高電壓技術(shù)電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn) (2)通用PPT課件

1、高電壓技術(shù)電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)絕緣診斷與絕緣試驗(yàn)主要內(nèi)容1 絕緣測(cè)試和診斷的基本概念2 絕緣電阻和泄漏電流的測(cè)量3 介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量4 局部放電的測(cè)量5 耐壓試驗(yàn)與預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié)6 絕緣的在線監(jiān)測(cè) 1、絕緣測(cè)試和診斷的基本概念 絕緣的測(cè)試和診斷技術(shù)概念：電力設(shè)備絕緣在運(yùn)行中受到電、熱、機(jī)械、不良環(huán)境等各種因素的作用，其性能將逐漸劣化，以致出現(xiàn)缺陷，造成故障，引起供電中斷。通過(guò)對(duì)絕緣的試驗(yàn)和各種特性的測(cè)量，了解并評(píng)估絕緣在運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)，從而能早期發(fā)現(xiàn)故障的技術(shù)稱為絕緣的監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù) 絕緣的測(cè)試和診斷技術(shù)分類：1）按照對(duì)設(shè)備造成的影響程度分類（兩類）非破壞性試驗(yàn)，亦稱絕緣特性試驗(yàn)：

2、在較低電壓下或用其它不會(huì)損傷絕緣的方法測(cè)量絕緣的不同特性，采用綜合分析的方法來(lái)判斷絕緣內(nèi)部的缺陷包含的種類：絕緣電阻和泄漏電流的試驗(yàn)、介質(zhì)損耗角正切試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)、絕緣油的氣相色譜分析等 破壞性試驗(yàn)，即耐壓試驗(yàn)：以高于設(shè)備的正常運(yùn)行電壓來(lái)考核設(shè)備的電壓耐受能力和絕緣水平。耐壓試驗(yàn)對(duì)絕緣的考驗(yàn)嚴(yán)格，能保證絕緣具有一定的絕緣水平或裕度；缺點(diǎn)是可能在試驗(yàn)時(shí)給絕緣造成一定的損傷，同時(shí)不能反映絕緣缺陷的性質(zhì) 包含的種類：交流耐壓試驗(yàn)、直流耐壓試驗(yàn)、雷電沖擊耐壓試驗(yàn)及操作沖擊耐壓試驗(yàn) 2）按照設(shè)備是否帶電的方式分類（兩類）離線：在離線的測(cè)試和診斷時(shí)，要求被試設(shè)備退出運(yùn)行狀態(tài)，通常是周期性間斷地施行，試

3、驗(yàn)周期由電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程（DL/T 596）規(guī)定特點(diǎn)：可采用破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)兩種方式，兩種方式是相輔相成的。耐壓試驗(yàn)往往是在非破壞性試驗(yàn)之后才進(jìn)行。缺點(diǎn)是對(duì)絕緣耐壓水平的判斷比較間接，尤其對(duì)于周期性的離線試驗(yàn)更不易判斷準(zhǔn)確 在線：在線監(jiān)測(cè)則是在被試設(shè)備處于帶電工作運(yùn)行的條件下，對(duì)設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行連續(xù)或定時(shí)的監(jiān)測(cè)，通常是自動(dòng)進(jìn)行的特點(diǎn)：只能采用非破壞性試驗(yàn)方式。由于可連續(xù)監(jiān)測(cè)，除測(cè)定絕緣特性的數(shù)值外，還可分析特性隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，從而顯著提高了其判斷的準(zhǔn)確性 絕緣預(yù)防性試驗(yàn)概念：為了對(duì)絕緣狀態(tài)作出判斷，需對(duì)絕緣進(jìn)行各種試驗(yàn)和檢測(cè)，通稱為絕緣預(yù)防性試驗(yàn)。 絕緣的監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)的三個(gè)

4、基本環(huán)節(jié)：傳感器與測(cè)量方法：正確選用各種傳感器及測(cè)量手段，檢測(cè)或監(jiān)測(cè)被試對(duì)象的種種特性，采集各種特性參數(shù)；數(shù)據(jù)處理：對(duì)原始的雜亂信息加以分析處理(數(shù)據(jù)處理)，去除干擾，提取反映被試對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)最敏感、有效的特征參數(shù)；絕緣診斷：根據(jù)提取的特征參數(shù)和對(duì)絕緣老化過(guò)程的知識(shí)以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，參照有關(guān)規(guī)程對(duì)絕緣運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別、判斷，即完成診斷過(guò)程。并對(duì)絕緣的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而對(duì)故障提供預(yù)警，并能為下一步的維修決策提供技術(shù)根據(jù)。 絕緣診斷規(guī)則： 規(guī)則分類：邏輯診斷，模糊診斷，統(tǒng)計(jì)診斷邏輯診斷：邏輯診斷中將特征只歸結(jié)為“有”和“無(wú)”兩種(或特征參數(shù)大于某給定的閾值則為“有”該特征，否則為“無(wú)”)，診斷對(duì)象

