《局部放電試驗(yàn)》PPT課件.ppt

局部放電試驗(yàn) ,局部放電試驗(yàn),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(shè)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(dǎo)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(nèi)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(chǎn)生：設(shè)備絕緣內(nèi)部存在弱點(diǎn)或生產(chǎn)過程中造成的缺陷，在高壓電場作用下發(fā)生重復(fù)擊穿和熄滅現(xiàn)象-局部放電。,局部放電的特點(diǎn)： 放電能量很小，短時(shí)間內(nèi)存在不影響電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度； 對絕緣的危害是逐漸加大的，它的發(fā)展需要一定時(shí)間-累計(jì)效應(yīng)-缺陷擴(kuò)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(shí)間、局放種類、產(chǎn)生位置、絕緣種類等有關(guān)。 局部放電試驗(yàn)屬非破壞試驗(yàn)。不會(huì)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(biāo),確定局部放電起始和熄滅電壓。發(fā)現(xiàn)其它絕緣試驗(yàn)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(shí)注入試品兩端時(shí),試品兩端電壓的瞬時(shí)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(yàn)電壓： 按相關(guān)規(guī)定施加的局部放電試驗(yàn)電壓，在此電壓下局部放電量不應(yīng)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(shù)值。,局部放電起始電壓Ui： 試品兩端出現(xiàn)局部放電時(shí)，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(shí) 的電壓值。（理論上比起始電 壓低一半，但實(shí)際上要低很多 5%-20%甚至更低） 二、局部放電機(jī)理： 內(nèi)部放電：絕緣材料中含有氣隙、油隙、雜質(zhì)等，在電場的作用下會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)內(nèi)部或介質(zhì)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(zhì)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(chǎn)生與介質(zhì)內(nèi)部電場分布有關(guān)，空穴與介質(zhì)完好部分電壓分布關(guān)系如下： 介質(zhì)總電容: 設(shè)空穴與其串聯(lián)部分介質(zhì)的總電容Cn:,因?yàn)榻橘|(zhì)電容充電電荷q=UC C=S/d Eg:空穴電場強(qiáng)度 g:空穴介電常數(shù) Eb:與空穴串聯(lián)部分電場強(qiáng)度 b: 與空穴串聯(lián)部分介電常數(shù) 設(shè)qn為空穴充電電荷 Ug=qn/Cg 空穴電場強(qiáng)度Eg= Ug/dg=q/dgCg,dg:空穴距離 db:串聯(lián)部分完好介質(zhì)厚度 介質(zhì)中平均場強(qiáng),g=1空穴大多為空氣 b1 所以空穴的E高于完好介質(zhì),同時(shí)，完好介質(zhì)的臨界場強(qiáng)遠(yuǎn)高于空氣，如環(huán)氧樹脂Ec=200-300(kV/cm),而空氣為25-30(kV/cm)，當(dāng)外施電壓達(dá)一定值時(shí)空穴首先擊穿,其它介質(zhì)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(shí)空穴電壓下降時(shí)間很短約10-7s相當(dāng)一脈沖波。 內(nèi)部放電總是出現(xiàn)在電源的 一、三象限，脈沖次數(shù)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(guān)系。,2.表面放電： 由于在套管法蘭、電纜終端及導(dǎo)體與介質(zhì)彎角處產(chǎn)生一平行表面的場強(qiáng)分量，當(dāng)場強(qiáng)較高時(shí)會(huì)產(chǎn)生表面放電。 放電波形與電極形狀有關(guān)，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(dǎo)體表面的電場強(qiáng)度達(dá)到附 近氣體的擊穿場強(qiáng)發(fā)生的放電。電 暈放電大多發(fā)生在電極邊緣、導(dǎo)體 尖端周圍，電暈放電一般發(fā)生在負(fù) 半周。 三、放電量與各參數(shù)間的關(guān)系 一個(gè)脈沖真實(shí)放電量qr，Ug、Ur等參數(shù)在實(shí)際試品中是不可知的，同時(shí)絕緣缺陷各不相同，故真實(shí)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(chǎn)生一個(gè)U,同時(shí)也引起絕緣介質(zhì)中電荷q的轉(zhuǎn)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(huì)產(chǎn)生各種物理、化學(xué)變化，如發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移交換，發(fā)射電磁波、聲波、發(fā)熱、發(fā)光、產(chǎn)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(qiáng)、故能量較集中，因此通過超聲波測試技術(shù)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(diǎn)： 1. 可以較準(zhǔn)確的測定局部放電的位置。 2. 測量簡便?？稍诒粶y設(shè)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(yīng)用 1. 