,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,高电压技术,高电压工程系,刘春,第,10,讲 绝缘的非破坏性试验（二）与破坏性试验（一）,一、,局部放电,-,局放,1.,局部放电的概念：,Partial Discharge,简称为,PD:,由于电气设备内部绝缘存在弱点，在一定外施电压下发生的局部的重复击穿和熄灭现象。,2.,局部放电的危害：,局部放电发生在一个或几个绝缘内部的气隙或气泡之中。由于放电能量很小，不影响电气设备的短时绝缘强度。局放产生的一些不良效应，如不良化合物的产生，就可以慢慢地损坏绝缘，最后可导致整个绝缘被击穿，发生突发性故障。,4.3,局部放电测量,3.,局部放电的特点,：,当介质内部发生局部放电时，伴随着发生许多现象。有些属于电的：如电脉冲的产生，介质损耗的增大和电磁波放射；有些属于非电的：如光、热、噪音、气体压力的变化和化学变化,.,4.,局部放电的检测：,这些现象都可以用来判断局部放电是否存在，因此检测方法也可以分为电的和非电的两类。,5.,测量局部放电的几种方法,绝缘油的气相色谱分析法：,这项试验是通过检查电气设备油样内所含的气体组成的含量来判断设备内部的隐藏缺陷。,超声波探测法：,在电气设备外壁放上由压电元件和前置放大器组成的超声波探测器，用以探测局部放电所造成的超声波，从而了解有无局部放电的发生，粗测其强度和发生的部位。,脉冲电流法：,测,PD,所形成的脉冲电流大小以判断绝缘,PD,的强弱程度，这种方法可以给出定量的结果，目前规程中已规定了定量的指标,。,二、局部放电的基本物理过程,局部放电的三电容模型,C,g,：,气泡的电容,C,b,：,和,C,g,相串联部分的介质电容,C,a,：,其余大部分绝缘的电容,局部放电机理,首次放电过程,气泡两端电压,u,g,随外加电压,u,的升高而升高；当,u,上升到,U,s,时，,u,g,到达气泡的放电电压,U,g,时，,C,g,气隙放电。于是,C,g,上的电压一下子从,U,g,下降到,U,r,，然后放电熄灭。,U,r,叫做残余电压，数值上它小于,U,g,（绝对值），可以接近为零值。,局部放电时气隙中的电压和电流的变化,单次放电过程持续时间约,10,-8,s,数量级，含有较多高频成分。,局部放电时气隙中的电压和电流的变化,局部放电时气隙中的电压和电流的变化,放电火花一熄灭，,C,g,两端的电压将再次上升，由于此时,C,g,已经有了一个初始的直流电压,U,r,。外加电压仍在上升，,C,g,上的电压也顺势而上升，当它再次升到,U,g,时，,C,g,再次放电，电压再次降到,U,r,，放电再次熄灭,。,放电机理,当气泡两端,C,g,放电时，,放电总电容,Cg,：,Cg,上的电压变化为,(U,g,Ur),，故,一次脉冲放出的电荷,q,r,真实放电量,当,C,a,C,b,，,C,g,C,b,，,Ur=0,时，,q,r,U,g,C,g,在实际试验时，上式中所表达的各个量，都是无法实测的。所以要寻求其它能反映局部放电的量来测量。外施电压是作用在,C,a,上的，当,C,g,上的电压变动,(U,g,-U,r,),时，会造成,外施电压的变化量,U,（可以测量）,应为,由此两式得总电容上的电压变化量,U,：,相应的电荷变化量,q,（,视在放电量）,：,把,U,式代入上式,q,，可得,这个式子建立了,真实放电量,和,视在放电量,之间的关系,真实放电量：,q,r,，是无法测量的,（,1,）,视在放电量：,q,，,其表达式中的量都是可以测得的。它是局部放电试验中的重要参量，国际和国家标准中，对于各类高压设备的视在放电量,q,的允许值均有所规定,q,比真实放电量,q,r,小得多，,它以,pC,作为计量单位。,2.,表征局部放电的重要参数,放电重复率,N,（,2,）,放电重复率,N,一秒钟内产生的脉冲数叫做放电重复率,N,，可以通过实验求得。,如果每半周内的放电次数为,n,，则,N=2fn=100n,（,3,）,放电能量,一次脉冲放电能量,W,当外施电压由零上升到,U,s,时，,C,g,上的电压为,U,g,，即,可得,如,Ur0,，则,。