局放仪的使用培训资料

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1、局放仪的使用培训资料上海松宝科技发展有限公司上海电动工具研究所上海松宝科技发展有限公司上海电动工具研究所2 目录一、 局部放电的定义及产生原因二、 局部放电的原理、过程及危害三、 局部放电的表征参数四、 局部放电测量原理五、 测量中的干扰及抗干扰方法六、 局部放电试验的电路主要接法及优缺点七、 各种试品的测试接线及加压方法八、 测试步骤九、 图谱简介上海松宝科技发展有限公司上海电动工具研究所3 一、局部放电的定义及产生原因 在电场作用下， 绝缘系统中只有部分区域发生放电，而没有击穿施加电压的导体 之间，既尚未击穿， 这种现象称之为局部放电。 对于被气体包围的导体附近发生 的局部放电称之为电晕。

2、 局部放电可能发生在导体边上，也可能发生在绝缘体的 表面上和内部， 发生在表面的称为表面局部放电，发生在内部的称为内部局部放 电，由此，总结一下局部放电的定义， 指部分的桥接在导体间绝缘的一种电气放 电，局部放电产生原因主要有以下几种： 1、电场不均匀。 2、电介质不均匀。 3、 制造过程的气泡或杂质最经常发生放电的原因是绝缘体内部或表面存在气泡， 其次是有些设备的运行过程中会发生热胀冷缩，不同材料特别是导体与介质的膨 胀系数不同，也会逐渐出现裂缝，再有一些是在运行过程中有机高分子的老化， 分解出各种挥发物， 在高场强的作用下， 电荷不断的由导体进入介质中，在注入 点上就会使介质气化。二、局部

3、放电的原理、过程及危害 1、局部放电的原理 电子碰撞电离理论， 在电场被加速的自由电子与气体中性分子碰撞，当电子的 动能足够高时， 就会使中性分子激发出电子，形成新的自由电子和正离子，由此 循环形成电子雪崩。 2、局放电的过程 Gemant 最早对模拟实际气隙与人工气隙作了大量研究，用电容器与火花间隙的 各种组合来模拟， whitehead等人提出了气隙放电的等值电路，后来mason用这 个电路对放电的过程作了较好的描述，下面就对交流电压下局部放电的abc等值 模拟电路予以介绍。 介质内部含有气泡， 在交流电压下产生的内部放电特性可由 图 1-1 的模拟电路 （abc等值电路）予以表示； 其中

4、 Cc 是模拟介质中产生放电间 隙（如气泡）的电容； Cb 代表与 Cc 串连部分介质的合成电容；Ca 表示其余部 分介质的电容。上海松宝科技发展有限公司上海电动工具研究所4 （a）实际介质（b）模拟电路 介质有缺陷（气泡）的部分（虚线表示） 介质无缺陷部分 图 1-1 表示具有内部放电的模拟电路 图 1-1 中以并联一对火花间隙的电容c 来模拟产生局部放电的内部气泡。 图 1-2 表示了在交流电压下局部放电的发生过程。图 1-2 介质内单气泡对交流电压下的局部放电过程 u（t）外施交流电压 uc（t）气泡不击穿时在气泡上的电压 uc （t）有局部放电时气泡上的实际电压 vc气泡的击穿电压 v

5、r气泡的残余电压 us局部放电起始电压（瞬时值） ur与气泡残余电压vr 对应的外施电压 ir气泡中的放电电流 电极间总电容 cxca+（cbcc）/（cb+cc）=ca电极间施加交流电压u（t） 时，气泡电容 Cc 上对应的电压为Uc（t） 。如图 2-1 所示，此时的 uc（t）所代 表的是气泡被击穿时的电压的曲线。 Uc（t）U（t）Cb/Cc+Cb 外施电压 u（t）上升时，气泡上电压Uc（t）也上升，当 U（t）上升到 Us 时， 气泡上电压 Uc 达到气泡击穿电压，气泡击穿，产生大量的正、负离子，在电场 作用下各自迁移到气泡上下壁，形成空间电荷， 建立反电场， 削弱了气泡内的总 电