超聲波傳感器的原理:壓電效應(yīng) 單片陶瓷振動(dòng)子 ft/r2 t: 振動(dòng)子厚度 r：振動(dòng)子半徑 采用密封結(jié)構(gòu)傳感器 根據(jù)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(shí)間零點(diǎn)測量與超聲信號的時(shí)間差t 計(jì)算出放電點(diǎn)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(zhì) 電纜芯 水介質(zhì) 光電倍增管觀察 熱檢測法 嚴(yán)重放電 局部熱效應(yīng) 熱電偶 測溫升 放電產(chǎn)物分析法 分解氣體 分析化學(xué)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(shù)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(gè)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(shù)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(tái)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(gè)四端網(wǎng)絡(luò)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(diào)諧回路。 調(diào)諧回路的頻率特性應(yīng)與測量儀器的工作頻率相匹配。測量阻抗應(yīng)具有阻止試驗(yàn)電源頻率進(jìn)入儀器的頻率響應(yīng)。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(shí)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(yīng)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(shù)。,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(diào)節(jié)UN得到不同的q0值。不論采用何種接線，校準(zhǔn)信號必須從試品兩端注入。 如采用示波器觀察脈沖，應(yīng)先調(diào)節(jié)寬帶放大器的增益，得到一個(gè)高度為L0mm的脈沖，然后計(jì)算單位刻度的放電量q0/ L 0，此時(shí)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(shù) 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(shù)： q= UN.Cq（x/x0）10(N1-N2 ） X: 測量信號讀數(shù)；x0：校正信號讀數(shù) 一般放大器總增益100dB，分為5個(gè)檔位，每個(gè)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(diào)節(jié)放大器使讀數(shù)為X0=100格 放大器檔位為N2=3（此時(shí)放大器微調(diào)不能再動(dòng)） 測量信號讀數(shù) 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(shí)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(shí)二次短接 后與鐵心一起接地。,標(biāo)準(zhǔn)：GB1208-97電流互感器規(guī)定在電壓1.2Um/3時(shí)放電量：交接時(shí)不大于20pC Um=1.15Un=1.1535=40.25kV 試驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)： 相對地,GB1207-97電壓互感器,規(guī)定在電壓1.2Um/3時(shí)放,電量：交接時(shí)不大于20Pc。,相對相：在電壓1.2 Um放電量：在交接時(shí)不大于20Pc。試驗(yàn)時(shí)一次、二次不應(yīng)短路，試驗(yàn)應(yīng)作兩次，AX對調(diào)，放電量取大的為最后結(jié)果。采用直接加壓法，如勵(lì)磁電流過大，應(yīng)采用3倍頻電源。 第五節(jié) 電力變壓器局部放電試驗(yàn) 1. 測量接線及試驗(yàn)方法： +,相對相：在電壓1.2 Um放電量：在交接時(shí)不大于20Pc。試驗(yàn)時(shí)一次、二次不應(yīng)短路，試驗(yàn)應(yīng)作兩次，AX對調(diào)，放電量取大的為最后結(jié)果。采用直接加壓法，如勵(lì)磁電流過大，應(yīng)采用3倍頻電源。 第五節(jié) 電力變壓器局部放電試驗(yàn) 1. 測量接線及試驗(yàn)方法： +,標(biāo)準(zhǔn)： 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(shù)條件； 3.依據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如：JB/DQ2628-90，樹脂絕緣干式變壓器質(zhì)量分等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定放電量應(yīng)小于50pC。 加壓方法：低壓施加相對相1.5Um預(yù)加電壓，持續(xù)30s，然后降至1.1Um相對相電壓，持續(xù)3min讀數(shù)。 低壓施加3相倍頻電源。 試驗(yàn)方法：測量A相，B、C分別接地，其他兩相同理。判定時(shí)取最大值。試驗(yàn)時(shí)鐵心接地。,第六節(jié) 局部放電波形圖譜識別 1.內(nèi)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(dòng)作 磁飽和產(chǎn)生的諧振波形 調(diào)制或非調(diào)制的干擾波形 熒光燈產(chǎn)生的干擾,第七節(jié) 局部放電試驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng)： 1. 試驗(yàn)程序： 試前準(zhǔn)備：試品表面應(yīng)清潔干燥，其溫度和環(huán)境溫度一致，試驗(yàn)前試品不應(yīng)受機(jī)械、熱和電的作用。 校驗(yàn)測試回路的靈敏度，應(yīng)不低于試品允許放電量的50%。 高壓引線應(yīng)采用蛇皮管，與試品連接處應(yīng)緊密，必要時(shí)加屏蔽。 試品、測試設(shè)備可靠接地，最好一點(diǎn)接地，接地線盡量短。 試驗(yàn)回路要緊湊，試品遠(yuǎn)離其他物體。,1. 干擾的來源、識別和抑制： 來源： a.電源干