(2008綜合版)高壓電氣設(shè)備的局部放電定位技術(shù)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高壓電氣設(shè)備的局部放電測(cè)量和定位技術(shù)第一篇 基礎(chǔ)3 局部放電測(cè)量原理3.1局部放電相關(guān)概念3.1.1局部放電測(cè)量基礎(chǔ)3.1.1.1局部放電波形顯示方式局部放電測(cè)量?jī)x器，除有數(shù)值顯示外，一般都具備波形顯示功能，最常見(jiàn)的顯示方式為橢圓時(shí)基顯示方式、正弦時(shí)基顯示方式和直線時(shí)基顯示方式。橢圓時(shí)基顯示方式，如圖3-1-1所示，將正弦波試驗(yàn)電壓的一個(gè)單個(gè)周波，即一個(gè)正半周和一個(gè)負(fù)半周，均勻地分配到整個(gè)橢圓上，其電壓的零度點(diǎn)放在橢圓地最左端，沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，180度點(diǎn)放置在橢圓的最右端，360度點(diǎn)與零度點(diǎn)重合，橢圓短軸的兩個(gè)端點(diǎn)處，對(duì)應(yīng)電壓的峰值，上部為正峰值，下部為負(fù)峰值。電壓

2、峰值位置、過(guò)零點(diǎn)位置和軌跡的方向如圖3-1-1所示。圖3-1-1 橢圓時(shí)基顯示方式 圖3-1-2 正弦時(shí)基顯示方式 圖3-1-3 直線時(shí)基顯示如果放電圖形以正弦時(shí)基顯示方式，對(duì)應(yīng)電壓的峰值位置和電壓過(guò)零點(diǎn)位置以及掃描方向如圖3-1-2所示。如果放電圖形以直線時(shí)基顯示方式，對(duì)應(yīng)電壓的峰值位置和電壓過(guò)零點(diǎn)位置以及掃描方向如圖3-1-3所示。3.1.1.2顯示效果早期的局部放電測(cè)試儀多為指針式局放儀和模擬式陰極射線管顯示局部放電的測(cè)試儀；近年來(lái)，局部放電測(cè)量中使用的具有波形顯示的測(cè)量?jī)x器多為數(shù)字式局部放電測(cè)試儀，兩種儀器顯示的波形從視覺(jué)上有一定的差別，對(duì)于模擬式局部放電儀，由于視覺(jué)的持續(xù)存在(視覺(jué)滯

3、留)，其顯示的波形實(shí)際上大約是試驗(yàn)電壓的三個(gè)周波上的放電響應(yīng)；而數(shù)字式局放儀顯示的放電響應(yīng)是以小于等于每秒24幀的速度顯示，看到的放電響應(yīng)是試驗(yàn)電壓下一個(gè)周波內(nèi)的真實(shí)圖形。寬頻帶數(shù)字式局部放電測(cè)試儀顯示的典型的放電圖形，橢圓時(shí)基顯示方式如圖3-1-4、正弦時(shí)基顯示方式如圖3-1-5、 直線時(shí)基顯示方式如圖3-1-6所示。 圖3-1-4 橢圓時(shí)基顯示典型放電 圖3-1-5 正弦時(shí)基顯示典型放電 圖3-1-6 直線時(shí)基顯示典型放電3.1.1.3局部放電的種類圖3-1-7局部放電的三種放電形式對(duì)于電氣設(shè)備的某一絕緣結(jié)構(gòu)，其中多少可能存在著一些絕緣弱點(diǎn)，它在定的外施電壓作用下會(huì)首先發(fā)生放電，但并不隨即

4、形成整個(gè)絕緣貫穿性的擊穿。導(dǎo)體間絕緣僅被部分橋接的電氣放電稱之為局部放電。對(duì)于局部放電可以在導(dǎo)體附近發(fā)生，也可以在遠(yuǎn)離導(dǎo)體的其它絕緣介質(zhì)中發(fā)生。局部放電一般分為三種放電形式（如圖3-1-7）：內(nèi)部放電（在絕緣介質(zhì)內(nèi)部）、沿面放電（在絕緣介質(zhì)表面）和電暈放電（在電極尖端）。內(nèi)部放電、沿面放電一般是由于絕緣體內(nèi)部或絕緣表面局部電場(chǎng)特別集中而引起的。通常這種放電表現(xiàn)為持續(xù)時(shí)間小于1微秒的脈沖。電暈放電是局部放電的一種形式，它通常發(fā)生在遠(yuǎn)離固體或液體絕緣的導(dǎo)體周?chē)臍怏w中。3.1.1.4局部放電脈沖當(dāng)試品中發(fā)生局部放電時(shí)，用接在試驗(yàn)回路中的適當(dāng)?shù)臋z測(cè)回路測(cè)得的電壓或電流脈沖，叫做局部放電脈沖。試品中的

5、一次放電產(chǎn)生一個(gè)電流脈沖，將電流脈沖輸入到專用的測(cè)量回路中，使專用的測(cè)量回路的輸出端產(chǎn)生一個(gè)與輸入電流脈沖電荷成正比的電流信號(hào)或一個(gè)電壓信號(hào)。3.1.2局部放電的表征參數(shù)3.1.2.1視在電荷（q）通常表征局部放電最通用的參數(shù)是視在電荷（q）。局部放電的視在電荷等于在規(guī)定的試驗(yàn)回路中，如果在非常短的時(shí)間內(nèi)對(duì)試品兩端間注入使測(cè)量?jī)x器上所得的讀數(shù)與局放電流脈沖本身相同的電荷。視在電荷通常用皮庫(kù)（pC）表示。3.1.2.2脈沖重復(fù)率(n)脈沖重復(fù)率是表征局部放電的又一參數(shù)。其定義為在選定的時(shí)間間隔內(nèi)所記錄到的局部放電脈沖的總數(shù)與該時(shí)間間隔的比值。在實(shí)際測(cè)量中，一般只考慮超過(guò)某一規(guī)定幅值或在規(guī)定幅值范

6、圍內(nèi)的脈沖。3.1.2.3脈沖重復(fù)頻率(N)就等間隔脈沖而言，脈沖重復(fù)頻率N是在每秒鐘內(nèi)的放電脈沖數(shù)。3.1.2.4局部放電脈沖的相角i和發(fā)生的瞬間時(shí)刻ti在試驗(yàn)電壓最近一次正向過(guò)零時(shí)刻與局放脈沖之間的時(shí)間間隔ti，和局部放電脈沖的相角i，以度表示。只有數(shù)字式局部放電儀才能容易的測(cè)量。3.1.2.5平均放電電流（I）平均放電電流I和放電功率也是表征局部放電的參數(shù)。在選定的參考時(shí)間間隔Tref內(nèi)的單個(gè)視在電荷qi的絕對(duì)值的總和除以該時(shí)間間隔即為平均放電電流。 平均放電電流一般用庫(kù)侖每秒（C/s）或安培（A）表示。3.1.2.6放電功率（P）在選定的參考時(shí)間間隔Tref內(nèi)由視在電荷qi饋入試品兩端

7、間的平均脈沖功率即為放電功率。 式中：u1、u2、u3ui為單個(gè)視在電荷qi對(duì)應(yīng)的放電瞬時(shí)ti的試驗(yàn)電壓瞬時(shí)值。放電功率用瓦特（W）表示。3.1.2.7平方率D在選定的參考時(shí)間間隔Tref內(nèi)單個(gè)視在電荷qi的平方和除以時(shí)間間隔Tref 。 式中：u1、u2、u3ui為單個(gè)視在電荷qi對(duì)應(yīng)的放電瞬時(shí)ti的試驗(yàn)電壓瞬時(shí)值。放電功率平方率D用平方庫(kù)侖每秒（C2/s）表示。注：以上是主要的表征局部放電的參數(shù)，其它有關(guān)信息可參見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7354-2003局部放電測(cè)量。3.1.3 局部放電測(cè)量中的常用術(shù)語(yǔ)數(shù)字式局放儀（數(shù)字式局部放電綜合分析儀）綜合電子技術(shù)和數(shù)字技術(shù)為一體的測(cè)量局部放電的專用儀器，稱