,放电能量的大小对电介质的老化速度有很大影响。,局部放电的其它表示方法,为了表征局部放电在一定期间内的平均综合效应，还提出了各种累积参数，如,平均放电电流,，,放电功率,等。,有时还测量局部放电的,起始放电电压,和,熄灭电压,。,影响局部放电特性的多种因素,主要有电压的幅值、电压的波形和频率、电压的作用时间、环境的温度及湿度和气压等。,3,局部放电测量的基本回路,电检测法,发生局放时，试品两端会出现一个瞬时的电压变化，在检测回路中引起一高频脉冲电流，将它转化成电脉冲后就可以进行测量。,（,a,）串联测量回路,C,k,耦合电容，为,C,x,与检测阻抗,Z,m,之间提供一个低阻抗的通道（电源本身由于高频感抗而无法提供），,C,k,内部必须无局放，值较大以增大,Z,m,上的信号；,Z,低通滤波器，以防局放时放电脉冲被电源的杂散电容旁路，同时也可阻止电源本身的干扰脉冲进入试品和测量支路,局放并联、桥式测量回路,（,b,）并联测量回路 （,c,）桥式测量回路,适合于试品一端接地的情况,外部干扰在,Z,m,和,Z,m,上的干扰信号基本抵消,测量仪器：,示波器，峰值表，脉冲计数器,对放电量大小的规定,我国试验规程规定,（,1,）固体绝缘互感器：电压为 时，放电量不,大于,100pC,，,U,m,为系统最高额定线电压。,充油互感器：放电量不大于,20pC,（,2,）,110kV,及以上新套管,油纸电容式：不大于,20pC,胶纸电容式：不大于,400pC,国标规定：,220kV,及以上的电力变压器必须做,PD,试验,电力变压器,PD,测试的加压过程,U1,为最高额定线电压,U,m,U2,：,或,要求在,的,U2,值下，,q300pC,或要求在,的,U2,值下，,q500pC,4,局放测量中的抗干扰措施,电磁干扰来源,（,1,）与局放信号一起通过电流传感器进入监测系统的,干扰,（,2,）监测系统本身的干扰,干扰类别,（,1,）,周期型干扰,：系统高次谐波、载波通讯以及无线,电通讯等,（,2,）,脉冲型干扰,：电力电子器件产生的高频涌流、脉,冲型干扰和高压线路上的电晕放电、电弧放电等,（,3,）,白噪声,：线圈热噪声、地网的噪声和动力电源线,以及变压器继电保护信号线路中耦合进入的各种,噪声等。,干扰的抑制,从干扰源、干扰途径、信号后处理入手,。,可从以下几方面区分局放信号和干扰信号；工频相位、频谱、脉冲幅度和幅度分布、信号极性、重复率和物理位置等。,试验中所使用的设备应尽量采用,无晕设备,，特别是试验变压器和耦合电容,C,k,。,滤波器的性能要好，要做到电源与测量回路的高频隔离。,试验时间应尽量选择在干扰较小的时段，如夜间等。,测量回路的参数配合要适当，耦合电容要尽量不小于试品电容,C,x,，使得在局部放电时,C,x,与,C,k,间能很快地转换电荷。,必须对测量设备进行校准。,4.4,绝缘油的电气试验和气相色谱分析,一、,绝缘油绝缘劣化原因,氧化,裂解,碳化,二、油中溶解气体与故障类型关系,故障类型,主要气体成分,次要气体成分,油过热,CH,4,、,C,2,H,2,H,2,、,C,2,H,6,油和纸过热,CH,4,、,C,2,H,4,、,CO,、,CO,2,H,2,、,C,2,H,6,油纸绝缘中的局放,H,2,、,CH,4,、,C,2,H,4,CO,C,2,H,2,、,C,2,H,6,、,CO,2,油中火花放电,H,2,、,C,2,H,2,电弧放电,H,2,、,C,2,H,2,CH,4,、,C,2,H,4,、,C,2,H,6,油和纸中电弧,H,2,、,C,2,H,2,、,CO,、,CO,2,CH,4,、,C,2,H,4,、,C,2,H,6,23,三、气相色谱分析,油样采集,脱气,样品检测,结果判断,24,气相色谱分析,四比值法：,CH,4,/H,2,、,C,2,H,6,/CH,4,、,C,2,H,4,/C,2,H,6,、,C,2,H,2,/C,2,H,4,三比值法：,CH,