(yīng)于變壓器、電抗器套管氣體絕緣外施-1020 耦合電容器外施0.81.3Um1013030 國家標(biāo)準(zhǔn)GB4705-84耦合電容器及電容分壓器 固體絕緣互感器外施、自勵(lì)1(1)250(2)250(1)300(2)120GB5583-85 (1)中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng) (2)中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)詳見GB5583-85注：1)運(yùn)行中的變壓器，若無倍頻或中頻加壓設(shè)備，在工頻勵(lì)磁時(shí)，測(cè)量電壓應(yīng)根據(jù)條件盡可能高，允許放電量與持續(xù)時(shí)間不作規(guī)定。 2)運(yùn)行中的電流互感器，若無預(yù)加電壓設(shè)備，預(yù)加電壓和測(cè)量電壓值見6.3.3條中規(guī)定。 3)運(yùn)行中的電壓互感器，若無預(yù)加電壓設(shè)備，預(yù)加電壓和測(cè)量電壓值見6.3.3條中規(guī)定。 4)在“標(biāo)準(zhǔn)的來源”一欄中須注意： a.國家標(biāo)準(zhǔn)GB1094-85電力變壓器是適用于220kV及以上的變壓器。國家標(biāo)準(zhǔn)GB4109-83交流電壓高于1000V的套管通用技術(shù)條件中對(duì)于低于35kV的變壓器套管和復(fù)合式套管是否需要進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，均由供需雙方協(xié)議。 b.其余出自國家標(biāo)準(zhǔn)者，均未指明設(shè)備的電壓等級(jí)。 c.國家標(biāo)準(zhǔn)一般指出廠試驗(yàn)，交接試驗(yàn)一般也按該標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 d.運(yùn)行中的標(biāo)準(zhǔn)是按原水利電力部頒發(fā)的電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程執(zhí)行。 Um設(shè)備最高工作電壓。 Un設(shè)備額定電壓。 附 錄 A 局部放電的波形和識(shí)別圖譜 (補(bǔ)充件) A1前言 局部放電電氣檢測(cè)的基本原理是在一定的電壓下測(cè)定試品絕緣結(jié)構(gòu)中局部放電所產(chǎn)生的高頻電流脈沖。在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)區(qū)分并剔除由外界干擾引起的高頻脈沖信號(hào)，否則，這種假信號(hào)將導(dǎo)致檢測(cè)靈敏度下降和最小可測(cè)水平的增加，甚至造成誤判斷的嚴(yán)重后果。 在某一既定的試驗(yàn)環(huán)境下，如何區(qū)別干擾信號(hào)，采取若干必要的措施，以保證測(cè)試的正確性，就成為一個(gè)較重要的問題。目前行之有效的辦法是提高試驗(yàn)人員識(shí)別干擾波形的能力，正確掌握試品放電的特征、與施加電壓及時(shí)間的規(guī)律。經(jīng)驗(yàn)表明：判斷正確與否在很大程度上取決于測(cè)試者的經(jīng)驗(yàn)。掌握的波形圖譜越多，則識(shí)別和解決的方法也越快越正確。目前，有用計(jì)算機(jī)進(jìn)行頻譜分析幫助識(shí)別，但應(yīng)用計(jì)算機(jī)的先決條件同樣需要預(yù)知各種干擾波和試品放電波形的特征?，F(xiàn)根據(jù)我國多年來的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和國外曾經(jīng)發(fā)表過的一些圖譜，匯編成文，供參考。