局部放電試驗(yàn)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1局部放電試驗(yàn)局部放電試驗(yàn)一、局部放電的特征一、局部放電的特征第1頁(yè)/共97頁(yè)第2頁(yè)/共97頁(yè)第3頁(yè)/共97頁(yè)第4頁(yè)/共97頁(yè)第5頁(yè)/共97頁(yè)第6頁(yè)/共97頁(yè)ccbbcbbEEEEbcbEUd第7頁(yè)/共97頁(yè)1、氣隙放電2、油隙放電3、極不均勻電場(chǎng)放電第8頁(yè)/共97頁(yè)局部放局部放電電ccBEEcEEE外內(nèi)ccuu 第9頁(yè)/共97頁(yè)第一次放第一次放電電()cccquuu 第二次放第二次放電電2()2cccquuu 第第n次放電次放電()cccnquun u 局部放電發(fā)生與否？局部放電發(fā)生與否？ccBun uU 外第10頁(yè)/共97頁(yè)間隙放電電荷和電壓隨時(shí)間的變化間隙放電電荷和電壓隨時(shí)間的變化

2、vpvrdQ/dtvg形成時(shí)間局部放電脈沖的形成時(shí)間，除了極不均勻電場(chǎng)和局部放電脈沖的形成時(shí)間，除了極不均勻電場(chǎng)和油隙放電的情況外，一般在油隙放電的情況外，一般在0.01us以下。以下。第11頁(yè)/共97頁(yè)rcabcabquC CCCCqCUrccbquCCabCC1、實(shí)際放電量qr第12頁(yè)/共97頁(yè)2、視在放電量qa視在放電電荷是指產(chǎn)生局部放電時(shí)，一次放電在試樣兩端出現(xiàn)的瞬變電荷。條件：（1）介質(zhì)電阻Ra、Rb以及氣隙電阻Rc都很大；（2）放電時(shí)間極短（10-8 s）。假定：在放電過(guò)程中， （1）電源來(lái)不及供給補(bǔ)充電荷；（2）各個(gè)電容上的電荷沒(méi)有泄漏掉。第13頁(yè)/共97頁(yè)bbaccbaaCCu

3、uuCCC cbaaaaacbC CquCu CCC rccbquCCacbqu C barcbCqqCC第14頁(yè)/共97頁(yè)關(guān)于實(shí)際放電量qr和視在放電量qa的討論barcbCqqCC（1） ，因此 ；（2）真正代表放電量大小的是qr，而非qa；（3）兩個(gè)視在放電量qa相同的試品，不能直接通過(guò)qa的大小比較實(shí)際放電量的大小，而要具體分析Cb、Cc的差別，即具體問(wèn)題、具體分析。cbCCarqq第15頁(yè)/共97頁(yè)3、局部放電起始電壓Ui 局部放電起始電壓局部放電起始電壓：是指試樣產(chǎn)生局部放電：是指試樣產(chǎn)生局部放電時(shí)，在試樣兩端施加的電壓值。時(shí)，在試樣兩端施加的電壓值。 在實(shí)際測(cè)量中，施加電壓必須從

4、低于起始放在實(shí)際測(cè)量中，施加電壓必須從低于起始放電的電壓開(kāi)始，按一定速度上升。電的電壓開(kāi)始，按一定速度上升。同時(shí)，為同時(shí)，為 了能在靈敏度不同的測(cè)試裝置了能在靈敏度不同的測(cè)試裝置上所測(cè)的起始電壓進(jìn)行比較，一般是以視在放電上所測(cè)的起始電壓進(jìn)行比較，一般是以視在放電電荷超過(guò)某一規(guī)定值時(shí)的最小電壓值為起始放電電荷超過(guò)某一規(guī)定值時(shí)的最小電壓值為起始放電電壓。電壓。第16頁(yè)/共97頁(yè)4、局部放電熄滅電壓、局部放電熄滅電壓Ue當(dāng)加于試品上的電壓從已測(cè)到局部放電的較高值逐漸當(dāng)加于試品上的電壓從已測(cè)到局部放電的較高值逐漸降低時(shí)，直至在試驗(yàn)測(cè)量回路中觀察不到這個(gè)放電值的降低時(shí)，直至在試驗(yàn)測(cè)量回路中觀察不到這個(gè)放