8、為數(shù)字式局放儀。數(shù)字式局部放電測(cè)量?jī)x器，已在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，其主要優(yōu)點(diǎn)在于：記錄分析視在放電電荷定量的局放脈沖以及時(shí)刻試驗(yàn)電壓的瞬時(shí)值，或者對(duì)交流電壓，在試驗(yàn)電壓周波內(nèi)的相位角，并能方便的記錄、存儲(chǔ)、分析和估算與局部放電脈沖有關(guān)的其它相關(guān)量。記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，可以計(jì)算和顯示出其它參量及其關(guān)系，例如，得到時(shí)間窗口中或在一段時(shí)間內(nèi)局放活動(dòng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、采用數(shù)字技術(shù)降低干擾水平、用繪圖方法表示結(jié)果、用來(lái)深入分析試品絕緣質(zhì)量的參數(shù)的計(jì)算和方便的保存圖形和分析波形的放電類型。時(shí)間開(kāi)窗一般局部放電測(cè)試儀都帶有時(shí)間開(kāi)窗功能，可以在設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)斷開(kāi)及閉合，以便測(cè)量該時(shí)間段內(nèi)的信號(hào)。如果干擾發(fā)生在有規(guī)律

9、的時(shí)間間隔中，可以使用時(shí)間開(kāi)窗功能，將這些時(shí)間間隔開(kāi)在時(shí)間窗口之外，使其關(guān)閉時(shí)間窗以外的所有信息。在用交流電壓作試驗(yàn)時(shí)，真實(shí)放電信號(hào)通常僅有規(guī)則地重復(fù)發(fā)生在試驗(yàn)電壓各周波的某一時(shí)間間隔內(nèi)，使用時(shí)間窗可以采用相位鎖定且讓“門(mén)”只在這一時(shí)間間隔內(nèi)打開(kāi)。時(shí)間窗可以在任意位置開(kāi)單窗(如圖3-1-8)、或雙窗。天線噪聲門(mén)控抗干擾空間干擾，一般指各種電氣設(shè)備或無(wú)線電波（干擾脈沖）以電磁波的方式通過(guò)空間傳入試品，影響局部放電的測(cè)量。圖3-1-9 天線噪聲門(mén)控抗干擾功天線噪聲門(mén)控抗干擾技術(shù)，一般采用兩只耦合裝置，一耦合裝置按標(biāo)準(zhǔn)接線接收試品（含干擾信號(hào)）的局部放電信號(hào)，另一耦合裝置選用天線或天線放大器，專用接

10、收試品附近的空間干擾，使用儀器的天線噪聲門(mén)控抗干擾功能，利用其中的天線接收到的干擾脈沖，控制另一耦合裝置所在的通道的“門(mén)”，使測(cè)量通道在空間脈沖未到達(dá)時(shí)，信號(hào)通道的“門(mén)”始終為開(kāi)狀態(tài)，放電信號(hào)順利通過(guò)，一旦空間干擾信號(hào)到達(dá)，立刻關(guān)閉該通道的“門(mén)”，保證該通道中的空間信號(hào)被拒絕之門(mén)外，顯示的信號(hào)全為試品所產(chǎn)生的脈沖，而不包含外部空間的干擾。極性判別抗干擾圖3-1-10極性判別抗干擾對(duì)兩耦合裝置CD的輸出端的脈沖極性進(jìn)行比較，可以區(qū)分試品所產(chǎn)生的局部放電信號(hào)和來(lái)自試驗(yàn)回路的干擾。使用儀器的極性判別功能，利用其中一個(gè)耦合裝置上相同極性的干擾脈沖，控制另一耦合裝置所在的通道門(mén)，使該通道在脈沖極性正確時(shí)

11、“門(mén)”打開(kāi)，信號(hào)脈沖不正確時(shí)，關(guān)閉該通道的“門(mén)”，保證該通道顯示的信號(hào)全為試品所產(chǎn)生的脈沖，而不包含外部試驗(yàn)線路的干擾。然而，使用極性判別方法很難區(qū)別由試品Cx及耦合電容Ck形成的回路中電磁感應(yīng)引起的干擾與試品正常局部放電脈沖。除非采用其它方法。平衡回路圖3-1-11 平衡回路平衡回路接線如圖3-1-11所示，局部放電測(cè)量?jī)x接在兩個(gè)耦合裝置之間，試品和耦合電容的低壓端均應(yīng)對(duì)地絕緣，試品和耦合電容的低壓端分別通過(guò)兩個(gè)耦合裝置接地，回路通過(guò)Cx和Ck抑制共模電流，放大試品中放電電流，具有抑制外部干擾的優(yōu)勢(shì)，能抑制輻射干擾及電源干擾，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

12、為對(duì)稱法，則其損耗值非常接近，干擾抑制效果較好。如果試品和耦合電容的各項(xiàng)參數(shù)相差較大時(shí)，可增加可變輸入阻抗的耦合裝置，調(diào)節(jié)兩臂的阻抗，使之人為調(diào)節(jié)達(dá)到兩路平衡，也能收到較好的效果。 脈沖相關(guān)抗干擾在局部放電測(cè)量環(huán)境下，許多干擾都是隨機(jī)的，而真正的放電幾乎重復(fù)發(fā)生在施加電壓的每一周波的相同的相位上，因此，可利用信號(hào)的平均技術(shù)，將隨機(jī)發(fā)生的干擾的相對(duì)電平大大降低。相位1相位2相位3相位4相位5相位n相位n+1第一周波510第二周波510第三周波510第四周波510第五周波510相關(guān)處理后522222抗靜態(tài)干擾靜態(tài)干擾，相對(duì)于局部放電測(cè)量?jī)x器的同步電壓而言，在試品未施加電壓之前或剛剛合閘之后，在屏幕

13、上就出現(xiàn)的固定相位的干擾出現(xiàn)，也就是說(shuō)，干擾在屏幕上無(wú)論何時(shí)，干擾總是固定不動(dòng)的出現(xiàn)在電壓波形的固定時(shí)刻，這樣的干擾稱為靜態(tài)干擾，抑制這種干擾的簡(jiǎn)單方法，是將該固定相位上的干擾徹底根除，這種抗干擾方法叫做抗靜態(tài)干擾法?？箘?dòng)態(tài)干擾在局部放電測(cè)量中，往往會(huì)出現(xiàn)很強(qiáng)的隨機(jī)干擾，幅值很大，與電壓無(wú)關(guān)，而且在相位上是隨機(jī)的，抑制這種干擾的有效方法之一，是選用動(dòng)態(tài)抗干擾方法，選定合適的閾值，然后啟動(dòng)“抗動(dòng)態(tài)干擾”中動(dòng)態(tài)功能，儀器就會(huì)屏蔽掉大于閾值的干擾。在試驗(yàn)中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)很強(qiáng)的無(wú)線電波干擾，從波形的頻域和時(shí)域分析可知，無(wú)線電波和放電波形由本質(zhì)的不同（放電波形的失真取決于濾波器的選?。?，對(duì)于無(wú)線電波和類似

