局部放电测量汇总.docx

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局部放电测量汇总

局部放电测量

随着电力设备故障诊断技术的发展，人们发现电气设备的许多故障和事故与局部放电有关，因此对局部放电的测量越来越重视，在《交接规程》和《预试规程》中列为试验项目。

一、局部放电的基本概念：

1、什麽是局部放电

局部放电是指电气设备在电压的作用下，绝缘结构内部的气隙、油膜或导体的边缘发生非贯穿性的放电现象。

以变压器为例：

变压器绝缘结构复杂，内部发生局部放电的原因很多，如果设计不当，局部场强过高，工艺上有缺陷使绝缘中含有气泡，在运行中油质劣化分解出气泡，机械振动和热胀冷缩造成局部开裂出现气泡。

在这些情况下，在外施电压下都会发生局部放电。

一旦发生局部放电，放电就会持续发展，造成绝缘老化，严重的会造成绝缘击穿。

2、视在放电量：

是指在试品两端注入一定电荷量，使试品端电压的变化量和局部放电时端电压的变化量相同。

此时注入的电荷量称为局部放电的视在放电量。

以皮库（PC）表示。

3、局部放电起始电压

是指试验电压从不产生局部放电的较低电压逐渐增加，能观察到试品开始出现局部放电时，试品两端施加的最低电压称局部放电起始电压

4、局部放电熄灭电压

试品发生局部放电后，在逐渐降低外施电压的过程中，试验装置尚能观察到局部放电时，试品两端施加的最低电压称局部放电熄灭电压。

（外施电压在降低就观察不到局部放电了）

5、局部放电的几种检测方法

1、电荷法测量局部放电

常规的电荷法局部放电测量，是通过放电量的变化发现缺陷。

2、高频法测量局部放电

用产生的高频信号达到发现缺陷的目的。

测量频率在40MHZ---300MHZ。

3、振动法测量局部放电

通过放置在外壳上的传感器接受放电产生的振动脉冲打到检测放电故障的目的

4、声测法测量局部放电

测量原理与振动法相似，通过放置在外壳上的声传感器接受放电产生的超声信号，达到发现缺陷的目的。

5、测分解物法

在局部放电作用下。

可能有分解物或生成物出现，可以用色谱及光谱分析来

确定各种分解物或生成物，从而判断局部放电的程度。

二、局部放电的试验回路和测量仪器

1、局部放电试验基本回路

图1局部放电测量的基本回路

（a）测量阻抗与耦合电容器串联回路，（b）测量阻抗与试品串联回路，

（c）平衡回路

Zf–高压滤波器Cx—试品等效电容Ck--耦合电容器Zm--测量阻抗Z—调平衡元件

2、试验回路选择

2.1试验电压下，试品的工频电容电流超出测量阻抗Zm的允许值，或试品的接地部定接地时，可采用图1（a）试验回路

2.2试验电压下，试品的工频电容电流符合测量阻抗Zm的允许值时，可采用图1（b）试验回路

2.3试验电压下，图1（a）、（b）试验回路有过高的干扰信号时，可采用图1（c）试验回路

3、视在放电量的校准：

3.1校准的基本原理

视在放电量校准的基本原理是：

以幅值为U0的方波通过串接小电容C0注入试品两端，此时注入的电荷为：

QO=U0C0

3.2直接校准

将已知电荷量QO注入试品两端称为直接校准

图2直接校准的接线

3.3间接校准

将已知电荷量QO注入测量阻抗Zm两端称为间接校准

图3间接校准的接线

三、电力设备的局部放电试验

1、电力设备的局部放电试验前对试品要求

1.1本试验在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。

1.2试品的表面应清洁干燥，试品在试验前不应受机械、热的作用。