應(yīng)該指出，所介紹的放電波形，多屬處理成典型化的圖形，不可能包含全部可能發(fā)生的內(nèi)容。 A2局部放電的干擾、抑制及識(shí)別的方法 圖A1 干擾及其進(jìn)入試驗(yàn)回路的途徑 Tr試驗(yàn)變壓器；Cx被試品；Ck耦合電容器；Zm測(cè)量阻抗； DD檢測(cè)儀；M鄰近試驗(yàn)回路的金屬物件；UA電源干擾； UB接地干擾；UC經(jīng)試驗(yàn)回路雜散電容C耦合產(chǎn)生的干擾； UD懸浮電位放電產(chǎn)生的干擾；UE高壓各端部電暈放電的干擾； IA試驗(yàn)變壓器的放電干擾；IB經(jīng)試驗(yàn)回路雜散電感M耦合產(chǎn)生的輻 射干擾；IC耦合電容器放電的干擾 A2.1干擾類型和途徑 干擾將會(huì)降低局部放電試驗(yàn)的檢測(cè)靈敏度，試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使干擾水平抑制到最低水平。干擾類型通常有：電源干擾、接地系統(tǒng)干擾、電磁輻射干擾、試驗(yàn)設(shè)備各元件的放電干擾及各類接觸干擾。這些干擾及其進(jìn)入試驗(yàn)回路的途徑見圖A1。 a.電源干擾。檢測(cè)儀及試驗(yàn)變壓器所用的電源是與低壓配電網(wǎng)相連的，配電網(wǎng)內(nèi)的各種高頻信號(hào)均能直接產(chǎn)生干擾。因此，通常采用屏蔽式電源隔離變壓器及低通濾波器抑制，效果甚好。 b.接地干擾。試驗(yàn)回路接地方式不當(dāng)，例如兩點(diǎn)及以上接地的接地網(wǎng)系統(tǒng)中，各種高頻信號(hào)會(huì)經(jīng)接地線耦合到試驗(yàn)回路產(chǎn)生干擾。這種干擾一般與試驗(yàn)電壓高低無關(guān)。試驗(yàn)回路采用一點(diǎn)接地，可降低這種干擾。 c.電磁輻射干擾。鄰近高壓帶電設(shè)備或高壓輸電線路，無線電發(fā)射器及其它諸如可控硅、電刷等試驗(yàn)回路以外的高頻信號(hào)，均會(huì)以電磁感應(yīng)、電磁輻射的形式經(jīng)雜散電容或雜散電感耦合到試驗(yàn)回路，它的波形往往與試品內(nèi)部放電不易區(qū)分，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量影響較大。其特點(diǎn)是與試驗(yàn)電壓無關(guān)。消除這種干擾的根本對(duì)策是將試品置于屏蔽良好的試驗(yàn)室。采用平衡法、對(duì)稱法和模擬天線法的測(cè)試回路，也能抑制輻射干擾。 d.懸浮電位放電干擾。鄰近試驗(yàn)回路的不接地金屬物產(chǎn)生的感應(yīng)懸浮電位放電，也是常見的一種干擾。其特點(diǎn)是隨試驗(yàn)電壓升高而增大，但其波形一般較易識(shí)別。消除的對(duì)策一是搬離，二是接地。 e.電暈放電和各連接處接觸放電的干擾。電暈放電產(chǎn)生于試驗(yàn)回路處于高電位的導(dǎo)電部分，例如試品的法蘭、金屬蓋帽、試驗(yàn)變壓器、耦合電容器端部及高壓引線等尖端部分。試驗(yàn)回路中由于各連接處接觸不良也會(huì)產(chǎn)生接觸放電干擾。這兩種干擾的特性是隨試驗(yàn)電壓的升高而增大。消除這種干擾是在高壓端部采用防暈措施(如防暈環(huán)等)，高壓引線采用無暈的導(dǎo)電圓管，以及保證各連接部位的良 好接觸等。 f.試驗(yàn)變壓器和耦合電容器內(nèi)部放電干擾。這種放電容易和試品內(nèi)部放電相混淆。因此，使用的試驗(yàn)變壓器和耦合電容器的局部放電水平應(yīng)控制在一定的允許量以下。 