5、的狀態(tài)同樣只歸結(jié)為“有”和“無(wú)”，或“好”和“壞”兩種，即特征和狀態(tài)均采用二值邏輯量來(lái)描述。邏輯診斷簡(jiǎn)單明了，應(yīng)用較廣，但把問題過(guò)于簡(jiǎn)化，診斷準(zhǔn)確度較低 模糊診斷：考慮到被試對(duì)象的特征及狀態(tài)評(píng)價(jià)的主觀不確定性，即模糊性，許多情況不能簡(jiǎn)單地用“有”、“無(wú)”和“好”、“壞”來(lái)評(píng)定。模糊診斷中被試對(duì)象的特征和狀態(tài)不用二值邏輯量描述，而用多值邏輯的特征函數(shù)來(lái)描述，如某特征“很強(qiáng)”、“強(qiáng)”、“一般”、“弱”、“很弱”，某故障“嚴(yán)重”、“較嚴(yán)重”、“一般”、“輕微”、“無(wú)”等，然后按特征或狀態(tài)參數(shù)的取值量確定歸入某一類別。如采用連續(xù)變化的特征函數(shù)，判斷可更加準(zhǔn)確。 統(tǒng)計(jì)診斷：考慮到被試對(duì)象特征參數(shù)分布的不

6、確定性，即統(tǒng)計(jì)性。對(duì)于處于同樣狀態(tài)的同類設(shè)備，其特征參數(shù)并不相同，而按一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布。利用這些規(guī)律進(jìn)行絕緣診斷(a) 絕緣完好和損壞時(shí) (b)兩者重疊圖 概率密度曲線不重疊 某特征參數(shù)的概率密度 2 絕緣電阻和泄漏電流的測(cè)量 1）測(cè)量絕緣電阻與吸收比的工作原理 2）測(cè)量絕緣電阻與吸收比的方法 3）泄漏電流的測(cè)量 4）測(cè)量絕緣電阻和泄漏電流的功效 5）測(cè)量絕緣電阻和泄漏電流的注意事項(xiàng)1）測(cè)量絕緣電阻與吸收比的工作原理雙層介質(zhì)模型的電流時(shí)間特性i（t）=U/( R1+R2)+U(R1 C1R1 C2)2/ (C1+C2)2( R1+R2) R1R2 exp(-t/) R1R2(C1+C2)/

7、( R1+R2) 雙層介質(zhì)等值電路圖 吸收和泄漏電流及絕緣電阻的變化曲線i（t）=Kexp(-t/) R1R2(C1+C2)/ ( R1+R2) 在工程應(yīng)用上的表達(dá)方便，把介質(zhì)處在吸收過(guò)程時(shí)的U/i也稱呼為絕緣電阻R 雙層介質(zhì)等值電路圖 吸收和泄漏電流及絕緣電阻的變化曲線定義吸收比K：為加壓60秒時(shí)的絕緣電阻R 60與15秒時(shí)電阻R 15之比值K = R60/ R15 定義極化指數(shù)P：為加壓10分鐘時(shí)的絕緣電阻R10與1分鐘時(shí)電阻R1之比值 P= R10/ R1我國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T5961996即電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程等規(guī)定：電力變壓器及大型發(fā)電機(jī)凡采用瀝青浸膠及烘卷云母絕緣者：K值應(yīng)不小

8、于1.3，P值應(yīng)不小于1.5大發(fā)電機(jī)當(dāng)采用環(huán)氧粉云母者：K值應(yīng)不小于1.6，P應(yīng)不小于2.0。發(fā)電機(jī)容量在200MW及以上者推薦測(cè)量 絕緣狀態(tài)的判定若絕緣內(nèi)部有集中性導(dǎo)電通道，或絕緣嚴(yán)重受潮，則電阻R1 、R2會(huì)顯著降低，泄漏電流大大增加，時(shí)間常數(shù)大為減小，吸收電流迅速衰減。即使絕緣部分受潮，只要R1與R2中的一個(gè)數(shù)值降低，值也會(huì)大為減小，吸收電流仍會(huì)迅速衰減，仍可造成吸收比K（及極化指數(shù)P，下同）的下降。當(dāng)K1或接近于1，則設(shè)備基本喪失絕緣能力。不同絕緣狀態(tài)下的絕緣電阻的變化曲線 2） 測(cè)量絕緣電阻與吸收比的方法測(cè)量?jī)x表：一般用兆歐表進(jìn)行絕緣電阻與吸收比的測(cè)量搖表：為了測(cè)準(zhǔn)吸收比，需用靈敏度

