局部放电试验PPT学习教案

1、会计学1局部放电试验局部放电试验一、局部放电的特征一、局部放电的特征第1页/共97页第2页/共97页第3页/共97页第4页/共97页第5页/共97页第6页/共97页ccbbcbbEEEEbcbEUd第7页/共97页1、气隙放电2、油隙放电3、极不均匀电场放电第8页/共97页局部放局部放电电ccBEEcEEE外内ccuu 第9页/共97页第一次放第一次放电电()cccquuu 第二次放第二次放电电2()2cccquuu 第第n次放电次放电()cccnquun u 局部放电发生与否？局部放电发生与否？ccBun uU 外第10页/共97页间隙放电电荷和电压随时间的变化间隙放电电荷和电压随时间的变化

2、vpvrdQ/dtvg形成时间局部放电脉冲的形成时间，除了极不均匀电场和局部放电脉冲的形成时间，除了极不均匀电场和油隙放电的情况外，一般在油隙放电的情况外，一般在0.01us以下。以下。第11页/共97页rcabcabquC CCCCqCUrccbquCCabCC1、实际放电量qr第12页/共97页2、视在放电量qa视在放电电荷是指产生局部放电时，一次放电在试样两端出现的瞬变电荷。条件：（1）介质电阻Ra、Rb以及气隙电阻Rc都很大；（2）放电时间极短（10-8 s）。假定：在放电过程中， （1）电源来不及供给补充电荷；（2）各个电容上的电荷没有泄漏掉。第13页/共97页bbaccbaaCCu

3、uuCCC cbaaaaacbC CquCu CCC rccbquCCacbqu C barcbCqqCC第14页/共97页关于实际放电量qr和视在放电量qa的讨论barcbCqqCC（1） ，因此 ；（2）真正代表放电量大小的是qr，而非qa；（3）两个视在放电量qa相同的试品，不能直接通过qa的大小比较实际放电量的大小，而要具体分析Cb、Cc的差别，即具体问题、具体分析。cbCCarqq第15页/共97页3、局部放电起始电压Ui 局部放电起始电压局部放电起始电压：是指试样产生局部放电：是指试样产生局部放电时，在试样两端施加的电压值。时，在试样两端施加的电压值。 在实际测量中，施加电压必须从

4、低于起始放在实际测量中，施加电压必须从低于起始放电的电压开始，按一定速度上升。电的电压开始，按一定速度上升。同时，为同时，为 了能在灵敏度不同的测试装置了能在灵敏度不同的测试装置上所测的起始电压进行比较，一般是以视在放电上所测的起始电压进行比较，一般是以视在放电电荷超过某一规定值时的最小电压值为起始放电电荷超过某一规定值时的最小电压值为起始放电电压。电压。第16页/共97页4、局部放电熄灭电压、局部放电熄灭电压Ue当加于试品上的电压从已测到局部放电的较高值逐渐当加于试品上的电压从已测到局部放电的较高值逐渐降低时，直至在试验测量回路中观察不到这个放电值的降低时，直至在试验测量回路中观察不到这个放

5、电值的最低电压。实际上，熄灭电压是局部放电量值等于或小最低电压。实际上，熄灭电压是局部放电量值等于或小于某一规定值时的最低电压。于某一规定值时的最低电压。5、放电发生重复率：每秒放电重复的次数。、放电发生重复率：每秒放电重复的次数。第17页/共97页1、绝缘介质内部局部放电内部局部放电：（1）在绝缘介质内部；（2）介质与电极之间的气隙放电。放电的特性与介质的特性和气隙的形状、大小、位置以及气隙中气体的性质有关。第18页/共97页绝缘介质内部气泡放电波形外加电压较低外加电压较高特点特点：（1）正负半周放电脉冲的图形基本上对称；正负半周放电脉冲的图形基本上对称；（2）90和和270之后的一段相位内