5、電值的最低電壓。實(shí)際上，熄滅電壓是局部放電量值等于或小最低電壓。實(shí)際上，熄滅電壓是局部放電量值等于或小于某一規(guī)定值時(shí)的最低電壓。于某一規(guī)定值時(shí)的最低電壓。5、放電發(fā)生重復(fù)率：每秒放電重復(fù)的次數(shù)。、放電發(fā)生重復(fù)率：每秒放電重復(fù)的次數(shù)。第17頁(yè)/共97頁(yè)1、絕緣介質(zhì)內(nèi)部局部放電內(nèi)部局部放電：（1）在絕緣介質(zhì)內(nèi)部；（2）介質(zhì)與電極之間的氣隙放電。放電的特性與介質(zhì)的特性和氣隙的形狀、大小、位置以及氣隙中氣體的性質(zhì)有關(guān)。第18頁(yè)/共97頁(yè)絕緣介質(zhì)內(nèi)部氣泡放電波形外加電壓較低外加電壓較高特點(diǎn)特點(diǎn)：（1）正負(fù)半周放電脈沖的圖形基本上對(duì)稱；正負(fù)半周放電脈沖的圖形基本上對(duì)稱；（2）90和和270之后的一段相位內(nèi)

6、不會(huì)出現(xiàn)之后的一段相位內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)放電脈沖。放電脈沖。第19頁(yè)/共97頁(yè)絕緣介質(zhì)內(nèi)部氣泡放電波形第20頁(yè)/共97頁(yè)電極與絕緣介質(zhì)之間氣隙放電波形 特點(diǎn)特點(diǎn)：（1）正負(fù)半周放電脈沖不對(duì)稱；正負(fù)半周放電脈沖不對(duì)稱；（2）高壓端，正半周放電大而疏，后半周放電小而密）高壓端，正半周放電大而疏，后半周放電小而密；（3）低壓端，反之。）低壓端，反之。第21頁(yè)/共97頁(yè)2、介質(zhì)表面局部放電第22頁(yè)/共97頁(yè)2、介質(zhì)表面局部放電 放電波形 特點(diǎn)特點(diǎn)：（1）正負(fù)半周放電脈沖不對(duì)稱；正負(fù)半周放電脈沖不對(duì)稱；（2）高壓端，正半周放電大而疏，后半周放電小而密）高壓端，正半周放電大而疏，后半周放電小而密；（3）低壓端，反

7、之。）低壓端，反之。第23頁(yè)/共97頁(yè)3、電暈放電 電暈放電是在電場(chǎng)極不均勻的情況下，導(dǎo)體附電暈放電是在電場(chǎng)極不均勻的情況下，導(dǎo)體附近的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)發(fā)生的。近的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)發(fā)生的。 這時(shí)在距電極間其它地方的電場(chǎng)強(qiáng)度仍然低于這時(shí)在距電極間其它地方的電場(chǎng)強(qiáng)度仍然低于擊穿場(chǎng)強(qiáng)，因此放電只是發(fā)生在局部區(qū)域而沒(méi)有貫擊穿場(chǎng)強(qiáng)，因此放電只是發(fā)生在局部區(qū)域而沒(méi)有貫穿整個(gè)電極之間。穿整個(gè)電極之間。典型不均勻電場(chǎng)：尖典型不均勻電場(chǎng)：尖-板電極板電極第24頁(yè)/共97頁(yè)3、電暈放電 放電波形電壓較低電壓較高 特點(diǎn)特點(diǎn)：（1）正負(fù)半周放電脈沖不對(duì)稱；正負(fù)半周放電脈沖不對(duì)稱；（2）局部放電

8、總是先出現(xiàn)在負(fù)半周；）局部放電總是先出現(xiàn)在負(fù)半周；（3）隨著電壓升高，正半周開(kāi)始出現(xiàn)局部放電。）隨著電壓升高，正半周開(kāi)始出現(xiàn)局部放電。第25頁(yè)/共97頁(yè)第26頁(yè)/共97頁(yè)第27頁(yè)/共97頁(yè)第28頁(yè)/共97頁(yè)第29頁(yè)/共97頁(yè)第30頁(yè)/共97頁(yè)第31頁(yè)/共97頁(yè)第32頁(yè)/共97頁(yè)第33頁(yè)/共97頁(yè)第34頁(yè)/共97頁(yè)第35頁(yè)/共97頁(yè)第36頁(yè)/共97頁(yè)第37頁(yè)/共97頁(yè) Cx，試品電容；，試品電容；Zm（Zm），測(cè)量阻抗；），測(cè)量阻抗；Ck，耦，耦合電容，為合電容，為Cx與與Zm之間提供一個(gè)低阻抗通道。之間提供一個(gè)低阻抗通道。Z，低，低通濾波器，通工頻，阻高頻。通濾波器，通工頻，阻高頻。ZxCmZ

