局部放电试验培训课程
武汉三新电力设备制造有限公司
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?破坏性试验?非破坏性试验局部放电测试
1-5-1 局部放电试验的基本概念
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?放电。发生在被气体包围的导体附近的放电，可称之为电晕。对于绝缘体内部的局部放电，目前还无法直接测量其放电的电荷，但内部放电时所产生的电荷交换，必将会在绝缘体的表面有所反映。局部放电测试
基本概念（续）
局部放电测试
基本概念（续）
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局部放电测试
（1）视在放电荷Qa ；（2）放量重复率N；（3）放电能量W（4）平均放电电流（5）放电功率P（6）起始放电电压ui （7）放电熄灭电压ue???
Qa：
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局部放电测试
入试样施加电压的两端，在此两端出现的脉冲电压与局部放电时所产生的脉冲电压与局部放电时所产生的脉冲电压相同，则注入的电荷量即为视在放电电荷量，单位用Pc表示。在一个试样中可能同时电荷量称为放电量。
N
N在测量时间内，平均每秒钟出现的放电次数称为/s。实际测量中，受测试系统灵敏度和局部放电测试
W
放电能量W ：气隙中每一次放电所消耗的能量称为放电能量，单位为μJ. 放电量的大小不但与视在放电量有关，而且还与放电起始电压有关。
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平均放电电流：设在测量时间间隔T内出现m次放电，各次放电的视在放电电荷为q1、q2……qm，则平均电流为1I??q T
平均电流的单位为A。这一参数综合反映了放电量及放电次数。mii?1
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P
放电功率P ： 设在测量时间间职责T人，出现m次放电，各次放电的视在放电电荷为q1、q2……，qm，每次放电时对应的外加电压的瞬时值为u1、u2，……，um，即出现q1放电时，对应的电压瞬时值为u1，则放电功率为
放电功率的单位为W。这一参数包含有放电量、放电次数以及放电时的外加电压等信息。1?uiqi?P?i?1Tm局部放电测试
ui
起始放电电压ui ：当外加电压从不出现局部放电的电压值开始逐渐升高，直到在测试装置上能观察到局部放电时的最低电压值，即为起始放电电压，并以有效值来表示，单位是V。为了克服测试系统灵敏度不同而造成测试结果不可对比的不足，各类产品都规定了一个最小的放电量水平，当出现的放电达到这一水平时，外加电压的有效值即为起始放电电压。如果一出现放电就超过这一水平，则以出现放电时的外加电压作为起始放电电压。
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放电熄灭电压ue：当外加电压从高于起始放电电压逐渐降低，直到放电消失时的外加电压即为放电熄灭电压，以有效值来表示。为了提高测试结果的可比性，通常选取与测量起始放电电压时一样的最小放电量，当放电量随电压下降而逐渐减小到此最小放电量时，外加电压的有效值即为放电熄灭电压。
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视在放电电荷、放电能量及放电重复率是基本的三个参数，放电它们都是表征各次单个放电的特性，而放电平均电流和放电功率是在一定时间间隔内局部放电的累积量，放电起始和熄灭电压是用外加电压来表征放电的开始和消失。在现有的局部放电试验标准中，一般都只要求测量放电量的大小，有的也要求测量起始放电电压和放电熄灭电压。
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局部放电测量的方法很多，主要分为电测量法和非电测量法两大类。
电测量法中有脉冲电流法（ERA）、电桥法以及无线电干扰电压法（RIV）等等，其中脉冲电流是最普遍采用的一种方法。
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脉冲电流法的测量原理
1-6-2所示的测试回路中，则试样两端的视在放电电荷就
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图1-6-2试回路中是正比于试样的视在放电电荷。
脉冲电流法的测试线路有直测法和平衡法两种。
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电流互感器进行局部放电试验的基本回路有3种，即测量阻抗与耦合电容器串联的直接法测量回路、测量阻抗与试品串联的直接法测量回路回路和平衡法测量回路。使用的设备主要有：无局放试验变压器、调压器、隔离器、无局放标准电容器和局放测量系统。
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Ck。Ck在试验电压下不应有明显的局部放电。Zm。测量阻抗是一个四端网络的元件，它可以是电阻RL的单一元件，也可以是电阻电容并联或电阻电感并联的RC和RL电路，也可以由电阻、电感、电容组成RLC调谐回路：调谐回路的频率特性应与测量仪器的工作频率相匹配。测量阻抗应具有阻止试验电源频率进入仪器的频率响应，连接测量阻抗和测量仪器中的放大单元的连线，通常为单屏蔽同轴电缆。c.根据试验时干扰情况，试验回路接有一阻塞阻抗Zf，源干扰、也能适当提高测量回路的最小可测量水平。d 局放测量仪器。e 加压设备
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式，通常是示波屏怀峰值电压表（PC）或数字显示并用。用示波屏是必须的。示波屏上显示的放电波形有助于区分内部局部放电和来自处产的干扰。 圆）基线上。测量仪器的扫描频率应与试验电源的频率相同。