6、不会出现之后的一段相位内不会出现放电脉冲。放电脉冲。第19页/共97页绝缘介质内部气泡放电波形第20页/共97页电极与绝缘介质之间气隙放电波形 特点特点：（1）正负半周放电脉冲不对称；正负半周放电脉冲不对称；（2）高压端，正半周放电大而疏，后半周放电小而密）高压端，正半周放电大而疏，后半周放电小而密；（3）低压端，反之。）低压端，反之。第21页/共97页2、介质表面局部放电第22页/共97页2、介质表面局部放电 放电波形 特点特点：（1）正负半周放电脉冲不对称；正负半周放电脉冲不对称；（2）高压端，正半周放电大而疏，后半周放电小而密）高压端，正半周放电大而疏，后半周放电小而密；（3）低压端，反

7、之。）低压端，反之。第23页/共97页3、电晕放电 电晕放电是在电场极不均匀的情况下，导体附电晕放电是在电场极不均匀的情况下，导体附近的电场强度达到气体的击穿场强时发生的。近的电场强度达到气体的击穿场强时发生的。 这时在距电极间其它地方的电场强度仍然低于这时在距电极间其它地方的电场强度仍然低于击穿场强，因此放电只是发生在局部区域而没有贯击穿场强，因此放电只是发生在局部区域而没有贯穿整个电极之间。穿整个电极之间。典型不均匀电场：尖典型不均匀电场：尖-板电极板电极第24页/共97页3、电晕放电 放电波形电压较低电压较高 特点特点：（1）正负半周放电脉冲不对称；正负半周放电脉冲不对称；（2）局部放电

8、总是先出现在负半周；）局部放电总是先出现在负半周；（3）随着电压升高，正半周开始出现局部放电。）随着电压升高，正半周开始出现局部放电。第25页/共97页第26页/共97页第27页/共97页第28页/共97页第29页/共97页第30页/共97页第31页/共97页第32页/共97页第33页/共97页第34页/共97页第35页/共97页第36页/共97页第37页/共97页 Cx，试品电容；，试品电容；Zm（Zm），测量阻抗；），测量阻抗；Ck，耦，耦合电容，为合电容，为Cx与与Zm之间提供一个低阻抗通道。之间提供一个低阻抗通道。Z，低，低通滤波器，通工频，阻高频。通滤波器，通工频，阻高频。ZxCmZ

9、KC)(aMAZxCmZKC)(bMAAMxCmZZKCmZ)(c图图4 410 10 测量局部放电的基本回路测量局部放电的基本回路第38页/共97页 并联测量回路，如图（并联测量回路，如图（a）：）： 试验电压试验电压U经经Z施加于试品施加于试品Cx，测量回路由，测量回路由Ck与与Zm串联而成，并与串联而成，并与 Cx并联，因此称为并联测量回路并联，因此称为并联测量回路。试品上的局部放电脉冲经。试品上的局部放电脉冲经Ck耦合到耦合到Zm上，经放大上，经放大器器A送到测量仪器送到测量仪器M。 这种测量回路适合于试品一端接地的情况，在实这种测量回路适合于试品一端接地的情况，在实际工作中应用较多。

10、际工作中应用较多。ZxCmZKC)(aMAZxCmZKC)(bMAAMxCmZZKCmZ)(c图图4 410 10 测量局部放电的基本回路测量局部放电的基本回路第39页/共97页 串联测量回路，如图（串联测量回路，如图（b）：）： 测量阻抗测量阻抗Zm串联接在串联接在 试品试品Cx低压端与地之间，低压端与地之间，并经由并经由Ck形成放电回路。形成放电回路。 试品的低压端必须与地绝缘。试品的低压端必须与地绝缘。ZxCmZKC)(aMAZxCmZKC)(bMAAMxCmZZKCmZ)(c图图4 410 10 测量局部放电的基本回路测量局部放电的基本回路第40页/共97页 桥式测量回路（又称平衡测量