9、足夠高的兆歐表?，F(xiàn)場(chǎng)仍較多采用帶有手搖直流發(fā)電機(jī)的兆歐表，俗稱搖表 晶體管兆歐表：采用電池供電，晶體管振蕩器產(chǎn)生交變電壓，經(jīng)變壓器升壓及倍壓整流后輸出直流電壓兆歐表的電壓：500、1000、2500、5000V等兆歐表選擇：根據(jù)設(shè)備電壓等級(jí)的不同，選用不同電壓的兆歐表。例：額定電壓1kV及以下者使用1000V兆歐表；1kV以上者使用2500V兆歐表 兆歐表的原理結(jié)構(gòu)圖 屏蔽端子G：主要用于屏蔽表面泄漏電流EGLEGL表面電導(dǎo)體積電導(dǎo)絕 緣屏蔽環(huán) 例：用兆歐表測(cè)量電纜絕緣電阻 用兆歐表測(cè)電纜絕緣電阻的接線圖1鉛鎧外皮 2絕緣 3導(dǎo)芯 4-屏蔽環(huán) 微安表直讀法（高電位和低電位兩種接法）測(cè)量電力變壓

10、器主絕緣泄漏電流的接線 T1 調(diào)壓器；T2 高壓試驗(yàn)變壓器；D 高壓硅堆 R 保護(hù)電阻；C 濾波電容；T 被試變壓器 3）泄漏電流的測(cè)量4）測(cè)量絕緣電阻和泄漏電流的功效測(cè)量絕緣電阻和泄漏電流能有效地發(fā)現(xiàn)的缺陷： 1、兩極間穿透性的導(dǎo)電通道 2、絕緣受潮 3、表面污垢測(cè)量絕緣電阻和泄漏電流不易發(fā)現(xiàn)的缺陷： 1、絕緣的局部缺陷（局部損傷或裂縫、含有氣泡、 絕緣分層、脫開等） 2、絕緣的老化（此時(shí)的絕緣電阻還相當(dāng)高）5）測(cè)量絕緣電阻和泄漏電流的注意事項(xiàng)A、測(cè)量結(jié)果不應(yīng)作為最后定論，應(yīng)與下列數(shù)據(jù)比較： （1）、歷史資料 （2）、同類設(shè)備數(shù)據(jù) （3）、同一設(shè)備不同部位（不同相）的數(shù)據(jù) 當(dāng)K2時(shí)，有缺陷存

11、在 (4)、其它實(shí)驗(yàn)結(jié)果B、要考慮測(cè)量時(shí)溫度的影響，只有同一溫度下的結(jié)果才能比較C、測(cè)量電壓要穩(wěn)定，直流脈動(dòng)不應(yīng)大于3%D、測(cè)量?jī)x表的保護(hù)與屏蔽E、測(cè)量前應(yīng)充分放電，避免殘余電荷造成誤差F、被試品的接地問題3 介質(zhì)損耗角正切的測(cè)量 1）西林電橋的基本原理 2）反接法的西林電橋 3）存在外界電磁場(chǎng)干擾時(shí)的測(cè)量 4）測(cè)量介損的功效 5）測(cè)量介損的注意事項(xiàng)測(cè)試無(wú)線電材料：常采用高頻施壓法，所加的電壓不高在電工界：測(cè)量tg的儀器和方法有多種，西 林電橋測(cè)法和電流比較式電橋測(cè)法在線監(jiān)測(cè)：采用微計(jì)算機(jī)對(duì)tg的測(cè)量測(cè)量介損的方法1）西林電橋的基本原理高壓臂：一個(gè)是代表試品的Z1；另一個(gè)是無(wú)損耗的標(biāo)準(zhǔn)電容C0