14、無(wú)線電波的震蕩波可以使用智能識(shí)別消除干擾。濾波通帶和數(shù)字濾波儀器的濾波通帶一般由固定的低通濾波器和若干固定高通濾波器組合而決定。高通濾波器的頻率范圍在，低通濾波器的頻率范圍，數(shù)字濾波器可以在上述頻率范圍內(nèi)任意組合。局部放電脈沖幅值頻譜局部放電脈沖的上升沿一般在0.1s1s左右，視放電類型有較大的變化范圍，其頻譜含有率主要取決于脈沖的上升沿，局部放電脈沖的頻譜一般是由數(shù)十千赫茲到數(shù)千兆赫茲的連續(xù)頻率復(fù)合而成。校準(zhǔn)脈沖幅值頻譜方波是由多個(gè)純正弦信號(hào)復(fù)合而成的，理論上具有無(wú)限寬的頻譜。校準(zhǔn)脈沖是由一方波電壓與一只很小的電容串聯(lián)電路形成，其脈沖上升沿一般小于0.060s,頻譜高于局部放電脈沖的頻譜。無(wú)

15、線電干擾電壓法（RIV）測(cè)量局部放電無(wú)線電干擾電壓的測(cè)量一般多采用窄帶測(cè)量的選頻法，主要用于無(wú)線電廣播信號(hào)引起的騷擾或干擾，但在一些歐美國(guó)家，仍采用此方法測(cè)量高壓電氣設(shè)備的局部放電，放電指標(biāo)采用電壓的單位（微伏）表示。 耦合裝置與檢測(cè)阻抗Zm（輸入單元）檢測(cè)阻抗是拾取檢測(cè)信號(hào)的耦合裝置，在使用中，應(yīng)根據(jù)不同的測(cè)試目的，被試品的種類來(lái)選擇合適的檢測(cè)阻抗，以提高局部放電測(cè)量的靈敏度、分辨能力、波形特性及信噪比。檢測(cè)阻抗按調(diào)諧電容范圍和測(cè)量類別分114號(hào)。（見(jiàn)表1）表1 檢測(cè)靈敏度及輸入單元允許電流值 輸入單元序號(hào) 調(diào)電容范圍 靈敏度(PC)(不平衡電路) 允許電流有效值 備注不平衡電路

16、平衡電路 1 625100微微法 0.02 30mA 0.25A 2 25100400微微法 0.04 60mA 0.5A 3 1004001500微微法 0.06 120mA 1A 4 40015006000微微法 0.1 0.25A 2A 5 1500600025000微微法 0.2 0.5A 4A 6 0.0060.0250.1微法 0.3 1A 8A 7 0.0250.10.4微法 0.5 2A 15A 8 0.10.41.5微法 1 4A 30A 9 0.41.56.0微法 1.5 8A 60A 10 1.56.025微法 2.5 15A 120A 11 6.02560微法 5 25

17、A 200A 12 2560250微法 10 50A 300A 13 電阻 0.5 2A 15A 長(zhǎng)電纜14RIV3.2脈沖電流法測(cè)量原理及方法3.2.1脈沖電流法測(cè)量原理3.2.1.1氣隙放電等效回路圖3-2-1 氣隙放電的等效回路注：Ca:絕緣介質(zhì)完好部分的電容；Cb:與氣隙串聯(lián)部分絕緣介質(zhì)的電容；Cc:絕緣介質(zhì)內(nèi)氣隙的電容；Ua:外加電壓； Uc:氣隙兩端的電壓；r:弧道電阻；k:放電瞬間的等效開(kāi)關(guān)；Ir:氣隙中的放電電流，ib:Ca向Cb 和Cc提供的放電電流。圖3-2-1表示了一種單一氣隙放電的簡(jiǎn)化模型，圖3-2-1（a）為具有氣隙的絕緣介質(zhì)放電模型；圖3-2-1（b）為圖3-2-1

18、（a）的等效電路；圖3-2-1（c）為氣隙放電過(guò)程的等效回圖；3-2-1（d）為氣隙放電的等效作用回路。試品在工頻電壓下，絕緣內(nèi)部氣隙發(fā)生放電時(shí)，放電瞬間的等效回路由圖3-2-1所示。絕緣內(nèi)部氣隙發(fā)生放電后，氣隙兩端的瞬時(shí)電壓Uc發(fā)生變化，電壓Uc從零開(kāi)始上升，一直上升到氣隙的起始放電電壓Us時(shí)，開(kāi)始放電，放電導(dǎo)致氣隙兩端的電壓突然下降，一直下降到氣隙放電的熄滅電壓Ur時(shí)，放電熄滅，隨即氣隙兩端又開(kāi)始充電，重復(fù)上一充放電過(guò)程，氣隙兩端的電壓變化，即：由于氣隙兩端的電壓變化，使整個(gè)試品兩端的電壓也發(fā)生變化，如圖3-2-1（b），Ca要向Cb和Cc補(bǔ)充電荷，Ca兩端的電壓變化：氣隙的放電電荷記為：

19、 一般情況下，氣隙較小，電容,因此，得，Ca向Cb和Cc補(bǔ)充電荷，可用圖3-2-1（d）表示。3.2.1.2理想單氣隙放電原理當(dāng)氣隙兩端的電壓隨電壓增加到該氣隙的放電電壓時(shí)，氣隙放電。放電產(chǎn)生的正負(fù)電荷在外電場(chǎng)的作用下分別聚集在氣隙與絕緣介質(zhì)的交界面上，它們建立的電場(chǎng)與外加電場(chǎng)方向相反，從而，使氣隙上的電壓急劇下降到剩余電壓,放電熄滅。但由于外加電壓還在上升，使氣隙上的電壓又隨外加電壓充電到，開(kāi)始下一次放電。此后，在半周期內(nèi)氣隙兩端電壓又繼續(xù)上升，達(dá)到后又重開(kāi)始放電，直到達(dá)到外加電壓的峰值。如果正負(fù)極性的、 方向相同，其放電形式如圖3-2-2a)所示。圖3-2-2 a） 交流電壓下單一氣隙的放

20、電機(jī)理圖3-2-2 b） 交流電壓過(guò)零氣隙放電的示意圖3-2-2 b)可以看出，當(dāng)外加工頻電壓的瞬時(shí)值過(guò)零時(shí)，絕緣介質(zhì)內(nèi)部氣隙的放電并不熄滅。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，是由于氣隙放電以后，空間電荷聚集在氣隙壁上，形成了與外施電場(chǎng)相反的電場(chǎng)，當(dāng)外施電壓反向時(shí)，空間電荷所形成的電場(chǎng)與外施電壓的電場(chǎng)同向，兩者疊加成氣隙的內(nèi)部電場(chǎng)，即使外加工頻電壓經(jīng)過(guò)零點(diǎn)，氣隙兩端承受的電壓并不為零，尚能達(dá)到氣隙的放電電壓，使放電不能熄滅。這就是為什么在外加電壓過(guò)零點(diǎn)附近放電不熄滅的原因。3.2.1.3視在放電電荷與絕對(duì)（真實(shí)）放電電荷通常視在放電量（視在電荷）與試品真實(shí)絕對(duì)放電量并不相等，真實(shí)絕對(duì)局部放電量是無(wú)法直接測(cè)得，而

21、視在電荷是可以測(cè)量的。試品放電引起的電流脈沖在測(cè)量阻抗端子上所產(chǎn)生的電壓波形可能不同于注入脈沖引起的波形，但通?？梢哉J(rèn)為這二個(gè)量在測(cè)量?jī)x器上讀到的響應(yīng)值相等。兩者之間的關(guān)系可以通過(guò)用圖3-2-1氣隙放電的等效回路來(lái)導(dǎo)出。 由圖3-2-1 c)可知，弧道電阻r上的電壓應(yīng)等于氣隙Cc兩端的電壓Uc，即由式（3-7）得由起始放電Us時(shí)刻開(kāi)始到熄滅電壓Ur時(shí)刻為止的時(shí)間內(nèi)，放電過(guò)程中氣隙兩端的電壓變化，由式（3-8）得式（3-9）專心-專注-專業(yè)由圖3-2-1 c) 可以看出，當(dāng)Ca向Cb和Cc補(bǔ)充電荷時(shí)，引起試品兩端（即Ca兩端）的電壓變化，氣隙放電時(shí)的放電電流在氣隙放電時(shí)間t內(nèi)，所中和的電荷，則實(shí)