11、回路），如图（桥式测量回路（又称平衡测量回路），如图（c）： 试品试品Cx与耦合电容与耦合电容Ck均与地绝缘，测量阻抗均与地绝缘，测量阻抗Zm与与Zm分别接在分别接在 Cx与与Ck的低压端与地之间。测量仪器的低压端与地之间。测量仪器M测量测量Zm与与Zm上的电压差。上的电压差。ZxCmZKC)(aMAZxCmZKC)(bMAAMxCmZZKCmZ)(c图图4 410 10 测量局部放电的基本回路测量局部放电的基本回路第41页/共97页 2无线电干扰电压法无线电干扰电压法（ Radio Interference Voltage ，RIV） 通过射频传感器检测放电信号。通过射频传感器检测放电信号。

12、 射频传感器：电容传感器、射频传感器：电容传感器、Rogowski线圈电流传线圈电流传感器、射频天线传感器等。感器、射频天线传感器等。 RIV方法能定性检测局部放电是否发生，甚至可以方法能定性检测局部放电是否发生，甚至可以根据电磁信号的强弱对电机线棒和没有屏蔽层的长电根据电磁信号的强弱对电机线棒和没有屏蔽层的长电缆进行局部放电定位；缆进行局部放电定位； 采用采用Rogowski线圈传感器也能定量检测放电强度线圈传感器也能定量检测放电强度，且测试频带较宽（，且测试频带较宽（130MHz）。）。第42页/共97页第43页/共97页第44页/共97页第45页/共97页系统的电信号的干扰。系统的电信号

13、的干扰。第46页/共97页传感器：压电陶瓷传感器：压电陶瓷第47页/共97页第48页/共97页第49页/共97页第50页/共97页CkCxuZm计算计算ZmZm上电压波形的等值回路上电压波形的等值回路第51页/共97页/xkxkRC CtRCCt TRAquu eeC u uR R的幅值为的幅值为q/Cxq/Cx，CACA一定时，一定时，u uR R的幅值与视在放电量的幅值与视在放电量q q成正比成正比。一般气隙放电，脉冲的前沿仅约。一般气隙放电，脉冲的前沿仅约0.010.01微秒左右。当时间常数微秒左右。当时间常数TRTR远大于此值时，可视脉冲为方波而得到（远大于此值时，可视脉冲为方波而得到

14、（3-193-19）式。如果）式。如果TRTR和脉和脉冲前沿时间可以比拟时，则冲前沿时间可以比拟时，则uRuR的表达式便不能用（的表达式便不能用（3-193-19）式了。）式了。假定脉冲波的前沿是指数上升的，则假定脉冲波的前沿是指数上升的，则uRuR便是一个双指数波。此外，便是一个双指数波。此外，如果是油中电晕之类的脉冲，其前沿时间可达数微秒甚至更长，即如果是油中电晕之类的脉冲，其前沿时间可达数微秒甚至更长，即使使TRTR为若干微秒，二者也是可比拟的，此时为若干微秒，二者也是可比拟的，此时uRuR也是双指数波，图也是双指数波，图3-103-10（a a）曲线）曲线2 2为此波形的示意图。为此波

15、形的示意图。CkCxuZm第52页/共97页() ()CRt TKCRMKAKAAKCqueCC CCCCC()AKCRmmAKC CTCRCC阻容并联是在第一种无感电阻的基础上的改进，由于信号电阻容并联是在第一种无感电阻的基础上的改进，由于信号电缆和仪器的杂散电容及输入电容的存在，即使适用无感电阻作检测缆和仪器的杂散电容及输入电容的存在，即使适用无感电阻作检测阻抗，也会使结果产生误差，为此在无感电阻旁并入一个适当的电阻抗，也会使结果产生误差，为此在无感电阻旁并入一个适当的电容，并使之大于杂散电容若干倍，从而可以忽略杂散电容的影响，容，并使之大于杂散电容若干倍，从而可以忽略杂散电容的影响，使预