12、，它以阻抗Z2作為代表。低壓臂：一個(gè)處在橋箱體內(nèi)，一個(gè)是可調(diào)無(wú)感電阻R3；另一個(gè)是無(wú)感電阻R4和可調(diào)電容C4的并聯(lián)回路。前者以Z3來(lái)代表，后者以Z4來(lái)代表 保護(hù)：放電管P電橋平衡：檢流計(jì)G檢零屏蔽：消除雜散電容的影響西林電橋的基本回路 電橋的平衡條件：Z1/Z3 = Z2/Z4串聯(lián)等值回路tg=R4 C4Cx = R4C0/R3并聯(lián)等值回路tg=R4 C4Cx = R4C0/R3 (1+tg2) Cx：因?yàn)閠g2極小，故兩種等值電路的 Cx相等西林電橋的基本回路 解之得： GxG4 2CxC4 = 0 (1) G4Cx + GxC4 = G3C0 (2)由（1）得： tg = IRx/ICx=

13、Gx/ Cx = C4/G4= R4C4取R4=104/ =100 則 tg = 106C4（F）=C4（F）將 Gx=Cx tg ; C4 = G4tg/代入（2）得：Cx = R4C0/R3 (1+tg2) Cx GxICxIRxIUtg = IRx/ICx 屏蔽：雜散電容：高壓引線與低壓臂之間會(huì)有電場(chǎng)的影響，可以看作其間有雜散電容由于低壓臂的電位很低，Cx和C0的電容量很小，如C0一般只有50100pF。所以雜散電容Cs的引入，會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差若附近另有高壓源，其間的雜散電容Cs1會(huì)引入干擾電流iS，也會(huì)造成測(cè)量誤差 所以需要屏蔽，消除雜散電容的影響西林電橋的基本回路 在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)：通常測(cè)試

14、材料及小設(shè)備，被試品是對(duì)地絕緣的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中：有許多一端接地的試品，如敷設(shè)在地下的電纜及擺在地面的重大電氣設(shè)備，要改成對(duì)地絕緣是不可能的，只能改變電橋回路的接地點(diǎn)。這樣就產(chǎn)生了一種反接法的西林電橋 反接法西林電橋的接線 2）反接法的西林電橋3）存在外界電磁場(chǎng)干擾時(shí)的測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的試品：難以實(shí)現(xiàn)屏蔽，故干擾較嚴(yán)重兩次測(cè)量法：消除或減小外界電場(chǎng)影響的測(cè)試方法，是采用兩次測(cè)量。第一次先調(diào)電橋到平衡，測(cè)得tg1和Cx，然后倒換試驗(yàn)變壓器原邊電源線的兩頭，即把試驗(yàn)電壓U的相位轉(zhuǎn)一個(gè)180，然后再測(cè)得第二次的數(shù)值tg2和Cx，可用下式計(jì)算得準(zhǔn)確的tg和Cx值。tg=（Cxtg1+Cxtg2）/(Cx+Cx)Cx

15、 = (Cx+Cx)/2 西林電橋的基本回路 磁場(chǎng)干擾時(shí)介損的測(cè)量檢流計(jì)正反接抗磁場(chǎng)干擾的原理：先設(shè)想當(dāng)無(wú)磁干擾時(shí)，調(diào)電橋到平衡，兩個(gè)測(cè)量臂的數(shù)值分別為R3和C4。如存在磁干擾時(shí)，調(diào)節(jié)電橋到平衡，兩個(gè)測(cè)量臂的數(shù)值分別為（R3+R3）和（C4+C4），此時(shí)電橋兩臂實(shí)際上是有電位差的，由于它克服了磁干擾電勢(shì)，才使檢流計(jì)指零。假若把檢流計(jì)和電橋兩臂相接的兩端倒換一下，由于其他條件不變，此時(shí)如又調(diào)電橋到平衡，兩個(gè)測(cè)量臂的數(shù)值將分別為 (R3R3)和(C4C4) 當(dāng)檢流計(jì)正接時(shí)測(cè)得：tg1=(C4+C4)R4 CX1=C0R4/（R3+R3）當(dāng)檢流計(jì)反接時(shí)測(cè)得：tg2 = (C4C4)R4 CX2= C