22、際局部放電電荷為 由于放電的時(shí)間很短，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電源回路的時(shí)間常數(shù)，則視在電荷為綜合式（3-12）和式（3-13）中的表示，簡(jiǎn)化可得式（2-2）清楚表明視在放電量qa與真實(shí)的絕對(duì)放電量qr的數(shù)量關(guān)系，通常由于氣隙較小，氣隙電容CC一般均大于與其串聯(lián)部分的電容Cb，因此真實(shí)的實(shí)際局部放電電荷總是大于視在電荷。在厚絕緣中，真實(shí)的實(shí)際放電量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于視在放電量，而在薄絕緣中，真實(shí)的實(shí)際放電量基本近似的等于視在放電量；由式（3-12）可知，雖然兩者不存在固定關(guān)系，真實(shí)的實(shí)際放電量與視在放電量之間的關(guān)系，取決于絕緣介質(zhì)的厚度、氣隙的大小、介質(zhì)的種類等影響氣隙電容的因素，且測(cè)量得到的視在放電量總是小于真實(shí)的

23、實(shí)際放電量，但是由于視在電荷可以直接測(cè)得的，用它來(lái)表征局部放電仍是各國(guó)及標(biāo)準(zhǔn)推薦的方法。3.2.1.4局部放電的自行衰減與熄滅的等效電路圖3-2-3 自衰減時(shí)氣隙的等效回路在局部放電的測(cè)量中，由于氣隙在外電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生放電，氣隙在放電的過(guò)程中，在氣隙內(nèi)壁表面漫漫建立起一層半導(dǎo)體膜，使氣隙表面電阻降低，導(dǎo)致局部放電值慢慢減小，通常稱這種現(xiàn)象為局部放電的自衰減現(xiàn)象，其等效放電回路如圖3-2-3。自衰減現(xiàn)象一般在兩種情況下發(fā)生，一種是試品在起始放電電壓下或稍高于起始放電電壓作用下，放電能在短時(shí)間內(nèi)很快自行衰減或熄滅。另一種是在高于起始放電電壓作用下，在一個(gè)稍長(zhǎng)時(shí)間過(guò)程中放電也能逐漸衰減或熄滅。3.

24、2.1.5檢測(cè)阻抗Zm的種類及其特性局部放電測(cè)量的靈敏度、分辨能力、及其波形特性，直接與檢測(cè)阻抗Zm有關(guān)。檢測(cè)阻抗Zm的種類很多，一般由電阻、電容、電感等元件單獨(dú)使用或組合而成，而常用的主要類型為RCd、RL、LCd、RLCd型,通常用Zm表示。根據(jù)不同的試驗(yàn)?zāi)康?、被試品的種類以及測(cè)試儀器的種類，選擇適當(dāng)種類的檢測(cè)阻抗Zm。圖3-2-4 檢測(cè)阻抗Zm的種類3.2.1.6脈沖電流法測(cè)量原理氣隙局部放電的電信號(hào)的頻譜是非常寬的，約從幾百赫茲到數(shù)百兆赫茲，因此，局部放電測(cè)量的電測(cè)法可以直接測(cè)試局部放電所輻射的超高頻信號(hào)，為避免電暈干擾，可選取50兆赫茲以上，然而，由于直接法測(cè)超高頻對(duì)絕緣內(nèi)部氣隙性放

25、電的測(cè)量靈敏度不高，另一原因是不能定量，故未普及使用。早期曾利用西林電橋測(cè)量介質(zhì)損耗角的正切增量（）的辦法檢測(cè)局部放電，局部放電消耗的功率為：，但此方法靈敏度太低。后來(lái)，發(fā)展了一種專門(mén)用于測(cè)量每個(gè)周期中的放電電荷及消耗功率的電容電橋，其顯示器上掃描得到的平行四邊形面積對(duì)應(yīng)于一個(gè)周期的放電能量，其垂直偏移對(duì)應(yīng)于一個(gè)周期的放電量；雖然電容電橋法的靈敏度不高，但因其可以直接測(cè)量局部放電能量，再則對(duì)于非脈沖性的輝光放電和上升沿極長(zhǎng)的亞輝光放電不受限制，故該方法在放電量很大的電機(jī)行業(yè)應(yīng)用較多。目前在局部放電測(cè)量中得到大量應(yīng)用的是脈沖電流法（E.R.A）和無(wú)線電干擾電壓法（R.I.V）兩大類。脈沖電流法又

26、叫E.R.A法（Electrical Research Association 電氣研究協(xié)會(huì)英提出，因此得名），其基本原理是：當(dāng)試品Cx中發(fā)生局部放電時(shí)，必然導(dǎo)致試品Cx兩端產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的瞬變電壓，因?yàn)樵谖窗l(fā)生放電前CX與Ck的電壓相等，由于試品Cx兩端突然出現(xiàn)一個(gè)瞬變電壓降，則使Cx與Ck之間產(chǎn)生電壓降Ua,因而耦合電容Ck立即向Cx充電，沿CxZmCkCx回路產(chǎn)生一個(gè)充電脈沖電流，此脈沖電流在流過(guò)檢測(cè)阻抗Zm時(shí)，在Zm上產(chǎn)生一個(gè)脈沖電壓Ud,該脈沖電壓Ud即為所測(cè)到的局部放電信號(hào)，再使該放電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成電荷信號(hào)，這就是脈沖電流法的基本測(cè)量原理。脈沖電流法主要利用局部放電頻譜中的較低頻段部

27、分，一般為幾千赫茲到幾百千赫茲，以避免無(wú)線電干擾，其測(cè)量靈敏度相當(dāng)高，而且可以用已知電荷量的脈沖注入校準(zhǔn)定量，從而可直接測(cè)出視在放電量q。因此，脈沖電流法在世界各國(guó)得到廣泛應(yīng)用。已經(jīng)成為局部放電測(cè)量中最基本的方法。無(wú)線電干擾電壓法（R.I.V）測(cè)量局部放電，其測(cè)量原理和脈沖電流法沒(méi)有本質(zhì)差別，其主要差別在于：在北美洲和一些歐洲國(guó)家采用的是NEMA 107 （National Environmental Management Act國(guó)際電氣制造業(yè)協(xié)會(huì)）、Tr1標(biāo)準(zhǔn)，推薦使用的測(cè)量?jī)x器為無(wú)線電干擾電壓測(cè)量?jī)x（Radio Influence Voltage,簡(jiǎn)稱RIV）測(cè)量局部放電,采用準(zhǔn)峰值測(cè)量，

28、測(cè)量單位采用V（微伏）表示。這兩種測(cè)量方法的主要區(qū)別在于校準(zhǔn)過(guò)程、測(cè)量頻率、測(cè)量帶寬、輸入阻抗單元。以圖3-2-5為例，說(shuō)明放電回路的放電量qa與測(cè)試回路中檢測(cè)阻抗兩端電壓Ud的關(guān)系，當(dāng)試品Cx兩端產(chǎn)生局部放電時(shí)，試品兩端的電壓變化為Ua,兩端的電荷量變化為qa,如果試品兩端不接測(cè)試回路（如圖3-2-1d），則試品放電的電荷量：而當(dāng)將測(cè)試回路接入放電回路后，試品兩端的電壓變化：由于試品產(chǎn)生的放電脈沖的上升時(shí)間很短，如氣隙的放電時(shí)間在0.010.1S,故可以認(rèn)為測(cè)試回路中Ck、Zm（檢測(cè)阻抗Zm中的電容為Cd，見(jiàn)圖3-2-4）上電壓的初始值與其電容量成反比，檢測(cè)阻抗Zm兩端的電壓初始值為式中：