16、计结果更准确。但并入的电容会使输入信号幅值下降，灵敏度使预计结果更准确。但并入的电容会使输入信号幅值下降，灵敏度下降，但消弱了高频信号干扰。下降，但消弱了高频信号干扰。CkCxuZm第53页/共97页coscos()ttLxxxkmxkqqtueteCCC CLCCCkCxuZm为回路损耗造成的衰减时间常数为回路损耗造成的衰减时间常数的倒数。图的倒数。图3-103-10曲线曲线1 1为为u uL L的波形示意图的波形示意图。u uL L的幅值与的幅值与u uR R相同，均为相同，均为q/Cxq/Cx。如果。如果脉冲的前沿时间与振荡周期可以比拟时脉冲的前沿时间与振荡周期可以比拟时，则，则u uL

17、 L的波形如图的波形如图3-103-10曲线曲线2 2，其幅值比，其幅值比曲线曲线1 1的小，包络线是双指数波。的小，包络线是双指数波。第54页/共97页CkCxuZm电感作为检测元件，对具有高频分量的脉冲，测量林敏度高电感作为检测元件，对具有高频分量的脉冲，测量林敏度高；但对低频是低阻抗，所以不会出现工频干扰问题。其缺点是与回；但对低频是低阻抗，所以不会出现工频干扰问题。其缺点是与回路电容构成震荡回路，不利于某些定量测量，此外，电感也容易接路电容构成震荡回路，不利于某些定量测量，此外，电感也容易接收高频或脉冲干扰。收高频或脉冲干扰。第55页/共97页cos()tkLCxkxkxkmmmxkx

18、kCqtueC CCCC CCLCCCCC由式可见，由式可见，u uLCLC的幅值小于的幅值小于u uL L，振荡周期加大了。，振荡周期加大了。考虑到考虑到 ，并选，并选 则：则：mxCCkxCCcostLCmmmqtueCL C由此可见，由此可见，uLCuLC的幅值与的幅值与q q成正比而与成正比而与CxCx几乎无关，振荡频率几乎无关，振荡频率也只受也只受LmCmLmCm控制，也就是说，我们可以根据需要选定输出电压的频控制，也就是说，我们可以根据需要选定输出电压的频带而与试品电容无关。带而与试品电容无关。第56页/共97页电感电容并联构成调谐回路，对一定频率的分量具有较大的电感电容并联构成调

19、谐回路，对一定频率的分量具有较大的灵敏度，适当选定谐振频率，可以避免频带外信号的干扰。由于电灵敏度，适当选定谐振频率，可以避免频带外信号的干扰。由于电感的存在，可以避免工频影响。这种输出波形是振荡的，但灵敏度感的存在，可以避免工频影响。这种输出波形是振荡的，但灵敏度比以电感作检测阻抗时低。比以电感作检测阻抗时低。CkCxuZm第57页/共97页第58页/共97页第59页/共97页0180360水平扫描和椭圆扫描显示屏上波形示意图。水平扫描和椭圆扫描显示屏上波形示意图。 示波器可用水平扫描和椭圆扫描，水平扫描时全屏示波器可用水平扫描和椭圆扫描，水平扫描时全屏偏转相当于一个周期，并与试验电压同步，以确定脉偏转相当于一个周期，并与试验电压同步，以确定脉冲的相位。椭圆扫描也是每扫一周相当于试验电压一冲的相位。椭圆扫描也是每扫一周相当于试验电压一个周期。个周期。第60页/共97页(a)高压极产生的电晕(b)介质中的空穴放电(c)靠近高压电极的空穴放电(d)电接触噪音典型放电示波图典型放电示波图 局部放电试验时，除绝缘内部可能产生局部放电外局部放电试验时，除绝缘内部可能产生局部放电外，引线的联接、电接触以及日光灯，高压电极的电晕，引线的联接、电接触以及日光灯，高压电极的电晕等，也会影响局部放电的波形。为此，要区别绝缘内等，也会影响局部放电的波形。为此，要区别绝缘内部的