《互感器局放放电解析及试验》由会员分享，可在线阅读，更多相关《互感器局放放电解析及试验（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、局放试验,互感器,一.局部放电,在电气设备中由于绝缘体是由不同材料组成的复合绝缘体，如气体固体复合绝缘，液体固体复合绝缘，固体固体复合绝缘。有的虽然是单一的材料，但在制造或使用过程中会残留一些气泡或其他杂质，因此绝缘体内各区域承受的电场一般是不均匀的，而且电介质也是不均匀的，于是在绝缘体内部或表面就会出现某些区域的电场强度高于平均电场强度，某些区域的击穿强度低于平均击穿强度，在某些区域就会首先发生放电，而其他区域仍然保持绝缘的特性，这就会产生局部放电。,二.局部放电的形成,高压互感器常用的绝缘材料有油纸绝缘，环氧树脂浇注的绝缘及六氟化硫与塑料薄膜复合绝缘，绝缘内部可能会出现空腔或杂质，在高压电
2、场作用下就会形成局部放电。,三.局部放电试验的意义,干式绝缘的互感器在制造过程中总是在不同程度上残留气隙 ；有些缺陷的存在在交流耐压试验中无法发现的；而且由于绝缘电介质在交流电压作用下的破坏或电老化，可以认为是从局部放电开始的，一般在局部放电测试中的试验电压要比耐压试验电压低得多，因此在试验过程损伤被试物的可能要小得多。通过局部放电检测可以检验绝缘设计是否合理，工艺过程是否存在原始纯角等设备缺陷。,四.局部放电的危害性,设备内部的局部放电虽然不形成贯穿性通道，但放电会产生热，使介质出现局部的温度升高，甚至碳化，另外，由于放电的电解作用，会产生一些活性气体，（如臭氧、一氧化碳和二氧化碳）它们对绝
3、缘都有腐蚀作用，可见，局部放电持续发展，会逐渐造成绝缘的损伤，促使绝缘的老化，基至最后导致整个绝缘的击穿。,五. GB50150-2006电气装置安装工程电气设备交接试验标准,5.1电流互感器：测量电压1.2Um/3 kV 允许的视在放电量局部水平：环氧树脂及其他干式 50pc 、油浸式和气体式 20pc。 5.2 电压互感器35kv ：（全绝缘结构)测量电压1.2Um/3 kV 允许的视在放电量局部水平：环氧树脂及其他干式 50pc 、油浸式和气体式 20pc。,5.3电压互感器35kv ：（半绝缘结构)测量电压1.2Um/3 kV 允许的视在放电量局部水平：环氧树脂及其他干式 50pc 、
4、油浸式和气体式 20pc。 油浸式互感器局部放电试验前后，应各进行一次绝缘油的色谱分析。,六.关于局部放电试验的名词解释,6.1.起始放电电压： 当施加于试品上的试验电压从还末在测量仪器上观察到局部放电的较低电压遂渐上升，到刚好到能观察到局部放电信号时的最低电压称为局部放电起始放电电压。 显然局部放电起始放电电压和测量仪器及整个测试回路的测量灵敏度有关，测量灵敏度越高，能观察到局部放电量值就越小，此时的试验电压越低；因此，局部放电起始放电电压实际上是测量仪器及整个回路的最大测量灵敏度情况下超过某一规定局部放电量值时的最小试验电压值。,6.2.熄灭电压：,当施加于试品上的试验电压从开始在测量仪器
5、上观察到局部放电电压继续上升到较高电压后，在将电压下降到局部放电测量仪器上观察不到局部放电信号刚好消失时的试验电压称为局部放电熄灭电压。 局部放电熄灭电压也和测量仪器及整个测试回路的测量灵敏度有关，局部放电熄灭电压实际上是测量仪器及整个回路的最大测量灵敏度情况下小于某一规定局部放电量值时的最大试验电压值。,6.3.背景噪声,在局放试验中检测到的不是由试品产生的信号干扰：是除设备的局放信号以外的一切信号。当噪声信号达到对测试产生不良反应的程度时就成为干扰。,6.4电晕：,若导体附近的电场强度达到了周围大气的击穿场强，于是就在导体附近出现电晕。电气设备主要的特征就是在绝缘体表面且周围是气体的，我们
