局部放電測量

1、 局 部 放 電 測 量隨著電力設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的許多故障和事故與局部放電有關(guān)，因此對局部放電的測量越來越重視，在交接規(guī)程和預(yù)試規(guī)程中列為試驗項目。一、 局部放電的基本概念：1、 什麼是局部放電 局部放電是指電氣設(shè)備在電壓的作用下，絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)部的氣隙、油膜或?qū)w的邊緣發(fā)生非貫穿性的放電現(xiàn)象。以變壓器為例：變壓器絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部發(fā)生局部放電的原因很多，如果設(shè)計不當，局部場強過高，工藝上有缺陷使絕緣中含有氣泡，在運行中油質(zhì)劣化分解出氣泡，機械振動和熱脹冷縮造成局部開裂出現(xiàn)氣泡。在這些情況下，在外施電壓下都會發(fā)生局部放電。一旦發(fā)生局部放電，放電就會持續(xù)發(fā)展，造成絕緣老化，嚴

2、重的會造成絕緣擊穿。2、 視在放電量：是指在試品兩端注入一定電荷量，使試品端電壓的變化量和局部放電時端電壓的變化量相同。此時注入的電荷量稱為局部放電的視在放電量。 以皮庫（PC）表示。3、局部放電起始電壓 是指試驗電壓從不產(chǎn)生局部放電的較低電壓逐漸增加，能觀察到試品開始出現(xiàn)局部放電時，試品兩端施加的最低電壓稱局部放電起始電壓4、 局部放電熄滅電壓試品發(fā)生局部放電后，在逐漸降低外施電壓的過程中，試驗裝置尚能觀察到局部放電時，試品兩端施加的最低電壓稱局部放電熄滅電壓。（外施電壓在降低就觀察不到局部放電了）5、局部放電的幾種檢測方法1、電荷法測量局部放電常規(guī)的電荷法局部放電測量，是通過放電量的變化發(fā)

3、現(xiàn)缺陷。2、高頻法測量局部放電用產(chǎn)生的高頻信號達到發(fā)現(xiàn)缺陷的目的。測量頻率在40MHZ-300MHZ。3、振動法測量局部放電通過放置在外殼上的傳感器接受放電產(chǎn)生的振動脈沖打到檢測放電故障的目的4、聲測法測量局部放電測量原理與振動法相似，通過放置在外殼上的聲傳感器接受放電產(chǎn)生的超聲信號，達到發(fā)現(xiàn)缺陷的目的。5、測分解物法在局部放電作用下?？赡苡蟹纸馕锘蛏晌锍霈F(xiàn)，可以用色譜及光譜分析來確定各種分解物或生成物，從而判斷局部放電的程度。二、局部放電的試驗回路和測量儀器1、局部放電試驗基本回路圖 1 局部放電測量的基本回路（a）測量阻抗與耦合電容器串聯(lián)回路，（b）測量阻抗與試品串聯(lián)回路，（c）平衡回路

4、 Zf 高壓濾波器 Cx試品等效電容 Ck-耦合電容器 Zm-測量阻抗 Z調(diào)平衡元件2、試驗回路選擇2.1試驗電壓下，試品的工頻電容電流超出測量阻抗Zm的允許值，或試品的接地部定接地時，可采用圖1（a）試驗回路2.2試驗電壓下，試品的工頻電容電流符合測量阻抗Zm的允許值時，可采用圖1（b）試驗回路2.3試驗電壓下，圖1（a）、（b）試驗回路有過高的干擾信號時，可采用圖1（c）試驗回路3、視在放電量的校準：3.1校準的基本原理視在放電量校準的基本原理是：以幅值為U0的方波通過串接小電容C0注入試品兩端，此時注入的電荷為： QO=U0C03.2直接校準將已知電荷量QO注入試品兩端稱為直接校準 圖

5、2直接校準的接線3.3間接校準將已知電荷量QO注入測量阻抗Zm兩端稱為間接校準 圖 3間接校準的接線三、電力設(shè)備的局部放電試驗 1、電力設(shè)備的局部放電試驗前對試品要求1.1本試驗在所有高壓絕緣試驗之后進行，必要時可在耐壓試驗前后各進行一次。1.2試品的表面應(yīng)清潔干燥，試品在試驗前不應(yīng)受機械、熱的作用。1.3油浸絕緣試品經(jīng)長途運輸或注油后應(yīng)靜止48小時后，方能試驗。1.4測定回路的背景噪聲水平。2、變壓器局部放電試驗2.1變壓器局部放電試驗的試驗電壓 根據(jù)國家標準GB1094.32003電力變壓器中規(guī)定變壓器局部放電試驗電壓為： U1=1.7Um 局部放電試驗的預(yù)加電壓 U2=1.5 Um/3