29、由式（3-17）可知，當(dāng)測(cè)試回路的參數(shù)確定之后，檢測(cè)阻抗Zm上測(cè)到的電壓Ud與試品兩端的視在放電量qa 成正比，因此可以用檢測(cè)阻抗Zm上測(cè)到的脈沖電壓表示試品的放電量。3.2.1.7脈沖電流法基本測(cè)試回路脈沖電流法測(cè)試回路直接法平衡法串聯(lián)測(cè)試回路西林電橋測(cè)試回路差分法測(cè)試回路雙電橋法測(cè)試回路并聯(lián)測(cè)試回路圖3-2-7脈沖電流法測(cè)試回路框圖根據(jù)局部放電的等效回路（圖3-2-1）可知，產(chǎn)生局部放電時(shí)，在試品的兩端會(huì)出現(xiàn)電荷變化，如果在試品的兩端（如圖3-2-1d）接入一耦合電容Ck和一檢測(cè)阻抗Zm,其測(cè)試回路如圖3-2-6 ,那么在與試品的兩端聯(lián)接的測(cè)試回路中就會(huì)出現(xiàn)脈沖電流。測(cè)試這一脈沖電流的方法

30、可分為直測(cè)法和平衡法兩種。直接法直接測(cè)量試品兩端局部放電產(chǎn)生的脈沖電流在檢測(cè)阻抗兩端形成的脈沖電壓的方法，叫做直測(cè)法。直測(cè)法又分為并聯(lián)測(cè)試回路和串聯(lián)測(cè)試回路。并聯(lián)測(cè)試回路，如圖3-2-6b)，試品的一端接地，通過(guò)試品的工頻電流不經(jīng)過(guò)檢測(cè)阻抗Zm，因此，當(dāng)試品容量較大或容易發(fā)生擊穿或閃絡(luò)時(shí)，采用并聯(lián)測(cè)試回路是比較安全的。如果試品無(wú)法與地分開(kāi)，只能采用并聯(lián)測(cè)試回路。串聯(lián)測(cè)試回路，如圖3-2-6a)，多用于試品電容Cx較小的情況下，試品的兩端都不能接地，當(dāng)選用較大的耦合電容Ck時(shí)，Ck兼有濾波、擬制外部干擾和提高靈敏度的作用，其擬制效果隨Ck與Cx的比值的增大而提高。在相同的情況下，串聯(lián)測(cè)試回路（如

31、圖3-2-6b)比并聯(lián)測(cè)試回路（如圖3-2-6a)的靈敏度高，原因是雜散電容Cs也起到了耦合電容的作用，相當(dāng)于耦合電容Ck增大。在實(shí)際測(cè)量中，往往省略耦合電容Ck，用雜散電容Cs代替耦合電容Ck，使試驗(yàn)線路更簡(jiǎn)單，多用于超高壓電氣設(shè)備（PC和CT）的局部放電測(cè)量。平衡法進(jìn)行局部放電測(cè)量時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到各種干擾，而采用平衡法測(cè)量就可以得到比較好的測(cè)量結(jié)果，平衡法能夠較好的消除外來(lái)干擾。平衡法測(cè)試回路有西林電橋法和差分法等。西林電橋法測(cè)試回路如圖3-2-6c),試品Cx和耦合電容Ck組成電橋的兩個(gè)高壓臂；電容C與電阻R并聯(lián)和另一電阻R組成電橋的低壓臂，測(cè)量信號(hào)由電橋的對(duì)角點(diǎn)輸出。差分法測(cè)試回路如圖3

32、-2-6d), 差分法與西林電橋法的差別僅在于用一個(gè)具有與試品Cx損耗正切角（）相同的試品Cx代替耦合電容Ck,并用一個(gè)電容C并聯(lián)于電阻R,其他部分與西林電橋法相同。無(wú)論是并聯(lián)還是串聯(lián)測(cè)試回路，都是由試品Cx、耦合電容Ck和檢測(cè)阻抗Zm組成。耦合電容的作用是將試品局部放電產(chǎn)生的脈沖信號(hào)耦合到檢測(cè)阻抗Zm上；在并聯(lián)測(cè)試回路中，耦合電容Ck與檢測(cè)阻抗串聯(lián)，又起到隔離試驗(yàn)電壓的作用，使檢測(cè)阻抗Zm處于低電位。檢測(cè)阻抗的作用是獲取局部放電信號(hào)，當(dāng)試品產(chǎn)生局部放電時(shí)，測(cè)試回路中就會(huì)有脈沖電流，于是檢測(cè)阻抗兩端就會(huì)出現(xiàn)脈沖電壓，這個(gè)脈沖電壓的幅值和波形與局部放電的大小有關(guān)、與測(cè)試回路的各參數(shù)有關(guān)、特別是與

33、檢測(cè)阻抗的參數(shù)有關(guān)。3.3局部放電測(cè)試方法局部放電的產(chǎn)生的過(guò)程中除了伴隨著電荷的轉(zhuǎn)移和電能的損耗之外，總是伴隨著高頻脈沖、電磁輻射、介質(zhì)損耗、聲、光、熱和化學(xué)變化等現(xiàn)象?？梢岳镁植糠烹姷倪@些特點(diǎn)，對(duì)局部放電進(jìn)行測(cè)量和定位。測(cè)量方法可分為電氣法和非電氣法兩大類方法。3.3.1 電氣法（1）脈沖電流法試品中的一次放電產(chǎn)生一個(gè)電流脈沖，用接在試驗(yàn)回路中適當(dāng)?shù)臋z測(cè)單元測(cè)得放電的電壓或電流脈沖，使其在儀器的輸出端產(chǎn)生一個(gè)與輸入端脈沖電流電荷成正比的電流或電壓信號(hào)。脈沖電流法分為寬頻帶測(cè)量和窄頻帶測(cè)量，無(wú)線電干擾電壓法（RIV）通常使用窄頻帶測(cè)量。（2）介質(zhì)損耗法利用局部放電損耗使tg增加的特點(diǎn)，在tg

34、和外施加電壓曲線上找出tg的急劇增加點(diǎn)來(lái)確定局部放電。更適合局部放電定量在線監(jiān)測(cè)。（3）電磁輻射法利用天線測(cè)量局部放電向周?chē)椛涞碾姶挪▉?lái)確定局部放電的存在。局部放電超高頻（UHF）檢測(cè)技術(shù)具有檢測(cè)頻率高、抗干擾性強(qiáng)和靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，更適合局部放電在線監(jiān)測(cè)，但定量測(cè)量較困難。3.3.2 非電氣法l 聲波法利用局部放電產(chǎn)生的可聽(tīng)聲波或超聲波，對(duì)局部放電源進(jìn)行測(cè)量或定位。聲波法多用于電力電容器的局部放電測(cè)量，而超聲波方法則應(yīng)用范圍較廣，主要用于各種高壓電氣設(shè)備的局部放電定位。l 測(cè)光法測(cè)量放電過(guò)程中產(chǎn)生的光來(lái)檢測(cè)局部放電。l 測(cè)熱法測(cè)量放電過(guò)程中產(chǎn)生的熱來(lái)檢測(cè)局部放電。（一般采用紅外法）l 物理化