16、0R4/（R3R3)因無(wú)磁場(chǎng)干擾時(shí)： tg= C4R4 CX = C0R4/R3，故可得：tg= (tg1+tg2)/2CX = 2X1CX2/（CX1+CX2 ）4）測(cè)量介損的功效測(cè)量介損能有效地發(fā)現(xiàn)的缺陷：（1）絕緣受潮（2）穿透性導(dǎo)電通道（3）絕緣內(nèi)含氣泡的游離、絕緣分層、脫殼等（4）老化劣化，繞組上附積油泥（5）絕緣油臟污、劣化等測(cè)量介損不易發(fā)現(xiàn)的局部性缺陷：（1）非穿透性局部損壞（測(cè)介損時(shí)沒有發(fā)生局部放電）（2）很小部分絕緣的老化劣化（3）個(gè)別的絕緣弱點(diǎn)例1：當(dāng)試品絕緣有兩種不同絕緣并聯(lián)組成 則：當(dāng)C2/Cx越小，C2中缺陷（ tg 增大）在測(cè)整體的 時(shí)越難發(fā)現(xiàn)解決辦法是將整體絕緣分

17、解后分部測(cè)量 （如分別對(duì)變壓器線圈和套管的 tg 進(jìn)行測(cè)量）5）測(cè)量介損時(shí)的注意事項(xiàng)（1）盡可能地分部測(cè)試（2）與溫度的關(guān)系： 不同溫度下的測(cè)量結(jié)果不能換算 為進(jìn)行比較，要求在相同溫度條件下測(cè)試。（3）與電壓的關(guān)系： 試驗(yàn)電壓過(guò)低，不易發(fā)現(xiàn)缺陷，因接近工作電壓。（4）表面泄漏要排除：加屏蔽環(huán)（5）抗干擾措施：屏蔽和接地要好（6）測(cè)量繞組絕緣時(shí)，應(yīng)將繞組首尾短接，避免電感和 勵(lì)磁鐵損造成誤差4 局部放電的測(cè)量 1）局部放電概念和特點(diǎn)2）測(cè)量局部放電的幾種方法3）局部放電的脈沖電流測(cè)量法4）脈沖電流法測(cè)PD的基本回路和檢測(cè)阻抗5）實(shí)施PD測(cè)量的其它技術(shù)問題1）局部放電的概念和特點(diǎn)： 局部放電的概念

18、： Partial Discharge簡(jiǎn)稱為PD，指在一定外施電壓作用下，電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣里面存在的弱點(diǎn)處發(fā)生的局部重復(fù)擊穿和熄滅現(xiàn)象局部放電的危害：這種局部放電發(fā)生在一個(gè)或幾個(gè)絕緣內(nèi)部的缺陷中（如氣隙或氣泡），因?yàn)樵谶@個(gè)很小的空間內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度很大。雖然其放電能量很小，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度并不造成影響，但電氣設(shè)備在工作電壓下長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，局部放電會(huì)逐步擴(kuò)大，并產(chǎn)生不良化合物，使絕緣慢慢地?fù)p壞，日積月累，最后可導(dǎo)致整個(gè)絕緣被擊穿，發(fā)生電氣設(shè)備的突發(fā)性故障局部放電的特點(diǎn)：當(dāng)介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，伴隨著發(fā)生許多現(xiàn)象。有些屬于電的：如電脈沖的產(chǎn)生，介質(zhì)損耗的增大和電磁波放射；有些屬于非電的：如

19、光、熱、噪音、氣體壓力的變化和化學(xué)變化。局部放電的檢測(cè)： 這些現(xiàn)象都可以用來(lái)判斷局部放電是否存在，因此檢測(cè)的方法也可以分為電的和非電的兩類 2）測(cè)量局部放電的幾種方法A - 局部放電源B - 電磁波的傳播C - 高壓端的電壓下落D - 高壓端對(duì)地雜散電容的電場(chǎng)傳播E - 流經(jīng)接地線電流信號(hào)和磁場(chǎng)傳播電磁測(cè)量方法:絕緣油的氣相色譜分析法：這項(xiàng)試驗(yàn)是通過(guò)檢查電氣設(shè)備油樣內(nèi)所含的氣體組成的含量來(lái)判斷設(shè)備內(nèi)部的隱藏缺陷超聲波探測(cè)法：在電氣設(shè)備外壁放上由壓電元件和前置放大器組成的超聲波探測(cè)器，用以探測(cè)局部放電所造成的超聲波，從而了解有無(wú)局部放電的發(fā)生，粗測(cè)其強(qiáng)度和發(fā)生的部位PD非電量法的檢測(cè)3）局部放電