9、KC)(aMAZxCmZKC)(bMAAMxCmZZKCmZ)(c圖圖4 410 10 測(cè)量局部放電的基本回路測(cè)量局部放電的基本回路第38頁(yè)/共97頁(yè) 并聯(lián)測(cè)量回路，如圖（并聯(lián)測(cè)量回路，如圖（a）：）： 試驗(yàn)電壓試驗(yàn)電壓U經(jīng)經(jīng)Z施加于試品施加于試品Cx，測(cè)量回路由，測(cè)量回路由Ck與與Zm串聯(lián)而成，并與串聯(lián)而成，并與 Cx并聯(lián)，因此稱為并聯(lián)測(cè)量回路并聯(lián)，因此稱為并聯(lián)測(cè)量回路。試品上的局部放電脈沖經(jīng)。試品上的局部放電脈沖經(jīng)Ck耦合到耦合到Zm上，經(jīng)放大上，經(jīng)放大器器A送到測(cè)量?jī)x器送到測(cè)量?jī)x器M。 這種測(cè)量回路適合于試品一端接地的情況，在實(shí)這種測(cè)量回路適合于試品一端接地的情況，在實(shí)際工作中應(yīng)用較多。

10、際工作中應(yīng)用較多。ZxCmZKC)(aMAZxCmZKC)(bMAAMxCmZZKCmZ)(c圖圖4 410 10 測(cè)量局部放電的基本回路測(cè)量局部放電的基本回路第39頁(yè)/共97頁(yè) 串聯(lián)測(cè)量回路，如圖（串聯(lián)測(cè)量回路，如圖（b）：）： 測(cè)量阻抗測(cè)量阻抗Zm串聯(lián)接在串聯(lián)接在 試品試品Cx低壓端與地之間，低壓端與地之間，并經(jīng)由并經(jīng)由Ck形成放電回路。形成放電回路。 試品的低壓端必須與地絕緣。試品的低壓端必須與地絕緣。ZxCmZKC)(aMAZxCmZKC)(bMAAMxCmZZKCmZ)(c圖圖4 410 10 測(cè)量局部放電的基本回路測(cè)量局部放電的基本回路第40頁(yè)/共97頁(yè) 橋式測(cè)量回路（又稱平衡測(cè)量

11、回路），如圖（橋式測(cè)量回路（又稱平衡測(cè)量回路），如圖（c）： 試品試品Cx與耦合電容與耦合電容Ck均與地絕緣，測(cè)量阻抗均與地絕緣，測(cè)量阻抗Zm與與Zm分別接在分別接在 Cx與與Ck的低壓端與地之間。測(cè)量?jī)x器的低壓端與地之間。測(cè)量?jī)x器M測(cè)量測(cè)量Zm與與Zm上的電壓差。上的電壓差。ZxCmZKC)(aMAZxCmZKC)(bMAAMxCmZZKCmZ)(c圖圖4 410 10 測(cè)量局部放電的基本回路測(cè)量局部放電的基本回路第41頁(yè)/共97頁(yè) 2無(wú)線電干擾電壓法無(wú)線電干擾電壓法（ Radio Interference Voltage ，RIV） 通過(guò)射頻傳感器檢測(cè)放電信號(hào)。通過(guò)射頻傳感器檢測(cè)放電信號(hào)。

12、 射頻傳感器：電容傳感器、射頻傳感器：電容傳感器、Rogowski線圈電流傳線圈電流傳感器、射頻天線傳感器等。感器、射頻天線傳感器等。 RIV方法能定性檢測(cè)局部放電是否發(fā)生，甚至可以方法能定性檢測(cè)局部放電是否發(fā)生，甚至可以根據(jù)電磁信號(hào)的強(qiáng)弱對(duì)電機(jī)線棒和沒(méi)有屏蔽層的長(zhǎng)電根據(jù)電磁信號(hào)的強(qiáng)弱對(duì)電機(jī)線棒和沒(méi)有屏蔽層的長(zhǎng)電纜進(jìn)行局部放電定位；纜進(jìn)行局部放電定位； 采用采用Rogowski線圈傳感器也能定量檢測(cè)放電強(qiáng)度線圈傳感器也能定量檢測(cè)放電強(qiáng)度，且測(cè)試頻帶較寬（，且測(cè)試頻帶較寬（130MHz）。）。第42頁(yè)/共97頁(yè)第43頁(yè)/共97頁(yè)第44頁(yè)/共97頁(yè)第45頁(yè)/共97頁(yè)系統(tǒng)的電信號(hào)的干擾。系統(tǒng)的電信號(hào)