6、场强度， 使放电熄灭， 气泡又恢复绝缘性能， 这样的一次放电持续时间是极短 暂的，对一般的空气气泡来说，大约只有几个毫微秒（10的负 8 次方到 10 的负 9 次方秒） ，所以电压 Uc（t）几乎瞬间从 Vc 降到 Vr，Vr 是残余电压，而气泡上上海松宝科技发展有限公司上海电动工具研究所5 电压 Uc （t）将随 U（t）的增大继续由 Vr 再次升高到 Vc 时，气泡再一次击穿， 发生又一次局部放电，但此时相应的外施电压比Us 小，为（ Us-Ur） ，这是因为 气泡上有残余电压Vr 的内电场作用的结果。 Ur 是与气泡残余电压Vr 相应的外 施电压，如此反复上述过程， 即外施电压每增加

7、（Us-Ur） ，就产生一次局部放电， 直到前一次放电熄灭后，Uc （t）上升到峰值时共增加量不足以达Vc（相当于 外施电压的增量 比（Us-Ur）小）为止。 此后，随着外施电压U（t）经过峰值 Um 后减小，外施电压在气泡中建立 反方向电场， 由于气泡中原存的残余电压内电场与外电场方向相反，故外施电压 须经（Us+Ur）的电压变化，才能使用气泡上的电压达到击穿电压Vc。假定正、 负方向击穿电压 Vc 相等，产生一次局部放电，放电很快熄灭，气泡中电压瞬时 降到残余电压 Vr （也假定正、负方向相同）， 外施电压连续下降， 当再下降 （Us-Ur） 时，气泡电压就又达到Vc 从而又产生一次局部放

8、电，如此重复上述过程，直到 外施电压升到反向峰值Um 的增量 不足以达到（ Us-Ur）为止，外施电压经 过一 Um 峰值后， 气泡上的外电场方向又变为正方向， 与气泡残余电压方向相反， 故外施电压又须上升（Us+Ur）产生第一次放电，熄灭后每经过（Us-Ur）的电 压上升就产生一次放电，重复前面所介绍的过程，如图1-2 所示。 产生局放时，局部地区空间电荷密度变大，电流集中，可以发出光、热、音 响和电磁发射， 在放电能量作用下， 使绝缘高分子有机物质产生一系列的物理化 学变化，造成表面侵蚀和局部过热，使绝缘性能劣化，随着局部放电的发展，放 电点向前发展，放电通道渐渐增长，分枝增多，形成树枝状

9、放电，最后形成贯穿 性通道，即导致击穿。在油纸绝缘中的局部放电，会在油中形成不同的X 腊， 散热能力降低，易导致热击穿，局部放电也易使纸纤维断裂、碳化，因此，局部 放电对于加速绝缘老化、缩短绝缘寿命所造成的危害是不可低估的。三、局部放电的表征参数 局部放电是比较复杂的物理现象， 必须通过多种表征参数才能全面的描绘其 状态，同时局部放电对绝缘破坏的机理也是很复杂的，也需要通过不同的参数来 评定它对绝缘的损害，目前我们只关心两个基本参数： 1、视在放电电荷在绝缘中发生局部放电时，绝缘体上施加电压的两端出现的 脉动电荷称之为视在放电电荷，单位用皮库（PC）表示，通常以稳定出现的最 大视在放电电荷作为

10、该试品的放电量。 2、 放电重复率在测量时间内每秒中出现的放电次数的平均值称为放电重复率， 单位为次 /秒，放电重复率越高，对绝缘的损害越大。四、局部放电的测量原理： 局放仪运用的原理是脉冲电流法原理，即产生一次局部放电时，试品Cx 两 端产生一个瞬时电压变化u，此时若经过电容 Ck 耦合到一检测阻抗Zd 上，回 路就会产生一脉冲电流I，将脉冲电流流经检测阻抗产生的脉冲电压信息予以检 测、放大和显示等处理，就可以测定局部放电的一些基本参数（主要是电量q） 。 在这里需要指出的是， 试品内部实际的局部放电量是无法测量的，因为试品内部 的局部放电脉冲的传输路径和方向是极其复杂的，因此我们只有通过对

11、比法来检 测试品的视在放电电荷， 即在测试之前先在试品两端注入一定的电量，调节放大 倍数来建立标尺，然后在实际电压下将收到的试品内部的局部放电脉冲和标尺进 行对比，以此来得到试品的视在放电电荷。上海松宝科技发展有限公司上海电动工具研究所6 五、测量中的干扰及抗干扰方法 1、测量中的干扰分类 干扰有来自电网的和来自空间的，按表现形式又分为固定的和移动的，主要的 干扰有以下一些： 悬浮电位物体放电，通过对地杂散电容耦合。 外部尖端电晕。 可控硅元件在邻近运行。 继电器、接触器、辉光管等动作。 接触不良。 无线电干扰 荧光灯干扰 电动机干扰 中高频工业设备 2、抗干扰方法 采用带调压器、隔离变压器和