35、學(xué)法利用局部放電對(duì)絕緣介質(zhì)產(chǎn)生的物理、化學(xué)變化檢測(cè)局部放電。電氣法的靈敏度比非電氣法高，一般多用電氣法測(cè)量，在電氣法中，更多采用的是脈沖電流法，尤其是寬頻帶電流脈沖法。非電氣法測(cè)量，超聲波法也經(jīng)常被采用，主要用于局部放電的定位。目前，在局部放電測(cè)量中，是以脈沖電流法為主，用于定量測(cè)量；超聲波法為輔，主要用于定位。第二篇 局部放電測(cè)量和定位1.局部放電測(cè)量方法1234567圖1-1-1 局部放電測(cè)量系統(tǒng)組成1局放儀；2.輸入適配器；3.光電轉(zhuǎn)換器；4.校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器；5.輸入單元；6.寬頻帶電流互感器；7.超聲波探測(cè)器。1.1局部放電測(cè)量系統(tǒng)的組成局部放電測(cè)量系統(tǒng)一般由四部分組成：測(cè)量?jī)x器、耦合

36、裝置、校準(zhǔn)裝置和傳輸系統(tǒng)（連接電纜或光纖）。局部放電測(cè)量?jī)x器分為單通道測(cè)量?jī)x器和多通道測(cè)量?jī)x器，一般單通道局放儀多為模擬式；多通道測(cè)量?jī)x器多為數(shù)字式。數(shù)字式局放儀除能測(cè)量重復(fù)出現(xiàn)的最大放電值、脈沖重復(fù)率n、脈沖重復(fù)頻率N外，還可以記錄和計(jì)算出瞬時(shí)產(chǎn)生的視在電荷Qi、平均放電電流I、放電功率P、放電平方率D等。局部放電測(cè)量?jī)x的耦合裝置是測(cè)量系統(tǒng)和試驗(yàn)回路的主要組成部分，其組件是針對(duì)特定的試驗(yàn)回路為達(dá)到最佳效果、最佳靈敏度而專門(mén)設(shè)計(jì)的。局部放電測(cè)量系統(tǒng)的基本配置l 測(cè)量?jī)x器：局部放電綜合分析儀測(cè)量?jī)x器：局部放電綜合分析儀一臺(tái)；校準(zhǔn)裝置：校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器一只；耦合裝置：輸入單元若干只，天線放大器一只，

37、寬頻帶電流互感器一只，超聲探測(cè)器若干只；傳輸系統(tǒng)：連接電纜若干條，輸入適配器；光纖若干條，光電轉(zhuǎn)換器。l 耦合裝置輸入單元輸入單元是測(cè)量系統(tǒng)與測(cè)試回路的主要組成部分，輸入單元針對(duì)特定的試驗(yàn)回路或試品，為達(dá)到最佳的靈敏度而專門(mén)設(shè)計(jì)的。本系統(tǒng)根據(jù)試品電容量的大小，為了配合試品電容的變化，以最佳靈敏度進(jìn)行測(cè)量，輸入單元共分為十三種獨(dú)立的輸入單元，其中第十三種為長(zhǎng)電纜測(cè)量專用輸入單元。每個(gè)序號(hào)的輸入單元都有一定的調(diào)諧范圍，見(jiàn)表調(diào)諧范圍一覽表。圖1-1-2輸入單元單元號(hào)調(diào)諧電容單元號(hào)調(diào)諧電容16pF 25pF 100pF80.1F 0.4F 1.5F225pF 100pF 400pF90.4F 1.5F

38、 6.0F3100pF 400pF 1500pF101.5F 6F 25F4400pF 1500pF 6000pF114.0F 25F 60F51500pF 6000pF 0.025F1215F 60F 250F66000pF 0.025F 0.1F13長(zhǎng)電纜70.025F 0.1F 0.4F14RIV輸入單元寬頻帶電流互感器寬頻帶電流互感器是放電測(cè)量的一種前端耦合裝置，是極性判別、天線噪聲門(mén)控抗干擾最有效的信號(hào)耦合單元之一。圖1-1-3寬頻帶電流互感器寬頻帶電流互感器的型號(hào)為和，WCT-1和WCT-2，頻帶范圍：10kHz1.2MHz。寬頻帶電流互感器的連接方法：在變壓器局放測(cè)量中，寬頻帶電

39、流互感器一般接在鐵芯接地線，夾件接地線或零線上，也可接入被測(cè)線圈的末端。WCT-1型寬頻帶電流互感器為穿纜式互感器，與TWPD-1-X型輸入單元配合使用，一次電纜穿纜的原則為：從寬頻帶電流互感器的正面（有標(biāo)牌面）穿入，背面穿出接地。如圖1-1-2所示。WCT-2型寬頻帶電流互感器為開(kāi)口式互感器，與TWPD-2-X型輸入單元配合使用，一次電纜穿纜的原則為：從寬頻帶電流互感器的正面（有標(biāo)牌面）穿入，背面穿出接地。寬頻帶電流互感器放電量校正，一般是將校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器的校正信號(hào)直接打在寬頻帶電流互感器的一次線兩端，即跨接在寬頻帶電流互感器的正面與與背面之間的接地電纜上（稱之為特殊校正）。放電信號(hào)通過(guò)寬頻

40、帶電流互感器上的BNC接頭，用50同軸電纜通向局部放電儀。圖1-1-4 天線放大器天線放大器 天線放大器是在局部放電測(cè)量中用于接收空間干擾信號(hào)的前端接收單元。天線放大器的測(cè)量頻帶為5.0kHz1.2MHz。在局部放電測(cè)量中，尤其在線局部放電測(cè)量中用于接收空間強(qiáng)電磁波信號(hào)，如雷電信號(hào)、電焊打火在空間的傳播等。圖1-1-5局部放電超聲探測(cè)器天線放大器的安裝，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)干擾情況決定安裝位置。一般情況下和型寬頻帶電流互感器放置在一起，信號(hào)電纜由天線放大器的BNC口接同軸電纜至局部放電綜合分析器。局部放電超聲探測(cè)器局部放電超聲探測(cè)器，分為局部放電測(cè)量用和在線局部放電監(jiān)測(cè)用兩種型號(hào)：USS1、USS2。兩種

41、探測(cè)器的區(qū)別在于供電方式不同，一種是電池供電，一種是長(zhǎng)距離電纜供電。局部放電超聲探測(cè)器的頻帶范圍：5kHz350kHz。利用超聲波測(cè)量局部放電屬于局部放電的非電測(cè)量法之一。這種方法特別適用于放電的定位。l 傳輸子系統(tǒng)（連接電纜和光纜）傳輸子系統(tǒng)包括同軸電纜及連接器和光纖及光電信號(hào)連接器。BNC連接器電氣特征：特性阻抗：50歐姆頻率范圍：04GHz額定電壓：200V 在5.4kPa介質(zhì)耐壓：1500V（rms） 電壓駐波比：1.3（max）接觸電阻：3m（內(nèi)導(dǎo)體）/2m（外導(dǎo)體）絕緣電阻：5000 M屏蔽效率：55dB同軸電纜采用實(shí)芯聚乙烯絕緣射頻同軸電纜。同軸電纜一般長(zhǎng)度為1015米，兩端配5

42、0直形BNC插頭，分別與探測(cè)器和局部放電測(cè)量主系統(tǒng)的BNC插座相連接。輸入適配器和光電轉(zhuǎn)換放大器圖1-1-7光電轉(zhuǎn)換放大器圖1-1-6 輸入適配器 TWPD-IA01輸入適配器的兩端均有BNC插座，一端為輸入端，連接來(lái)自輸入單元的信號(hào)，另一端為輸出端，用同軸電纜將信號(hào)連接到局部放電儀的通道輸入端口。TWPD-LE01光電轉(zhuǎn)換放大器，用于將來(lái)自探測(cè)器的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并放大，之后通過(guò)50同軸電纜連接到通道的輸入端。光纜局部放電定位用光纜一般選用室內(nèi)光纜，外部直徑：2.8mm，最小彎曲半徑不小于56mm。圖1-1-8校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器局部放電在線監(jiān)測(cè)用光纜一般選用地線復(fù)合光纜，又稱光纖架空地線（簡(jiǎn)稱