A2.2識(shí)別干擾的基本依據(jù)局部放電試驗(yàn)的干擾是隨機(jī)而雜亂無章的，因此難以建立全面的識(shí)別方法，但掌握各類放電時(shí)的時(shí)間、位置、掃描方向以及電壓與時(shí)間關(guān)系曲線等特性，有助于提高識(shí)別能力。 a.掌握局部放電的電壓效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)。局部放電脈沖波形與各種干擾信號(hào)隨電壓高低、加壓時(shí)間的變化具有某種固有的特性，有些放電源(干擾源)隨電壓高低(或時(shí)間的延長)突變、緩變，而有些放電源卻是不變的，觀察和分析這類固有特性是識(shí)別干擾的主要依據(jù)。 b.掌握試驗(yàn)電壓的零位。試品內(nèi)部局部放電的典型波形，通常是對(duì)稱的位于正弦波的正向上升段，對(duì)稱地疊加于橢圓基線上，而有些干擾(如高電位、地電位的尖端電暈放電)信號(hào)是處于正弦波的峰值，認(rèn)定橢圓基線上試驗(yàn)電壓的零位。也有助于波形識(shí)別。但須指出，試驗(yàn)電壓的零位是指施加于試品兩端電壓的零位，而不是指低壓勵(lì)磁側(cè)電壓的零位。目前所采用的檢測(cè)儀中，零位指示是根據(jù)高壓電阻分壓器的低壓輸出來定的，電阻分壓器的電壓等級(jí)一般最高為50kV。根據(jù)高電位、地電位尖端電暈放電發(fā)生在電壓峰值的特性，也可推算到試驗(yàn)電壓 的零位，只要人為在高壓端設(shè)置一個(gè)尖端電暈放電即可認(rèn)定。高壓端尖端電暈放電的脈沖都嚴(yán)格地疊加于正弦波的負(fù)峰值。 圖A2 橢圓基線掃描方向識(shí)別 c.根據(jù)橢圓基線掃描方向。放電脈沖與各種干擾信號(hào)均在時(shí)基上占有相應(yīng)的位置(即反映正弦波的電角度)，如前所述，試品內(nèi)部放電脈沖總是疊加于正向(或反向)的上升段，根據(jù)橢圓基線的掃描方向，可確定放電脈沖和干擾信號(hào)的位置。方法是注入一脈沖(可用機(jī)內(nèi)方波)，觀察橢圓基線上顯示的脈沖振蕩方向(必要時(shí)可用X軸擴(kuò)展)即為橢圓基線的掃描方向，從而就能確定橢圓基線的相應(yīng)電角度，如圖A2所示。 d.整個(gè)橢圓波形的識(shí)別。局部放電測(cè)試，特別是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，將各種干擾抑制到很低的水平通常較困難。經(jīng)驗(yàn)表明，在示波屏上所顯示的波形，即使有各種干擾信號(hào)，只要不影響識(shí)別與判斷，就不必花很大的精力將干擾信號(hào)全部抑制。 A3局部放電的基本圖譜 A3.1基本圖譜，見表A1。 表A1 局部放電的基本圖譜A3.2基本圖譜說明，見表A2。 表A2 局部放電的基本圖譜說明 類型放 電 模 型放 電 響 應(yīng)放電量與試驗(yàn)電壓的關(guān)系1 絕緣結(jié)構(gòu)中僅有一個(gè)與電場(chǎng)方向垂直的氣隙 放電脈沖疊加于正及負(fù)峰之前的位置，對(duì)稱的兩邊脈沖幅值及頻率基本相等，但有時(shí)上下幅值的不對(duì)稱度3：1仍屬正常 起始放電后，放電量增至某一水平時(shí)，隨試驗(yàn)電壓上升放電量保持不變。熄滅電壓基本相等或略低于起始電壓2 絕緣結(jié)構(gòu)中僅有一個(gè)與電場(chǎng)方向垂直的氣隙 放電脈沖疊加于正及負(fù)峰之前的位置，對(duì)稱的兩邊脈沖幅值及頻率基本相等，但有時(shí)上下幅值的不對(duì)稱度3：1仍屬正常 起始放電后，放電量增至某一水平時(shí)，隨試驗(yàn)電壓上升放電量保持不變。