1.3油浸绝缘试品经长途运输或注油后应静止48小时后，方能试验。

1.4测定回路的背景噪声水平。

2、变压器局部放电试验

2.1变压器局部放电试验的试验电压

根据国家标准GB1094.3—2003《电力变压器》中规定变压器局部放电试验电压为：

U1=1.7Um局部放电试验的预加电压

U2=1.5Um//√3在此电压下允许放电量Q＜500PC

U2=1.3Um//√3在此电压下允许放电量Q＜300PC

Um-----设备最高工作电压

局部放电试验电压及标准

变压器

系统电压KV

系统最高电压KV

试验电压KV

放电量PC

500

550

U1=1.7Um/√3=1.7×550/√3=539.8　　　

U2=1.5Um/√3=1.5×550/√3=476.3　

500

U2=1.3Um/√3=1.3×550/√3=412.8　

300

U2=1.1Um/√3=1.1×550/√3=349.3　

220

252

U1=1.7Um/√3=1.7×252/√3=247.3　　　

U2=1.5Um/√3=1.5×252/√3=218.2

500

U2=1.3Um/√3=1.3×252/√3=189.1　

300

U2=1.1Um/√3=1.1×252√3=160.0

110

126

U1=1.7Um/√3=1.7×126√3=123.6　　　

U2=1.5Um/√3=1.5×126/√3=109.12

500

U2=1.3Um/√3=1.3×126/√3=94.57　

300

U2=1.1Um/√3=1.1×126√3=80

干式变压器

系统电压KV

系统最高电压KV

试验电压KV

放电量PC

35

40.5

U1=1.5Um/√3=1.5×40.5/√3=35.08

接地

U2=1.1Um/√3=1.1×40.5/√3=25.72　

100

U1=1.5Um/=1.5×40.5=60.75

不接地

U2=1.1Um=1.1×40.5=44.55

100

电力电缆

预加电压

预加时间

试验电压

放电量（PC）

1.75UO

10S

1.5UO

5

互感器

种类

测量电压（KV）

允许放电量（PC）

环氧或干式

油浸或气体

电流互感器

1.2Um/√3

50

20

1.2Um（必要时）

100

50

电压互感器

≥66KV

1.2Um/√3

50

20

1.2Um（必要时）

100

50

35KV

全绝缘结构

1.2Um

100

50

1.2Um/√3

50

20

半绝缘结构

1.2Um/√3

50

20

1.2Um（必要时）

100

50

2.2局部放电试验步骤

首先试验电压升到U2下进行测量，保持5分钟，然后试验电压生到U1保持5秒钟，最后电压降到U2下进行测量，保持30分钟

图4变压器局部放电试验的加压时间及步骤

试验前，记录所有测量电路的背景噪声水平，其值应低于规定的视在放电量的50%。

在电压升至U2及由U2再下降的过程中，应记下起始、熄灭放电电压。

在整个试验过程中，应连续观察放电波形，并按一定时间间隔记录放电量Q。

放电的读取，以相对稳定的最高重复脉冲为准，偶尔发生的较高的脉冲可忽略，但应作好记录备查。

在整个试验期间试品不发生击穿，在U2的第二阶段的30min内，所有测量端子测得的放电量Q连续地维持在允许的限值内，并无明显地，不断地向允许的限值内增长的趋势，则试品合格。