6、则称之为电晕。 电晕的放电脉冲就出现在外加电压负半周的900相位附近，几乎是对称于900，出现的放电脉冲几乎是等幅值、等间隔的，随着电压的提高，放电大小几乎不变，而次数增加，当电压足够高时，在正半周也会出现少量幅值较大的放电，正负半周波形是极不对称的。,6.5气泡放电的特征：,通常介质内部气泡的放电，在正负两个半周内基本上是相同的。但每次放电的大小，即脉冲的高度并不相等，而且放电多是出现在试验电压幅值绝对值的上升部分的相位上，只有在放电很剧烈时，才会扩展到电压绝对值下降部分的相位上，这可能是由于实际试品中往往存在多个气泡同时放电，或者是只有一个大气泡， 气体放电是有一定的随机性，电压作用的时间
7、长，如升压的速度慢或用遂级升压法升压，测得的起始电放电电压要偏低。,6.6气泡产生的原因,高压电气设备的绝缘内部常常存在着气隙（气泡）这些气隙通常是在制造过程中形成的，比如电木筒和电木板的各纸层之间，由于真空浸漆干燥工艺处理不好，就会在内部形成空腔。绝缘内部存在的这些气隙（气泡）其介电强度常数比绝缘材料的介电常数要小，在电场的作用下气隙上承受的电场强度比邻近的绝缘材料上的电场强度要高，绝缘内部所含气隙上的场强就会先达到使之击穿的程度，从而气隙先发生放电，这种绝缘内部气隙放电就是一种局部放电。这些电场集中的地方，就可能使局部绝缘击穿。,6.7检测阻抗,检测阻抗的主要作用是取得局部放电所产生的高频
8、脉冲信号，对试验电压的工频及其谐波的低频信频信号则予以抑制，检测阻抗是连接试品与仪器主体部份的一个关键部件，对仪器的频率特性与灵敏度有直接关系，也有人称为输入单元。采用LCR（并联）的型式，并通过初、次级的匝数比，使其获得较高的检测灵敏度。流过检测阻抗的电流，也是选择检测阻抗的一个重要因素 一般初级、次级为均为LCR回路，其初级绕组电感量在局部放电检测仪的放大器频带内与试验回路的等效电容相调谐，其优点是它的电感量L对高压电源频率形成的一个低阻抗，选用检测阻抗时应考虑检测阻抗初级电感量与检测回路的等效电容相调谐，调谐电容量的值应选在检测阻抗调谐电容量的中心值附近，检测阻抗还必须承受进行局部放电试
9、验时流过其初级绕组的最大电流值，这个电流值由试验电压及检测阻抗相串联的电容的容抗值所决定。,七.局部放电测量方法,局部放电时会产生电、光、热、声等现象，而这些现象都可以检测到局部放电，局部放电测试已经有了几十年的历史，人们对于局放仪也研究了几十年，各种各样的测试方法也应运而生，比如说有脉冲电流法、超声波法、超高频法、光测法、红外热像、色谱分析等等。但目前世界上90%的局放仪都是采用脉冲电流法（ERA），因为它是现在灵敏度最高、最成熟的测试手段，也是IEC和我国有关标准推荐的测试方法。,7.1电气测量法（脉冲电流法）,脉冲电流法的基本原理：试品放电时会产生一个脉动电压，此时利用耦合电容和检测阻抗
10、可以与试品构成回路，回路中就有一个脉动电流流过检测阻抗，采集检测阻抗上的脉动信号进行放大等处理，就可以测定局部放电的一些基本参量（视在放电量q、放电重复率等）。实际测试时，我们采用的是对比法，首先在试品上加一标准电荷来调节局放仪的灵敏度，并建立标尺，然后将实际加压时检测到的试品放电脉冲与标尺进行对比，从而得出视在放电量。,7.2 关于脉冲电流法,如果将试品接入高压回路，当试品加上高压发生局部放电时，试品Cx两端将产生一个几乎瞬间的电压U1变化，试品两端的电压变化在检测回路中形成一脉冲电流I，脉冲电流I流经检测阻抗产生的脉冲电压予以采集，放大和显示等处理，就可测定局部放电的一些基本量，尤其是视在
11、放电量q（皮库pc表示）脉冲电流法就是通过测量此电流实现对试品的局部放电的各种参量的检测。 脉冲电流法主要利用局部放电频谱中的较低频段部分，一般为数kHz至数百kHz（至多数MHz）以避免无线电干扰；而局部放电测试仪一般均配有脉冲峰值表指示脉冲峰值，并有示波管显示脉冲大小，个数与相位、一般局放仪放大器增益可以做得很大，其测试灵敏度相当高，可用已知电荷量的脉冲注入到试品中进行校正定量，从而可测出放电量q。,7.3 接线方法,1.串联法 检测阻抗与被试品串联 试品Cx直接和检测阻抗Z m串联，习惯上又称为串联法，高电压使试品产生局部放电，局部放电引起的脉冲电流在检测阻抗Zm上产生一脉冲，该脉冲电压