k，称为视在放电量的校准。换算系数k受回路Cx、Ck、Cs（高压对地的杂散电容）及Zm等元件参量的影响。因此，试验回路每改变一次必须进行一次校准。局部放电测试
Uo的方波通过Co注入试品两端，此注入的电荷量为式中：Uo——方波电压幅值，V：
Co——电容，PF；
Qo——电荷量，PC。
校准方波的波形
校准方波的上升时间应使通过校准电容Co的持续时间比1/f2要短，校准方波的上升时间不应大于μs，衰减时间通常在100μs 局部放电测试
Qo注入试品两端称为直接校准，其目的是直接求得指示Q表征的试品内部放电量之间的定量关系，即求得k。这种校准方式是由国家标准GB7354-87所示，其方法是：接好整个试验回路，将已知电荷量Qo=UoCo注入试品两端，则指示系统响应L′。取下校准方波发生器，加电压试验，当试品内部放电时，指示系统响应为L，由此则可得换算系数kH为
kH=L/L′
则视在放电量Q为
Q=UoCoKH式中：Q——视在放电量，PC；
Uo——方波电压幅值，V；
Co——电容，PF；
KH——换算系数。
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局部放电测试
Uo和串联电容Co的值要用一Uo一般可用经校核好的示波器进行测定；Co一般可用合适的低压电容电桥或数字式电容表测定。每次使用前应检查校准方波发生器电池是否充足好。? 从Co到Cx的引线应尽可能短直，Co与校准方波发生器之间的连线最好选用同轴电缆，以免造成校准方波的波形畸变。? 当更换试品或改变试验回路任一参数时，必须重新校准。
局部放电测试应在对试品所有高压绝缘试验之后进行，必要时可在耐压试验前后各进行一次，以资比较。（2） 试品表面应清洁干燥，试品在局部放电测试前不应受机械、热的作用。
（3） 48h后才能进行局部放电测试。
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Ck——耦合电容器；C——铁芯；Zm——测量阻抗；F——外壳； L1、L2——电流互感器一次绕组端子；k1、
。
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1/3测量电压下接通电源，然后按规定的31/测量电压下，方能切除电源。 放电量的读取，以相对稳定的最高重复脉冲为准，偶尔发生的较高脉冲可以忽略，但应作好记录备查。 试验期间试品不击穿，测得视在放电量不超过允许的限值，则认为试验合格。
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电流互感器局部放电试验，试验电压由外施电源产生，杂散电容Cs代替耦合电容Ck，其接线如图1-5-8所示。互感器若有铁芯C端子引出，则并接在B处。电容式互感器的末屏端子也并接在B处。处壳最好接B，也可直接接地。试验变压器一般按需要选用单级变压器串接（例如单级电压为60kV的3
?局部放电试验的基本回路?校准的注意试验?对电源的要求
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;
c 试验回路接触不良，各部位电晕及试验设备的内部放电；d 接地系统的干扰；
e 金属物体悬浮电位的放电。局部放电测试
度上取决于测试者的分析能力和经验。
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-电源滤波器
220V电源时）两线路π型滤波器，如图1-5-10给出的双π
型滤波网络接线图。
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-屏蔽式隔离变压器
变压器和低压电源滤波器同时使用，抑制干扰效果较好。局部放电测试
平衡接线法
? 仪器带有选通（窗口）元件系统
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-仪器带有选通（窗口）元件系统
1-6-16所示。将选通元件PC表）配合使用，效果较好，即PC表
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采用防晕高压引线或在设备高压端部加装防晕罩。由于空气的起始电晕场强为30kV/cm（峰值），所以可以认为场强在20kV/cm以下时，即可保证高压带电部位汪会出现电晕放电，因此设计防晕高压引线和防晕罩时的最大场强可按Emax＞20kV/cm（有效值）来考虑。 对防晕高压引线，其最大电场强度可按圆柱一平板电场计算，即 Emax?9U
10rlnr
式中：U——圆柱与平板之间的电压，kV;
r——圆柱的半径，cm；
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l——圆柱与平板之间的距离，cm。 由此式可见，将高压引线加粗可降低Emax
抑制试验回路接地系统的干扰，唯一的措施是
在整个试验回路选择一点接地。
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?干扰抑制方法：
电源滤波、隔离仪器
高压回路
选择合适的试验方法
局部放电测试
分并剔除由外界干扰引起的高频脉冲信号，否则，这种假信号将导致检测灵敏度下降和最小可测水平的增加，甚至造成误判断的严重后果。
局部放电试验的干扰是随机而杂乱无章的，因此难以建立全电压与时间关系曲线等特性，有助于提高识别能力。
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压高低（或时间的延长）突变、缓变、而有些主电源却是不变的，观察和分析这类固有特性的识别干扰的主要依据。
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