12、滤波器的控制电源。 设置屏蔽室，可只屏蔽试验回路部分。 可靠的单点接地，将试验回路系统设计成单点接地结构，接地电阻要小，接 地点要与一般试验室的地网及电力网中线分开。 采用高压滤波器。 用平衡法或桥式。 利用时间窗。 用干扰判别装置。 采用较窄频带。 在高压端加高压屏蔽罩或半导体橡胶帽防电晕干扰。六、局放试验电路的主要接法及优缺点1、标准试验电路，又称并联法，适用于必须接地的试品。其缺点是高压引线对 地杂散电容并联在Cx 上，会降低测试灵敏度。 2、接法的串连法，其要求试品低压端对地浮置。其优点是变压器入口电容、高 压线对地杂散电容与耦合电容Ck 并联，有利于提高试验灵敏度，缺点是试品损 坏时

13、会损坏输入单元。 3、平衡法试验电路：要求两个试品相接近，至少电容量为同一数量级，其优点 是外干扰强烈的情况下， 可取得较好抑制干扰的效果， 并可消除变压器杂散电容 的影响，而且可做大电容试验，缺点是须要两个相似的试品，且当产生放电时， 需设法判别哪个试品放电。上海松宝科技发展有限公司上海电动工具研究所7 七、各种试品的测试接线及加压方法 1、发电机的局部放电测试方法 A、接线图如下：123CBAT?TRANS2C? 0.1uFBAL?INDUCTOR4C隔 离 滤 波 器检测阻抗B、试验电压及允许局放量如下表：整相绕组（或分支）的局部放电量不大于下列值 定子电压等级（ KV ）6 KV 10

14、 KV 最高试验电压（ KV ）6 KV 10 KV 局部放电试验电压（ KV ）4 KV 6 KV 最大放电量（ PC）15000PC 2、变压器的局部放电测试方法： A、接线图如下：123321Zm 局 放 仪CkZm 局 放 仪xyzabcABCNa、单相励磁基本接线局放仪局放仪隔 离 滤 波 器检 测 阻 抗上海松宝科技发展有限公司上海电动工具研究所8 1234TitleNumberSizeA4Date:27-Aug-2002Sheet File:C:My Documentsdpd.ddbDrawZm 局放 仪CkZm 局放 仪xyzabcABCNCkZm 局 放仪CkZm 局 放仪b

15、、三相励磁基本接线 B、试验电压及允许局放量如下表：试验电压允许局放量 Um 1.5Um/1.732 Q 10S 测量电压 1min 绝缘形式允许局部放电水平PC 电网中性点 绝缘或经消 弧线圈接地电流互感器 和相对地电 压互感器1.3Um 1.1 Um 液体浸渍 固体视放电量 100 250 1.1 Um/1.732 液体浸渍 固体10 50 相对相电压 互感器1.3Um 1.1 Um 液体浸渍 固体10 50 电网中性点 有效接地电流互感器 和相对地电 压互感器0.81.3Um 1.1 Um/1.732 液体浸渍 固体10 50 相对相电压 互感器1.3Um 1.1 Um 液体浸渍 固体1

16、0 50 4、高压套管的局部放电测试方法： A、接线图如下：1221CkZm 局放仪HVCXB、试验电压及允许局放量如下表：套管绝缘类型允许放电量（ pC） 1.05Un/1.732 1.5Un/1.732 油浸纸和胶浸纸10 10 胶粘纸100 250 浇铸绝缘10 气体10 10 注：1.5Un/1.732的试验电压仅用于变压器和电抗器套管。八、测试步骤简介 1、按照系统连接原理图连接好系统。 2、利用校正脉冲发生器进行系统放电量校正，例如用校正脉冲发生器（JZF-9） 在试品两端（即 Cx 两端）注入 50pC，调节放大器增益粗调（22）及细调（ 23） 和 PC 设定按钮（ 21）使数字表显示 50.0PC，至此校正完毕，关掉方波并取下。 3、利用升压装置进行升压，升至试验电压时，调节放大器粗调，使局部放电脉 冲显示在示波器上，大小适中。 4、打开判别开关（ 16） ，调节阈电平粗调（ 17）和阈电平细调（ 15） ，