43、：OPGW）。光纜兩端配有專用光纖插頭，分別連接到超聲探測(cè)器和光電轉(zhuǎn)換放大器。l 校正裝置校正脈沖發(fā)生器TWPD02校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器，可以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的瞬變的電荷。目前采用的分度方法是根據(jù)視在放電電荷的定義，在試品兩端注入的標(biāo)準(zhǔn)瞬變電荷來(lái)度量放電量的大小。TWPD02校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器提供雙極性脈沖，并且脈沖重復(fù)率可在50Hz1000Hz內(nèi)可調(diào)（一般選擇試驗(yàn)電壓頻率的兩倍），放電量可在：1pC、10pC、50pC、100pC、500pC之間任選。完整試驗(yàn)回路中測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)（直接校準(zhǔn)），也可以直接對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。TWPD02校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器的信號(hào)是由BNC輸出，通過(guò)同軸電纜的內(nèi)外芯分別連接試品的端頭和地，

44、通常黑線（外芯）接地，紅線（內(nèi)芯）接試品的高壓端。TWPD02校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器的使用方法： 側(cè)面紅色開(kāi)關(guān)為電源總開(kāi)關(guān),向前撥為開(kāi),向后撥為關(guān)。 ON/OFF/電量 按鍵，可循環(huán)選擇電量值。 頻率按鍵， (1) 點(diǎn)按時(shí)，可選擇方波頻率。(50Hz1KHz) (2) 連續(xù)按鍵2秒，可顯示電源電壓值。 當(dāng)顯示屏最左端出現(xiàn) “L”字符時(shí)，表示電池需要充電。 充電時(shí)，9V插口旁邊的指示燈應(yīng)點(diǎn)亮，否則不能充電；充電時(shí)間815小時(shí)。1.2 局部放電基本測(cè)量回路1.2.1 接線圖直接法測(cè)量電路（并聯(lián)法）計(jì)算機(jī)放大器Z圖1-1-9 直接法測(cè)量電路（并聯(lián)法）Cx 試品 Ck 耦合電容 Zm 輸入元件Z 濾波器 T

45、試驗(yàn)變壓器局部放電綜合分析儀圖1-1-10接線圖校正回路圖1-1-111.3 局部放電波形識(shí)別基礎(chǔ)1.3.1局部放電波形顯示方式局部放電測(cè)量?jī)x器，除有數(shù)值顯示外，一般都具備波形顯示功能，最常見(jiàn)的顯示方式為橢圓時(shí)基顯示方式、正弦時(shí)基顯示方式和直線時(shí)基顯示方式。橢圓時(shí)基顯示方式，如圖1-3-1所示，將正弦波試驗(yàn)電壓的一個(gè)單個(gè)周波，即一個(gè)正半周和一個(gè)負(fù)半周，均勻地分配到整個(gè)橢圓上，其電壓的零度點(diǎn)放在橢圓地最左端，沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，180度點(diǎn)放置在橢圓的最右端，360度點(diǎn)與零度點(diǎn)重合，橢圓短軸的兩個(gè)端點(diǎn)處，對(duì)應(yīng)電壓的峰值，上部為正峰值，下部為負(fù)峰值。電壓峰值位置、過(guò)零點(diǎn)位置和軌跡的方向如圖1-3-1所

46、示。圖1-3-1 橢圓時(shí)基顯示方式 圖1-3-2 正弦時(shí)基顯示方式 圖1-3-3 直線時(shí)基顯示如果放電圖形以正弦時(shí)基顯示方式，對(duì)應(yīng)電壓的峰值位置和電壓過(guò)零點(diǎn)位置以及掃描方向如圖1-3-2所示。如果放電圖形以直線時(shí)基顯示方式，對(duì)應(yīng)電壓的峰值位置和電壓過(guò)零點(diǎn)位置以及掃描方向如圖1-3-3所示。1.3.2顯示效果近年來(lái)，局部放電測(cè)量中使用的具有波形顯示的測(cè)量?jī)x器多為數(shù)字式局部放電測(cè)試儀和模擬式陰極射線管顯示局部放電測(cè)試儀，兩種儀器顯示的波形從視覺(jué)上有一定的差別，對(duì)于模擬式局部放電儀，由于視覺(jué)的持續(xù)存在(視覺(jué)滯留)，其顯示的波形實(shí)際上大約是試驗(yàn)電壓的三個(gè)周波上的放電響應(yīng)；而數(shù)字式局放儀顯示的放電響應(yīng)是

47、以小于等于每秒24幀的速度顯示，看到的放電響應(yīng)是試驗(yàn)電壓下一個(gè)周波內(nèi)的真實(shí)圖形。寬頻帶數(shù)字式局部放電測(cè)試儀顯示的典型的放電圖形，橢圓時(shí)基顯示方式如圖1-3-4、正弦時(shí)基顯示方式如圖1-3-5、 直線時(shí)基顯示方式如圖1-3-6所示。 圖1-3-4 橢圓時(shí)基顯示典型放電 圖1-3-5 正弦時(shí)基顯示典型放電 圖1-3-6 直線時(shí)基顯示典型放電2. 局部放電測(cè)試系統(tǒng)的校正方法 局部放電測(cè)試系統(tǒng)的校正內(nèi)容分為三部分內(nèi)容，其一為放電量校正，用已知的電量注入測(cè)量系統(tǒng)，確定系統(tǒng)關(guān)于放電量的刻度系數(shù)，用于測(cè)量試品的視在放電量；其二是電壓校正，可以通過(guò)施加已知高壓電壓（由高壓互感器提供已知電壓），通過(guò)局放儀的電壓

48、校正功能，實(shí)現(xiàn)局放儀實(shí)際高壓電壓的電壓監(jiān)測(cè)功能，電壓校正以后，取消該高壓互敢器；也可以通過(guò)電容分壓器，利用局放儀的電壓比校正，實(shí)現(xiàn)電壓校正；其三是零標(biāo)校正，通過(guò)已知放電波形的放電相位，校正測(cè)量系統(tǒng)的零標(biāo)，用于分析放電波形的放電相位，輔助確定放電性質(zhì)，使用零標(biāo)輔助判別放電類型，一般使用實(shí)驗(yàn)電壓作為同步源，或稱之為外同步。2.1 電量校準(zhǔn)測(cè)量試驗(yàn)回路2.1.1校準(zhǔn)器（校準(zhǔn)器脈沖發(fā)生器）校準(zhǔn)器是由能夠產(chǎn)生幅值為U0的階躍電壓脈沖發(fā)生器和標(biāo)準(zhǔn)電容器C0串聯(lián)構(gòu)成，該校準(zhǔn)脈沖提供重復(fù)的電荷q0， 校準(zhǔn)脈沖可以是雙脈沖、單脈沖，也可以是矩形脈沖鏈，并經(jīng)校準(zhǔn)電容C0有效微分，校準(zhǔn)脈沖電壓波形的上升時(shí)間應(yīng)不大于