如果放电量曾超过允许限值，但之后又降并低于允许的限值。

则试验应继续进行，直到此后30min的期间内局部放电量不超过允许的限值。

则试品合格。

2.3变压器试验的基本接线

图5变压器局部放电试验的基本原理接线

利用变压器套管电容作为耦合电容CK，并在其末屏端子对地串接测量阻抗Zm。

2.4试验电源

试验电源一般采用50HZ的倍频或其他合适频率。

现场试验电源是采用电动机—发电机组产生的中频电源，三相电源变压器开口三角接线产生的150HZ电源，或其它形式产生的试验电源。

3、互感器的局部放电试验

3.1.电流互感器

3.1.1电流互感器电流互感器试验接线

图6电流互感器局部放电试验接线

Ck--耦合电容器Zm--测量阻抗

L1、L2---电流互感器一次绕组端子K1、K2--电流互感器二次绕组端子

（a）测量阻抗与耦合电容串联（b）测量阻抗与二次绕组端子串联

3.1.2对电容式电流互感器

图7电容式电流互感器局部放电试验接线

Cg---电容式电流互感器末屏

3.2、电压互感器试验接线

3.2.1用自磁法试验接线：

试验电压一般可用电压互感器二次绕组自励磁产生，以杂散电容取代耦合电容。

如图8（a）以150HZ的频率作为试验电源。

（三倍频）

自磁法接有耦合电容器CK采用如图8（b）试验接线

图8电压互感器自磁法试验接线

3.2.2用外施电压的试验接线

图8电压互感器外施电压试验接线

3.3.三倍频发生器

图9三倍频发生器

3.4.互感器的局部放电试验电压

系统电压

kV

最高电压

kV

局放1.2Um/√3

允许的视在放电量水平（PC）

测量电压（kV）

环氧树脂及其它干式

油浸式和气体式

35

40.5

28

50

20

66

72.5

50.2

20

110

125

86.6

20

220

252

174.5

20

四、局部放电试验的干扰及抑制

1、局部放电试验的干扰来源

1.1电源网络的干扰

局部放电试验所用电源一般都是来自低压配电网，在低压配电网中，各类来自试验场地及其附近的大电流设备，频繁启动的设备等都对试验造成影响。

如绕线机、电焊机、起重机等。

在试验设备还没有加压时，局放仪上就已经显示各种各样的干扰信号了。

1.2空间干扰

空间干扰主要有空间强电磁干扰和空间悬浮电位干扰。

当试验设备还没有加压，空间强电磁干扰信号就已经在局放仪上，有了干扰信号。

它一般来自大功率信号发射塔，以及载波通讯等设备。

1.3试验回路接触不良、各部位电晕及试验设备的内部放电。

1.4接地系统的干扰

1.5金属物体悬浮电位的放电‘

2、干扰的抑制

抑制干扰的措施很多。

有些干扰在变电所现场要完全消除是不可能的。

实际试验时只要将干扰抑制在某一水平以下，能有效测量试品内部的局部放电就可以了。

在很大程度上取决于测试者的分析能力和经验。

2.1低通滤波器

在高压试验变压器的低压侧设置低通滤波器，抑制试验供电网络中的干扰。

低通滤波器的截止频率应尽可能低，并设计成能抑制来自相线、中线（220V电源）两线路中的干扰。

通常设计成π型滤波器。

图10（a）

图10双π型滤波网络接线和屏蔽式隔离变压器

2.2屏蔽式隔离变压器

隔离变压器的输入和输出端之间只有磁的联系，没有电路连接。

线路中的低频躁声就基本被隔离，并且隔离变压器目前一都是采用双屏蔽，输入端和输出端都接有电容，这样线路中的高频的噪声也基本被控制。

隔离变压器是目前最有效和最常见的抗干扰措施之一。

如图10（b）

屏蔽式隔离变压器和低压电源滤波器同时使用，抑制干扰效果较好。

2.3高压滤波器

在试验变压器的高压端设置高压低通滤波器，抑制电源供电网络中的干扰。

高压滤波器通常设计成T型或TT型，也可L型。

它的阻塞频率应与局部放电检测仪的频带相匹配。

图11高压滤波器的接线图

（a）高压滤波器的T型接线（b）高压滤波器的L型接线

2.4高压端部电晕放电的抑制

高压端部电晕放电的抑制，主要是选用合适的无晕环（球）及无晕导电杆作为高压连线。

2.5接地干扰的抑制

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。

2.6试验回路尽量紧凑，特别是高压引线线径要足够大，并与试品垂直。

2.7试品周围物品，不应产生悬浮电压，周围金属材料应接地。

2.8空间干扰的抑制

改变试验设备的摆放位置。

改变试验设备的摆放方向。

尽量缩短高压引线。

五、局部放电试验所需要设备

1、变压器局部放电试验所需要设备

1.1无局放变频电源：

额定容量：

300KW

额定输入电压：

三相380V50赫兹

额定输出电压：

单相0-----350V

额定输出电流：

857A

输出频率：

30----300HZ

局部放电量≤10PC

1.2无局放励磁变压器：

额定容量：

300KVA

输入电压:

0---350V（低压320.360400400V可串可并）

输入电流:

0---857A

输出电压:

35×2KV（高压二个绕组可串可并）

输出电流:

4.2×2A

额定频率：

100HZ

工作频率：

30------300HZ

局部放电量≤10PC

允许运行时间:

60min

允许温升:

在额定容量连续运行60min,绕组温升不大于65K

1.3无局放电抗器：

额定电压:

70KV

额定电流:

7A

额定容量：

490KVA

额定频率：

100HZ

额定电感量：

15.92H

局部放电量≤10PC

允许运行时间:

60min

品质因数:

Q≥60

1.4无局放电容分压器：

额定电压:

100KV

额定电容：

500PC

额定频率：

30----300HZ

局部放电量≤10PC

2互感器局部放电试验所需要设备需要设备

2.1对110KV及以下互感器局部放电试验接线