20、的脈沖電流測(cè)量法局部放電的三電容模型以三個(gè)電容來(lái)表征介質(zhì)內(nèi)部存在缺陷時(shí)的局部放電的機(jī)理Cg：氣泡的電容；Cb：和Cg相串聯(lián)部分的介質(zhì)電容；Cm：其余大部分絕緣的電容 介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 氣泡很小，Cg比Cb大，Cm比Cg大很多電極間加上交流電壓u，則Cg上的電壓為ug， Ug = UCb/(Cg+Cb) 介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 例如：Cg=1pFCb=0.01pFCm=100pF則：Ug=1kV; U=100kV局部放電機(jī)理 Ug = UCb/(Cg+Cb) ug隨外加電壓u升高，當(dāng)u上升到Us

21、瞬時(shí)值時(shí)，ug到達(dá)Cg的放電電壓Ug，Cg氣隙放電。于是Cg上的電壓一下子從Ug下降到Ur，然后放電熄滅。Ur叫做殘余電壓，它可以接近為零值，也可以為小于Ug（均絕對(duì)值）的其它值 局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化 局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化 Ug = UCb/(Cg+Cb)放電火花一熄滅，Cg上的電壓將再次上升，由于此時(shí)Cg及Cb已經(jīng)有了一個(gè)初始的直流電壓，所以此后的ug 值不能直接用上式來(lái)表達(dá)，ug 值與上式表達(dá)的值在絕對(duì)值上要小一個(gè)（UgUr）值。外加電壓仍在上升，Cg上的電壓也順勢(shì)而上升，當(dāng)它再次升到Ug時(shí)，Cg再次放電，電壓再次降到Ur，放電再次熄滅 Cg上的電壓從Ug突變?yōu)?/p>

22、Ur（均絕對(duì)值）的一瞬間，就是局部放電脈沖的形成的時(shí)刻，此時(shí)通過(guò)Cg有一脈沖電流，局部放電時(shí)氣泡中的電壓和電流的變化如圖所示局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化 介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的三電容模型 (a)具有氣泡的介質(zhì)剖面 (b)等值電路 真實(shí)放電量： qr = (UgUr)Cg+CmCb/(Cm+Cb) UgCg (1kV*1pF=1000pC) 實(shí)際無(wú)法測(cè)量 整體電壓降落：U = Cb（Ug-Ur) /（Cm+Cb) （0.01pF*1kV/100pF=0.1V）可測(cè) 視在放電量： q = UCm+CbCg/(Cb+Cg)= UCm UgCb (1kV*0.01pF=10pC) 可測(cè) 視在放電量是

23、局部放電試驗(yàn)中的重要參量，國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中， 對(duì)于各類高壓設(shè)備的q的允許值均有所規(guī)定放電能量 表征局部放電的基本參數(shù)，除了視在放電量q外，還有一次脈沖放電能量W W =qr(Ug - Ur) /2 =q(Cg+Cb)(Ug - Ur)/(2 Cb) 當(dāng)外施電壓由零上升到Us時(shí)，Cg上的電壓為Ug，即Ug=UsCb/(Cg+Cb)可得 W =qUs(Ug - Ur) /(2 Ug ) 如Ur0，則 WqUs/2 放電重復(fù)率放電重復(fù)率N：是表征PD的另一個(gè)基本參數(shù)。因?yàn)樵诩訅喊胫芷趦?nèi)能發(fā)生好幾個(gè)脈沖。所以定義一秒鐘內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)叫做放電重復(fù)率N，N也是一個(gè)重要參量?？梢酝ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)求得如果每半周內(nèi)的放

24、電次數(shù)為n，則N=2fn=100n 局部放電時(shí)氣隙中的電壓和電流的變化 局部放電的其它表示方法 為了表征局部放電在一定期間內(nèi)的平均綜合效應(yīng)，還提出了各種累積參數(shù)，如平均放電電流，放電功率等。有時(shí)還測(cè)量局部放電的起始放電電壓和熄滅電壓。以及放電電流的時(shí)域表示法。 局部放電的統(tǒng)計(jì)表示法（在線檢測(cè)常用）: n - q - 三維統(tǒng)計(jì)譜圖；以及n - 和q 兩維譜圖等 影響局部放電特性的多種因素：主要有電壓的幅值、電壓的波形和頻率、電壓的作用時(shí)間、環(huán)境的溫度及濕度和氣壓等 4）脈沖電流法測(cè)PD的基本回路和檢測(cè)阻抗三種基本測(cè)量回路電橋平衡回路 試品通過(guò)Ck后與檢測(cè)阻抗并聯(lián)的回路 試品與檢測(cè)阻抗相串聯(lián)的回路