49、60ns，下降時(shí)間不應(yīng)不小于l00µs。校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器的內(nèi)阻應(yīng)不大于100（對(duì)應(yīng)l00pF的校準(zhǔn)電容）。校準(zhǔn)器脈沖發(fā)生器應(yīng)該有校準(zhǔn)電量的輸出端子，也應(yīng)脈沖電壓的輸出端子，向具有分布電氣元件的試品注入脈沖電流時(shí)，可以直接注入脈沖電壓，C0由試品的已知電容代替，例如GIS,其C0可以由高壓導(dǎo)體和與校準(zhǔn)電壓源相連的傳感器電極之間的已知電容代替，如圖2-1-2。2.1.2 校準(zhǔn)回路 校準(zhǔn)回路如圖2-1-1，圖2-1-1 a)和圖2-1-1 b)為并聯(lián)校準(zhǔn)回路,采用并聯(lián)校準(zhǔn)時(shí)，校準(zhǔn)電量必須注入到試品CX的兩端。圖2-1-1 c)為間接校準(zhǔn)回路，校準(zhǔn)電量注入到檢測(cè)阻抗Zm的兩端。圖2-1-1 d

50、)為串聯(lián)校準(zhǔn)回路，校準(zhǔn)器與試品Cx、Ck和Zm串聯(lián)； 圖2-1-1 a)并聯(lián)校準(zhǔn)回路圖2-1-1 并聯(lián)校準(zhǔn)回路圖2-1-1 c)間接校準(zhǔn)回路圖2-1-1 d) 串聯(lián)校準(zhǔn)回路圖2-1-2 GIS校準(zhǔn)回路2.1.3 局部放電量校準(zhǔn)方法局部放電定量測(cè)量之前，必須對(duì)儀器進(jìn)行放電量的校準(zhǔn)，常用的放電量的校準(zhǔn)方法分為直接校準(zhǔn)方法（如圖2-1-1a和圖2-1-1 b）和間接校準(zhǔn)方法（如圖2-1-1c）；直接校準(zhǔn)方法分為并聯(lián)校準(zhǔn)和直接串聯(lián)校準(zhǔn)(圖2-1-1d和圖2-2-2)兩種方法。直接校準(zhǔn)（并聯(lián)法）將已知電荷量q0=C0U0注入試品Cx的兩端的校準(zhǔn)方法，稱為直接并聯(lián)校準(zhǔn)法。直接并聯(lián)校準(zhǔn)法,該方法的接線圖如圖

51、2-1-1a)，耦合裝置（輸入單元）與耦合電容Ck串聯(lián)，就將Ck的首端與耦合裝置的末端對(duì)應(yīng)接試品Cx的首端和末端，形成并聯(lián)交流測(cè)試回路，將校準(zhǔn)器的兩端分別接到試品Cx 的兩端與試品并聯(lián)，由試品Cx、校準(zhǔn)器的電壓源G以及校準(zhǔn)電容C0組成的回路分別等效于圖3-2-1 b)的Ca、和Cb。如果不考慮雜散電容Cs的影響，視在放電量值q恰恰等于校準(zhǔn)器注入電量q0，即耦合裝置（輸入單元）與試品Cx串聯(lián)的校準(zhǔn)接線方法,如圖2-1-1b)，同樣，也是屬于直接校準(zhǔn)方法中的并聯(lián)方法，校準(zhǔn)時(shí)，將校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器接于試品Cx高壓端與耦合裝置（輸入單元）之間，圖如2-1-1 b)所示；由試品Cx、校準(zhǔn)器的電壓源G以及校準(zhǔn)

52、電容C0組成的回路分別等效于圖3-2-1 d)的Ca、和Cb，如果不考慮雜散電容Cs的影響，高壓端頭的視在放電量值q恰恰等于校準(zhǔn)器注入電量q0，即在試驗(yàn)回路加電之前必須將校準(zhǔn)脈沖發(fā)生器移開(kāi)。間接校準(zhǔn) 采用間接校準(zhǔn)方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，其方法是向高壓試驗(yàn)回路的藕荷裝置（輸入單元）的輸入端，而不是在試品Cx的兩端注入脈沖。此方法不能用作單獨(dú)的校準(zhǔn)，但可以和完整的試驗(yàn)回路測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)一起使用，作為傳遞的基礎(chǔ)。使用這種校準(zhǔn)方法，施加試驗(yàn)電壓時(shí)無(wú)須移開(kāi)脈沖發(fā)生器；測(cè)量結(jié)果是高壓端頭的放電量在藕荷裝置Zm端的體現(xiàn)q0=U0C0，不是真正的高壓端頭的視在放電量值q，必須將其折算到變壓器高壓端頭的視在放電量

53、，如果不考慮雜散電容Cs的影響，高壓端頭的視在放電量值q：，式中： q:高壓端頭的放電量（pC） q0:體現(xiàn)在藕荷裝置Zm兩端的放電量（pC） Cx:變壓器入口電容（pF）Ck:耦合電容（pF）直接校準(zhǔn)（串聯(lián)法）直接校準(zhǔn)方法中的串聯(lián)校準(zhǔn)方法，對(duì)應(yīng)于串聯(lián)的耦合裝置（輸入單元）和串聯(lián)的接線方法，例如：將串聯(lián)的耦合裝置（輸入單元）串接在鐵心夾件接地套管與油箱（地）之間的定量測(cè)量，必須對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法有三種，其一，為串聯(lián)電流脈沖法，將脈沖發(fā)生器串聯(lián)在鐵心夾件接地套管與油箱（地）之間進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)完畢，移開(kāi)脈沖發(fā)生器，并恢復(fù)原來(lái)接線。其二，為簡(jiǎn)化的串聯(lián)電流脈沖法（也稱為短路脈沖法）校準(zhǔn)，其校

54、準(zhǔn)方法是將耦合裝置（輸入單元）脫離試品，將脈沖發(fā)生器信號(hào)直接注入耦合裝置（輸入單元）的輸入端，校準(zhǔn)完畢，將耦合裝置（輸入單元）接入試品。本校準(zhǔn)方法適用于電流型耦合裝置（輸入單元）。對(duì)于試品電容較?。?000pF的回路，短路脈沖校準(zhǔn)法存在一定誤差，但對(duì)于一般的變壓器的鐵心夾件接地套管對(duì)地的校準(zhǔn)，其誤差可以忽略。其三，并聯(lián)電壓脈沖法，類似間接校準(zhǔn)，將脈沖發(fā)生器并聯(lián)在鐵心夾件接地套管與油箱之間，即跨接在電流型耦合裝置（輸入單元）的兩端進(jìn)行校準(zhǔn)。2.2 電壓校準(zhǔn)測(cè)量試驗(yàn)回路（略）2.3 零標(biāo)校準(zhǔn)測(cè)量試驗(yàn)回路（略）3. 局部放電測(cè)試系統(tǒng)的干擾與抑制3.1 與試驗(yàn)電壓無(wú)關(guān)的干擾（空間干擾）這種與試驗(yàn)電壓無(wú)關(guān)的干擾通常稱為空間干擾，其干擾脈沖的幅值與施加到試品上的電壓的幅值無(wú)關(guān)，即它不隨試驗(yàn)電壓的升高或降低發(fā)生變化。這種干擾源主要來(lái)自電氣開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)操作、電焊起弧、吊車(chē)開(kāi)動(dòng)、調(diào)頻電機(jī)的調(diào)頻脈沖、整流電機(jī)的電刷、磨床加工零件時(shí)產(chǎn)生的火花、晶閘管整流設(shè)備、無(wú)線電臺(tái)發(fā)射的電磁波以及各種工業(yè)控制設(shè)備的干擾等。除部分干擾沿導(dǎo)線由電源側(cè)侵入測(cè)試系統(tǒng)外，絕大部分以電磁波的形式由空間侵入局部放電測(cè)量系統(tǒng)。抑制方法：.試驗(yàn)線路采用濾波器、隔離變、阻波器等抗干擾措施；.選擇合適的濾波通帶；.平衡輸入方法；（以上三種方法為傳統(tǒng)方法）.天線噪