熄滅電壓基本相等或略低于起始電壓，若試驗(yàn)電壓上升至某一值并維持較長時(shí)間(如30min)，熄滅電壓將會(huì)高于起始電壓，且放電量將會(huì)下降；若試驗(yàn)電壓維持達(dá)1h，熄滅電壓會(huì)更大于起始電壓，并且高于第一次(30min時(shí))的值，放電量也進(jìn)一步下降3 (1)兩絕緣體之間的氣隙放電 (2)表面放電 放電脈沖疊加于正及負(fù)峰之前的位置，對(duì)稱的兩邊脈沖幅值及頻率基本相等，但有時(shí)上下幅值的不對(duì)稱度3：1仍屬正常。放電剛開始時(shí)，放電脈沖尚能分辨，隨后電壓上升，某些放電脈沖向試驗(yàn)電壓的零位方向移動(dòng)，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)幅值較大的脈沖，脈沖分辨率逐漸下降，直至不能分辨 起始放電后，放電量隨電壓上升而穩(wěn)定增長；熄滅電壓基本相等或低于起始電壓4 絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)含有各種不同尺寸的氣隙(多屬澆注絕緣結(jié)構(gòu)) 放電脈沖疊加于正及負(fù)峰之前的位置，對(duì)稱的兩邊脈沖幅值及頻率基本相等，但有時(shí)上下幅值的不對(duì)稱度31仍屬正常。放電剛開始時(shí)，放電脈沖尚能分辨，隨后電壓上升，某些放電脈沖向試驗(yàn)電壓的零位方向移動(dòng)，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)幅值較大的脈沖，脈沖分辨率逐漸下降，直至不能分辨 若試驗(yàn)電壓上升或下降速率較快，起始放電后，放電量隨試驗(yàn)電壓上升而穩(wěn)定增長，熄滅電壓基本相等或略低于起始放電電壓。如在某高電壓下維持一定時(shí)間(如15min)，放電量會(huì)逐漸下降，熄滅電壓會(huì)略高于起始電壓(因澆注絕緣局部放電會(huì)導(dǎo)致氣隙內(nèi)壁四周產(chǎn)生導(dǎo)電物質(zhì))5 絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)僅含有一個(gè)扁平的氣隙(多屬電機(jī)絕緣) 起始放電后，放電量隨試驗(yàn)電壓上升穩(wěn)定增長。如電壓上升及下降速率較快，熄滅電壓等于或略低于起始電壓；如在某高電壓下持續(xù)一段時(shí)間(如10min)，熄滅電壓和起始電壓的幅值會(huì)降低，幅值略有上升6 絕緣結(jié)構(gòu)為液體與含有潮氣的紙板復(fù)合絕緣。電場(chǎng)下，紙板會(huì)產(chǎn)生氣泡，導(dǎo)致放電，進(jìn)一步使氣泡增多 如在某一高電壓下持續(xù)1min，放電量迅速增長，若立即降壓，則熄滅電壓等于或略低于起始電壓；若電壓維持1min以上再降壓，放電量會(huì)隨電壓逐漸下降。如放電熄滅后立刻升壓則起始放電電壓幅值將大大低于原始的起始及熄滅電壓。若將絕緣靜止一天以上，則其起始、熄滅電壓將會(huì)復(fù)原7 絕緣結(jié)構(gòu)中僅含有一個(gè)氣隙，位于電極的表面與介質(zhì)內(nèi)部氣隙的放電響應(yīng)不同 放電脈沖疊加于電壓的正及負(fù)峰值之前，兩邊的幅值不盡對(duì)稱，幅值大的頻率低，幅值小的頻率高。兩幅值之比通常大于31，有時(shí)達(dá)101?？偟姆烹婍憫?yīng)能分辨出 放電一旦起始，放電量基本不變，與電壓上升無關(guān)。熄滅電壓等于或略低于起始電壓8 (1)一簇不同尺寸的氣隙，位于電極的表面，但屬封閉型 (2)電極與絕緣介質(zhì)的表面放電，氣隙不是封閉的 放電脈沖疊加于電壓的正及負(fù)峰值之前，兩邊幅值比通常為31有時(shí)達(dá)101；隨電壓上升，部份脈沖向零位方向移動(dòng)，放電起始后，脈沖分辨率尚可；繼續(xù)升壓，分辨率