25、 5）實(shí)施PD測(cè)量的抗干擾問題1、周期性干擾： 連續(xù)的周期性干擾信號(hào)：如廣播，電力系統(tǒng)中的載波通訊，手機(jī)通訊，高頻保護(hù)信號(hào)，諧波，工頻干擾等等，其波形一般是正弦形。 脈沖型周期性干擾信號(hào)：例如可控硅整流設(shè)備在可控硅開閉時(shí)產(chǎn)生的脈沖干擾信號(hào)。其特點(diǎn)是該脈沖干擾周期性地出現(xiàn)在工頻的某相位上。2、脈沖型隨機(jī)干擾：高壓輸電線的電暈放電，相鄰電氣設(shè)備的內(nèi)部放電，以及雷電，開關(guān)繼電器的斷、合，電焊操作等無(wú)規(guī)律的隨機(jī)性干擾。旋轉(zhuǎn)電機(jī)電刷和滑環(huán)間的電弧等?？垢蓴_措施背景噪音決定最小可見視在放電量，亦即決定測(cè)量系統(tǒng)的靈敏度，嚴(yán)重噪音將使局部放電測(cè)量無(wú)法進(jìn)行。 目前常采用的抗干擾措施包括：軟硬件濾波；平衡電路；差

26、動(dòng)電路；相位鎖定或可移開窗；統(tǒng)計(jì)法等。 預(yù)加電壓測(cè)量 PD試驗(yàn)：國(guó)標(biāo)規(guī)定對(duì)220kV及以上的電力變壓器必須做電力變壓器PD測(cè)試的加壓過(guò)程 圖中U1為最高額定線電壓UmU2為1.3Um / 或1.5Um / 要求在1.3Um / 的U2值下，q300pC或要求在1.5Um / 的U2值下，q500pC5 耐壓試驗(yàn)與預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié)1）交流耐壓2）直流耐壓3）雷電沖擊耐壓4）操作沖擊耐壓5）各種預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié)1）交流耐壓交流耐壓：是交流設(shè)備的基本耐壓方式。適用于220kV以下的電力設(shè)備。 以變壓器為例如圖所示交流耐壓試驗(yàn)實(shí)施辦法：電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程（DL/T 596）已對(duì)各類

27、設(shè)備的耐壓值作出了規(guī)定。以電力變壓器為例，當(dāng)大修而全部更換繞組后，按出廠試驗(yàn)電壓值進(jìn)行試驗(yàn)。在其它情況下，它們的耐壓值取出廠試驗(yàn)電壓的85。規(guī)程給出了電力變壓器的交流工頻耐壓值如表所示 電力變壓器交流試驗(yàn)電壓值括號(hào)內(nèi)數(shù)值適用于不固定接地或經(jīng)小電抗接地系統(tǒng) 額定電壓kV最高工作電壓kV線端交流試驗(yàn)電壓值kV中性點(diǎn)交流試驗(yàn)電壓值kV全部更換部分更換繞組全部更換部分更換繞組3540.5857285726672.5140120140120110126.0200170（195）9580220252.036039530633685（200）72（170）330363.046051039143485（230

28、）72（195）500550.063068053657885140721202) 直流耐壓直流耐壓：是直流電力設(shè)備的基本耐壓方式。對(duì)于交流電網(wǎng)中的長(zhǎng)電力電纜等，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)常出現(xiàn)困難，因?yàn)殚L(zhǎng)電纜的電容量較大。為了減小試驗(yàn)電源的試驗(yàn)容量，規(guī)程規(guī)定采用直流耐壓來(lái)檢查電纜絕緣的質(zhì)量。直流耐壓基本上不會(huì)對(duì)絕緣造成殘留性損傷直流耐壓特點(diǎn)：與交流耐壓不同，直流耐壓無(wú)局部放電損傷：對(duì)于電纜等油紙絕緣，在交、直流電壓作用下，在油和紙上的電壓分布不一樣交流時(shí)電壓按介電常數(shù)分布：電壓較多作用在油層上直流時(shí)電壓按電阻系數(shù)分布：電壓較多作用在紙上紙的耐壓強(qiáng)度較高，所以電纜能耐受較高的直流電壓為了加強(qiáng)絕緣的考