6、在此電壓下允許放電量Q500PC U2=1.3 Um/3 在此電壓下允許放電量Q300PC Um-設(shè)備最高工作電壓 局 部 放 電 試 驗 電 壓 及 標 準 變 壓 器系統(tǒng)電壓KV系統(tǒng)最高電壓KV試驗電壓KV放電量PC 500 550U1= 1.7Um/3=1.7×550/3=539.8U2= 1.5Um/3=1.5×550/3=476.3500U2=1.3Um/3=1.3×550/3=412.8 300U2= 1.1Um/3=1.1×550/3=349.3220 252U1= 1.7Um/3=1.7×252/3=247.3U2= 1.5Um

7、/3=1.5×252/3=218.2 500U2= 1.3Um/3=1.3×252/3=189.1 300U2= 1.1Um/3=1.1×2523=160.0 110 126U1= 1.7Um/3=1.7×1263=123.6U2= 1.5Um/3=1.5×126/3=109.12 500U2= 1.3Um/3=1.3×126/3=94.57 300U2= 1.1Um/3=1.1×1263=80 干 式 變 壓 器系統(tǒng)電壓KV系統(tǒng)最高電壓KV試驗電壓KV放電量PC 35 40.5U1= 1.5Um/3=1.5×40

8、.5/3=35.08 接地U2= 1.1Um/3=1.1×40.5/3=25.72 100U1= 1.5 Um/=1.5×40.5=60.75 不接地U2= 1.1Um=1.1×40.5=44.55 100 電 力 電 纜 預(yù) 加 電 壓預(yù)加時間試驗電壓 放電量（PC） 1.75UO10S 1.5 UO 5互 感 器種類測量電壓(KV)允許放電量(PC)環(huán)氧或干式油浸或氣體電流互感器1.2Um/350201.2Um(必要時)10050電壓互感器66KV1.2Um/350201.2Um(必要時)1005035KV全絕緣結(jié)構(gòu)1.2Um100501.2Um/35020半

9、絕緣結(jié)構(gòu)1.2Um/350201.2Um(必要時)100502.2局部放電試驗步驟首先試驗電壓升到U2下進行測量，保持5分鐘，然后試驗電壓生到U1保持5秒鐘，最后電壓降到U2下進行測量，保持30分鐘 圖 4變壓器局部放電試驗的加壓時間及步驟試驗前，記錄所有測量電路的背景噪聲水平，其值應(yīng)低于規(guī)定的視在放電量的50%。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。在整個試驗過程中，應(yīng)連續(xù)觀察放電波形，并按一定時間間隔記錄放電量Q。放電的讀取，以相對穩(wěn)定的最高重復(fù)脈沖為準，偶爾發(fā)生的較高的脈沖可忽略，但應(yīng)作好記錄備查。在整個試驗期間試品不發(fā)生擊穿，在U2的第二階段的30min內(nèi)，所

10、有測量端子測得的放電量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，則試品合格。 如果放電量曾超過允許限值，但之后又降并低于允許的限值。則試驗應(yīng)繼續(xù)進行，直到此后30min的期間內(nèi)局部放電量不超過允許的限值。則試品合格。2.3變壓器試驗的基本接線 圖 5變壓器局部放電試驗的基本原理接線利用變壓器套管電容作為耦合電容CK，并在其末屏端子對地串接測量阻抗Zm。2.4試驗電源試驗電源一般采用50HZ的倍頻或其他合適頻率。現(xiàn)場試驗電源是采用電動機發(fā)電機組產(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)生的試驗電源。3、 互感器的局部放電試驗3.1.

11、 電流互感器3.1.1電流互感器電流互感器試驗接線 圖 6電流互感器局部放電試驗接線 Ck-耦合電容器 Zm-測量阻抗 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）測量阻抗與耦合電容串聯(lián) （b）測量阻抗與二次繞組端子串聯(lián)3.1.2對電容式電流互感器 圖 7電容式電流互感器局部放電試驗接線 Cg-電容式電流互感器末屏3.2、電壓互感器試驗接線3.2.1用自磁法試驗接線：試驗電壓一般可用電壓互感器二次繞組自勵磁產(chǎn)生，以雜散電容取代耦合電容。如圖8(a) 以150HZ的頻率作為試驗電源。（三倍頻）自磁法接有耦合電容器CK采用如圖8(b) 試驗接線 圖 8電壓互感器自磁