13、的干擾。第46頁(yè)/共97頁(yè)傳感器：壓電陶瓷傳感器：壓電陶瓷第47頁(yè)/共97頁(yè)第48頁(yè)/共97頁(yè)第49頁(yè)/共97頁(yè)第50頁(yè)/共97頁(yè)CkCxuZm計(jì)算計(jì)算ZmZm上電壓波形的等值回路上電壓波形的等值回路第51頁(yè)/共97頁(yè)/xkxkRC CtRCCt TRAquu eeC u uR R的幅值為的幅值為q/Cxq/Cx，CACA一定時(shí)，一定時(shí)，u uR R的幅值與視在放電量的幅值與視在放電量q q成正比成正比。一般氣隙放電，脈沖的前沿僅約。一般氣隙放電，脈沖的前沿僅約0.010.01微秒左右。當(dāng)時(shí)間常數(shù)微秒左右。當(dāng)時(shí)間常數(shù)TRTR遠(yuǎn)大于此值時(shí)，可視脈沖為方波而得到（遠(yuǎn)大于此值時(shí)，可視脈沖為方波而得到

14、（3-193-19）式。如果）式。如果TRTR和脈和脈沖前沿時(shí)間可以比擬時(shí)，則沖前沿時(shí)間可以比擬時(shí)，則uRuR的表達(dá)式便不能用（的表達(dá)式便不能用（3-193-19）式了。）式了。假定脈沖波的前沿是指數(shù)上升的，則假定脈沖波的前沿是指數(shù)上升的，則uRuR便是一個(gè)雙指數(shù)波。此外，便是一個(gè)雙指數(shù)波。此外，如果是油中電暈之類的脈沖，其前沿時(shí)間可達(dá)數(shù)微秒甚至更長(zhǎng)，即如果是油中電暈之類的脈沖，其前沿時(shí)間可達(dá)數(shù)微秒甚至更長(zhǎng)，即使使TRTR為若干微秒，二者也是可比擬的，此時(shí)為若干微秒，二者也是可比擬的，此時(shí)uRuR也是雙指數(shù)波，圖也是雙指數(shù)波，圖3-103-10（a a）曲線）曲線2 2為此波形的示意圖。為此波

15、形的示意圖。CkCxuZm第52頁(yè)/共97頁(yè)() ()CRt TKCRMKAKAAKCqueCC CCCCC()AKCRmmAKC CTCRCC阻容并聯(lián)是在第一種無(wú)感電阻的基礎(chǔ)上的改進(jìn)，由于信號(hào)電阻容并聯(lián)是在第一種無(wú)感電阻的基礎(chǔ)上的改進(jìn)，由于信號(hào)電纜和儀器的雜散電容及輸入電容的存在，即使適用無(wú)感電阻作檢測(cè)纜和儀器的雜散電容及輸入電容的存在，即使適用無(wú)感電阻作檢測(cè)阻抗，也會(huì)使結(jié)果產(chǎn)生誤差，為此在無(wú)感電阻旁并入一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮杩梗矔?huì)使結(jié)果產(chǎn)生誤差，為此在無(wú)感電阻旁并入一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娙荩⑹怪笥陔s散電容若干倍，從而可以忽略雜散電容的影響，容，并使之大于雜散電容若干倍，從而可以忽略雜散電容的影響，使預(yù)

16、計(jì)結(jié)果更準(zhǔn)確。但并入的電容會(huì)使輸入信號(hào)幅值下降，靈敏度使預(yù)計(jì)結(jié)果更準(zhǔn)確。但并入的電容會(huì)使輸入信號(hào)幅值下降，靈敏度下降，但消弱了高頻信號(hào)干擾。下降，但消弱了高頻信號(hào)干擾。CkCxuZm第53頁(yè)/共97頁(yè)coscos()ttLxxxkmxkqqtueteCCC CLCCCkCxuZm為回路損耗造成的衰減時(shí)間常數(shù)為回路損耗造成的衰減時(shí)間常數(shù)的倒數(shù)。圖的倒數(shù)。圖3-103-10曲線曲線1 1為為u uL L的波形示意圖的波形示意圖。u uL L的幅值與的幅值與u uR R相同，均為相同，均為q/Cxq/Cx。如果。如果脈沖的前沿時(shí)間與振蕩周期可以比擬時(shí)脈沖的前沿時(shí)間與振蕩周期可以比擬時(shí)，則，則u uL