12、经放大器放大后在局放仪上窗口上显示，根据校准比例系数和测量的脉冲幅值，即可确定试品的局部放电强度，图中的Ck作为耦合高频脉冲信号回路电容，称为耦合电容，接入测试回路中的耦合电容器，在试验电压下本身不能有局部放电，而且电容量要比试品的Cx电容大，才能获得较高的测量灵敏度。接入的检测阻抗要考虑允许通过的试验电流。串联回路多用于试品电容Cx较小的情况下，耦合电容Ck兼有滤波（或抑制外部干扰）作用。,图一：S试验电源 试品电容Cx 耦合电容Ck 检测阻Z m M局放仪,2.并联法：,检测阻抗与耦合电容器串联 如果将试品Cx和Ck耦合电容的位置对换，测量阻抗Z m和耦合电容Ck串联后和试品Cx处于并联状
13、态，称为并联法，对于接地试品，试验只能采用并联法试验接线。 并联回路多用于试品电容较大，有可能被击穿或试品无法与地分开的情况下，,图二：S试验电源 试品电容Cx 耦合电容Ck 检测阻Z m M局放仪,互感器试验结线,高压电压互感器 加压位置：高压加在电压互感器高压端。另一端接地。二次绕组开路，外壳接地； 高压电流互感器 将CT的一次侧二个高压接线端短接起来接高压，所有二次绕组短接并接地，外壳接地； 金属接地部件之间，导电体之间电气联接一定要接好，否则接触不良也会产生局部放电。 用于连接Ck到Cx的引线应尽可能短，,图3,试验顺序,先对整个测试线路进行校准，然后将电压上升到交流耐压值，耐压时间按
14、照耐压标准要求，再将电压降到测量电压值，持续60s以上，读取局部放电脉冲的最大值，这样就可获得互感器的局部放电量值。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或内部。试验结束后，降低电压并切除电源. 校准-升压-测量-断电,干扰及防干扰的措施,1.与外施电压大小无关的干扰 这种干扰不随电源电压的升高或降低而变化，它产生于电源电器开关的操作起弧、吊车启动、空间电磁波感应以及各种工业干扰等等，这些干扰都能通过电源或测试回路耦合进来，例广播干扰，反映在示波器的零线上为一稳定的比较宽的亮线条，但突发性干扰却时有时无，绝缘内部的局部放电波形在交流正负半波中往往是对称的，但干扰波形无一定的相位
15、关系，而且干扰波形和放电波形也有一定的差别。,2.施加高压时才产生的干扰,这种干扰随电源电压的升高而变大，它可由各个不同部位产生，例试验设备本身内部发生局部放电，高压引线产生电晕，引线接触不良，地线接地不良，试品区域内绝缘物体（悬浮电位）与地线或接地金属物接触时，也会发生放电而造成干扰，这种干扰的放电特征与绝缘内部放电基本相似，不易区分，对这种干扰要注意；这一类干扰特征也各有不同，但都有一定相位关系，多数情况下，在正负极性上的波形是不对称的，,3.占满全部时间基线的干扰,这种干扰有的表现为很密的随机脉冲，有的是较有规律的高频信号，这类干扰的特点是形成一个基线带，其幅值不变，或在一定的范围内跳动
16、，信号脉冲不够大时，可能淹没在这种背景干扰里，若局部放电信号足够大，这种背景干扰不影响测量， 这种干扰的主要来源有 电子器件本身的热噪声 当输入信号为零（短接）放大器增益调到最大时，往往可以观察到这种噪声，它使荧光屏上扫描基线变粗，是杂乱无章的各种形式的信号。 通信干扰 由于测试回路的天线效应，可以感应到无线电通讯信号，也可能窜入载波通信信号，这种干扰信号有固定的高频振荡频率，其调幅信号的幅值随语言或音乐等信号的强弱而跳动，也有的无线电信号给出固定幅值的信号或间歇式的信号。 邻近高频电气设备或间歇式的信号。,4.有间歇时间并与电源频率有关的干扰,这种干扰的特点是时间基线上没有占满，如果采用与电源同步的扫描，则在示波器上干扰出现在相对固定的位置，这时只有当放电信号也出现在这些位置上时才会影响测量，有时，尽管干扰脉冲非常大，但与局部放电信号在时间上不相干或只有部分重合，其余部分基底噪声不大，仍可以具有较小的最小检测量，关键在于如何识别干扰和放电信号，主要有 高压试验回路中的尖端放电或沿面放电，它们通常先出现在电源的负极