12、法試驗接線3.2.2用外施電壓的試驗接線 圖 8電壓互感器外施電壓試驗接線3.3.三倍頻發(fā)生器 圖 9三倍頻發(fā)生器3.4. 互感器的局部放電試驗電壓系統(tǒng)電壓kV最高電壓kV局放1.2Um/3允許的視在放電量水平（PC）測量電壓（kV）環(huán)氧樹脂及其它干式油浸式和氣體式3540.52850206672.550.22011012586.620220252174.520四、局部放電試驗的干擾及抑制1、局部放電試驗的干擾來源1.1電源網(wǎng)絡(luò)的干擾局部放電試驗所用電源一般都是來自低壓配電網(wǎng)，在低壓配電網(wǎng)中，各類來自試驗場地及其附近的大電流設(shè)備，頻繁啟動的設(shè)備等都對試驗造成影響。如繞線機、電焊機、起重機等。在

13、試驗設(shè)備還沒有加壓時，局放儀上就已經(jīng)顯示各種各樣的干擾信號了。1.2空間干擾空間干擾主要有空間強電磁干擾和空間懸浮電位干擾。當試驗設(shè)備還沒有加壓，空間強電磁干擾信號就已經(jīng)在局放儀上，有了干擾信號。它一般來自大功率信號發(fā)射塔，以及載波通訊等設(shè)備。1.3試驗回路接觸不良、各部位電暈及試驗設(shè)備的內(nèi)部放電。1.4接地系統(tǒng)的干擾1.5金屬物體懸浮電位的放電2、干擾的抑制抑制干擾的措施很多。有些干擾在變電所現(xiàn)場要完全消除是不可能的。實際試驗時只要將干擾抑制在某一水平以下，能有效測量試品內(nèi)部的局部放電就可以了。在很大程度上取決于測試者的分析能力和經(jīng)驗。2.1低通濾波器在高壓試驗變壓器的低壓側(cè)設(shè)置低通濾波器，

14、抑制試驗供電網(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)計成能抑制來自相線、中線（220V電源）兩線路中的干擾。通常設(shè)計成型濾波器。圖10 （a） 圖10 雙型濾波網(wǎng)絡(luò)接線和屏蔽式隔離變壓器2.2屏蔽式隔離變壓器隔離變壓器的輸入和輸出端之間只有磁的聯(lián)系，沒有電路連接。線路中的低頻躁聲就基本被隔離，并且隔離變壓器目前一都是采用雙屏蔽，輸入端和輸出端都接有電容，這樣線路中的高頻的噪聲也基本被控制。隔離變壓器是目前最有效和最常見的抗干擾措施之一。如圖10（b）屏蔽式隔離變壓器和低壓電源濾波器同時使用，抑制干擾效果較好。2.3高壓濾波器在試驗變壓器的高壓端設(shè)置高壓低通濾波器，抑制電源供電網(wǎng)絡(luò)中的

15、干擾。高壓濾波器通常設(shè)計成T型或TT型，也可L型。它的阻塞頻率應(yīng)與局部放電檢測儀的頻帶相匹配。 圖11高壓濾波器的接線圖 （a）高壓濾波器的T型接線 (b) 高壓濾波器的L型接線2.4高壓端部電暈放電的抑制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。2.5接地干擾的抑制 抑制試驗回路接地系統(tǒng)的干擾，唯一的措施是在整個試驗回路選擇一點接地。2.6試驗回路盡量緊湊，特別是高壓引線線徑要足夠大，并與試品垂直。2.7試品周圍物品，不應(yīng)產(chǎn)生懸浮電壓，周圍金屬材料應(yīng)接地。2.8空間干擾的抑制改變試驗設(shè)備的擺放位置。改變試驗設(shè)備的擺放方向。盡量縮短高壓引線。五、局部放電試驗所需要設(shè)備 1、變壓器局部放電試驗所需要設(shè)備 1.1無局放變頻電源：額定容量：300KW額定輸入電壓：三相380V 50赫茲額定輸出電壓： 單相0-350V 額定輸出電流： 857A輸出頻率： 30-300HZ局部放電量 10PC 1.2無局放勵磁變壓器： 額定容量：300KVA 輸入電壓: 0-350V (低壓 320 .360 400 400V可串可并) 輸入電流: 0-857A輸出電壓: 35×2KV (高壓二個繞組可串可并)輸出電流: 4.2×2A額定頻率： 100HZ工作頻率： 30-300HZ局部放電量 10PC