29、驗(yàn)，電纜的直流耐壓值規(guī)定得較高。盡管如此，對(duì)于使用在交流電網(wǎng)中的電纜，進(jìn)行直流耐壓對(duì)絕緣的考驗(yàn)不如交流耐壓接近實(shí)際。對(duì)電力電纜的直流耐壓持續(xù)時(shí)間為5分鐘，可同時(shí)進(jìn)行泄漏電流的測(cè)量，加壓極性為負(fù)對(duì)電力變壓器絕緣的泄漏電流測(cè)試時(shí)所施加的直流電壓不很高，可以認(rèn)為是非破壞性試驗(yàn)對(duì)電機(jī)絕緣進(jìn)行直流耐壓，也是發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的重要方法3）雷電沖擊耐壓雷電沖擊耐壓用作為考驗(yàn)電力設(shè)備承受雷電過(guò)電壓的能力。對(duì)電力變壓器類試品不僅考驗(yàn)了主絕緣，而且是考驗(yàn)縱絕緣的主要方法。只在制造廠進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)，因?yàn)楸卷?xiàng)試驗(yàn)會(huì)造成絕緣的積累效應(yīng)，所以在規(guī)定的試驗(yàn)電壓下只施加3次沖擊。對(duì)小變壓器是作為型式試驗(yàn)進(jìn)行的。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定額定電壓

30、220kV ，容量120MVA的變壓器出廠時(shí)應(yīng)進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。電力系統(tǒng)中的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)，不進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。對(duì)主絕緣的耐受雷電過(guò)電壓的能力，由交流耐壓試驗(yàn)等值地承擔(dān) 4）操作沖擊耐壓330kV電力設(shè)備的出廠試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。對(duì)變壓器進(jìn)行出廠試驗(yàn)時(shí)，大多采用在高壓繞組上直接加壓法。在電力系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行各個(gè)電壓等級(jí)變壓器的耐壓試驗(yàn)時(shí)，可采用操作沖擊感應(yīng)耐壓方式來(lái)取代工頻耐壓試驗(yàn)。由于利用被試變壓器自身的電磁感應(yīng)作用來(lái)升高電壓，所以沖擊電源裝置電壓較低，整個(gè)裝備比較簡(jiǎn)單。因?yàn)楣ゎl耐壓試驗(yàn)本來(lái)是等值地代表雷電和操作過(guò)電壓的，所以從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，進(jìn)行操作沖擊耐壓試驗(yàn)是合理的。而且試驗(yàn)本身不會(huì)在絕緣中產(chǎn)生殘

31、留性損傷 IEC 1980年763刊物對(duì)電力變壓器內(nèi)絕緣操作波試驗(yàn)的波形，作出了下述規(guī)定，第一個(gè)半波極性為負(fù)，視在波前時(shí)間Tf不小于20s，通常小于250s；視在波長(zhǎng)時(shí)間Tz不小于500s，90峰值持續(xù)時(shí)間Td 不小于200s IEC76-3和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的操作沖擊波形 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB744987文件對(duì)波形的規(guī)定，基本上根據(jù)上述IEC文件，但明確了Tf應(yīng)為20s250s，反極性的峰值U2m0.5Um。電力工業(yè)部的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 5961996規(guī)定的波形，基本上符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，唯Tf規(guī)定為不小于20s，未作上限值的規(guī)定。因?yàn)楦袘?yīng)法產(chǎn)生的操作波，其Tf常會(huì)超過(guò)250s。若強(qiáng)行規(guī)定Tf不大于250s

32、，波形上所迭加的高頻振蕩的幅值有可能會(huì)較高 IEC76-3和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的操作沖擊波形 5）各種預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn)總結(jié)各種預(yù)防性試驗(yàn)方法的特點(diǎn) 序號(hào)試驗(yàn)方法能發(fā)現(xiàn)的缺陷1測(cè)量絕緣電阻及泄漏電流貫穿性的受潮、臟污和導(dǎo)電通道2測(cè)量吸收比大面積受潮、貫穿性的集中缺陷3測(cè)量tg絕緣普遍受潮和劣化4測(cè)量局部放電有氣體放電的局部缺陷5油的氣相色譜分析持續(xù)性的局部過(guò)熱和局部放電6交流或直流耐壓試驗(yàn)使抗電強(qiáng)度下降到一定程度的主絕緣局部缺陷7操作波或倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)(限于變壓器)使抗電強(qiáng)度下降到一定程度的主絕緣或縱絕緣的局部缺陷表中序號(hào)6和7兩項(xiàng)為破壞性試驗(yàn)，其它各項(xiàng)均屬于非破壞性試驗(yàn)1）tg的在線監(jiān)測(cè)2）局部放電（PD）的在線監(jiān)測(cè)6 絕緣的在線監(jiān)測(cè)絕緣預(yù)防性試驗(yàn)是在電力設(shè)備處于離線情況下進(jìn)行的。離線監(jiān)測(cè)的缺