17、 L的波形如圖的波形如圖3-103-10曲線曲線2 2，其幅值比，其幅值比曲線曲線1 1的小，包絡(luò)線是雙指數(shù)波。的小，包絡(luò)線是雙指數(shù)波。第54頁(yè)/共97頁(yè)CkCxuZm電感作為檢測(cè)元件，對(duì)具有高頻分量的脈沖，測(cè)量林敏度高電感作為檢測(cè)元件，對(duì)具有高頻分量的脈沖，測(cè)量林敏度高；但對(duì)低頻是低阻抗，所以不會(huì)出現(xiàn)工頻干擾問(wèn)題。其缺點(diǎn)是與回；但對(duì)低頻是低阻抗，所以不會(huì)出現(xiàn)工頻干擾問(wèn)題。其缺點(diǎn)是與回路電容構(gòu)成震蕩回路，不利于某些定量測(cè)量，此外，電感也容易接路電容構(gòu)成震蕩回路，不利于某些定量測(cè)量，此外，電感也容易接收高頻或脈沖干擾。收高頻或脈沖干擾。第55頁(yè)/共97頁(yè)cos()tkLCxkxkxkmmmxkx

18、kCqtueC CCCC CCLCCCCC由式可見(jiàn)，由式可見(jiàn)，u uLCLC的幅值小于的幅值小于u uL L，振蕩周期加大了。，振蕩周期加大了。考慮到考慮到 ，并選，并選 則：則：mxCCkxCCcostLCmmmqtueCL C由此可見(jiàn)，由此可見(jiàn)，uLCuLC的幅值與的幅值與q q成正比而與成正比而與CxCx幾乎無(wú)關(guān)，振蕩頻率幾乎無(wú)關(guān)，振蕩頻率也只受也只受LmCmLmCm控制，也就是說(shuō)，我們可以根據(jù)需要選定輸出電壓的頻控制，也就是說(shuō)，我們可以根據(jù)需要選定輸出電壓的頻帶而與試品電容無(wú)關(guān)。帶而與試品電容無(wú)關(guān)。第56頁(yè)/共97頁(yè)電感電容并聯(lián)構(gòu)成調(diào)諧回路，對(duì)一定頻率的分量具有較大的電感電容并聯(lián)構(gòu)成調(diào)

19、諧回路，對(duì)一定頻率的分量具有較大的靈敏度，適當(dāng)選定諧振頻率，可以避免頻帶外信號(hào)的干擾。由于電靈敏度，適當(dāng)選定諧振頻率，可以避免頻帶外信號(hào)的干擾。由于電感的存在，可以避免工頻影響。這種輸出波形是振蕩的，但靈敏度感的存在，可以避免工頻影響。這種輸出波形是振蕩的，但靈敏度比以電感作檢測(cè)阻抗時(shí)低。比以電感作檢測(cè)阻抗時(shí)低。CkCxuZm第57頁(yè)/共97頁(yè)第58頁(yè)/共97頁(yè)第59頁(yè)/共97頁(yè)0180360水平掃描和橢圓掃描顯示屏上波形示意圖。水平掃描和橢圓掃描顯示屏上波形示意圖。 示波器可用水平掃描和橢圓掃描，水平掃描時(shí)全屏示波器可用水平掃描和橢圓掃描，水平掃描時(shí)全屏偏轉(zhuǎn)相當(dāng)于一個(gè)周期，并與試驗(yàn)電壓同步，以確定脈偏轉(zhuǎn)相當(dāng)于一個(gè)周期，并與試驗(yàn)電壓同步，以確定脈沖的相位。橢圓掃描也是每掃一周相當(dāng)于試驗(yàn)電壓一沖的相位。橢圓掃描也是每掃一周相當(dāng)于試驗(yàn)電壓一個(gè)周期。個(gè)周期。第60頁(yè)/共97頁(yè)(a)高壓極產(chǎn)生的電暈(b)介質(zhì)中的空穴放電(c)靠近高壓電極的空穴放電(d)電接觸噪音典型放電示波圖典型放電示波圖 局部放電試驗(yàn)時(shí)，除絕緣內(nèi)部可能產(chǎn)生局部放電外局部放電試驗(yàn)時(shí)，除絕緣內(nèi)部可能產(chǎn)生局部放電外，引線的聯(lián)接、電接觸以及日光燈，高壓電極的電暈，引線的聯(lián)接、電接觸以及日光燈，高壓電極的電暈等，也會(huì)影響局部放電的波形。為此，要區(qū)別絕緣內(nèi)等，也會(huì)影響局部放電的波形。為此，要區(qū)別絕緣內(nèi)部的