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局部放電試驗(yàn)中的局放和干擾圖例
點(diǎn)擊次數(shù)：1686 發(fā)布時(shí)間：2023-9-10
局部放電試驗(yàn)中的局放和干擾圖例
局部放電的波形和識(shí)別圖譜
A1前言
局部放電電氣檢測(cè)的基本原理是在一定的電壓下測(cè)定試品絕緣結(jié)構(gòu)中局部放電所產(chǎn)生的高頻電流脈沖。在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)區(qū)分并剔除由外界干擾引起的高頻脈沖信號(hào)，否則，這種假信號(hào)將導(dǎo)致檢測(cè)靈敏度下降和最小可測(cè)水平的增加，甚至造成誤判斷的嚴(yán)重后果。
在某一既定的試驗(yàn)環(huán)境下，如何區(qū)別干擾信號(hào)，采取若干必要的措施，以保證測(cè)試的正確性，就成為一個(gè)較重要的問(wèn)題。目前行之有效的辦法是提高試驗(yàn)人員識(shí)別干擾波形的能力，正確掌握試品放電的特征、與施加電壓及時(shí)間的規(guī)律。經(jīng)驗(yàn)表明：判斷正確與否在很大程度上取決于測(cè)試者的經(jīng)驗(yàn)。掌握的波形圖譜越多，則識(shí)別和解決的方法也越快越正確。目前，有用計(jì)算機(jī)進(jìn)行頻譜分析幫助識(shí)別，但應(yīng)用計(jì)算機(jī)的先決條件同樣需要預(yù)知各種干擾波和試品放電波形的特征?，F(xiàn)根據(jù)我國(guó)多年來(lái)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和國(guó)外曾經(jīng)發(fā)表過(guò)的一些圖譜，匯編成文，供參考。應(yīng)該指出，所介紹的放電波形，多屬處理成典型化的圖形，不可能包含全部可能發(fā)生的內(nèi)容。
A2局部放電的干擾、抑制及識(shí)別的方法
圖A1 干擾及其進(jìn)入試驗(yàn)回路的途徑
Tr—試驗(yàn)變壓器；Cx—被試品；Ck—耦合電容器；Zm—測(cè)量阻抗；
DD—檢測(cè)儀；M—鄰近試驗(yàn)回路的金屬物件；UA—電源干擾；
UB—接地干擾；UC—經(jīng)試驗(yàn)回路雜散電容C耦合產(chǎn)生的干擾；
UD—懸浮電位放電產(chǎn)生的干擾；UE—高壓各端部電暈放電的干擾；
IA—試驗(yàn)變壓器的放電干擾；IB—經(jīng)試驗(yàn)回路雜散電感M耦合產(chǎn)生的輻
射干擾；IC—耦合電容器放電的干擾
A2.1干擾類(lèi)型和途徑
干擾將會(huì)降低局部放電試驗(yàn)的檢測(cè)靈敏度，試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使干擾水平抑制到zui低水平。干擾類(lèi)型通常有：電源干擾、接地系統(tǒng)干擾、電磁輻射干擾、試驗(yàn)設(shè)備各元件的放電干擾及各類(lèi)接觸干擾。這些干擾及其進(jìn)入試驗(yàn)回路的途徑見(jiàn)圖A1。
a.電源干擾。檢測(cè)儀及試驗(yàn)變壓器所用的電源是與低壓配電網(wǎng)相連的，配電網(wǎng)內(nèi)的各種高頻信號(hào)均能直接產(chǎn)生干擾。因此，通常采用屏蔽式電源隔離變壓器及低通濾波器抑制，效果甚好。
b.接地干擾。試驗(yàn)回路接地方式不當(dāng)，例如兩點(diǎn)及以上接地的接地網(wǎng)系統(tǒng)中，各種高頻信號(hào)會(huì)經(jīng)接地線(xiàn)耦合到試驗(yàn)回路產(chǎn)生干擾。這種干擾一般與試驗(yàn)電壓高低無(wú)關(guān)。試驗(yàn)回路采用一點(diǎn)接地，可降低這種干擾。
c.電磁輻射干擾。鄰近高壓帶電設(shè)備或高壓輸電線(xiàn)路，無(wú)線(xiàn)電發(fā)射器及其它諸如可控硅、電刷等試驗(yàn)回路以外的高頻信號(hào)，均會(huì)以電磁感應(yīng)、電磁輻射的形式經(jīng)雜散電容或雜散電感耦合到試驗(yàn)回路，它的波形往往與試品內(nèi)部放電不易區(qū)分，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量影響較大。其特點(diǎn)是與試驗(yàn)電壓無(wú)關(guān)。消除這種干擾的根本對(duì)策是將試品置于屏蔽良好的試驗(yàn)室。采用平衡法、對(duì)稱(chēng)法和模擬天線(xiàn)法的測(cè)試回路，也能抑制輻射干擾。
d.懸浮電位放電干擾。鄰近試驗(yàn)回路的不接地金屬物產(chǎn)生的感應(yīng)懸浮電位放電，也是常見(jiàn)的一種干擾。其特點(diǎn)是隨試驗(yàn)電壓升高而增大，但其波形一般較易識(shí)別。消除的對(duì)策一是搬離，二是接地。
e.電暈放電和各連接處接觸放電的干擾。電暈放電產(chǎn)生于試驗(yàn)回路處于高電位的導(dǎo)電部分，例如試品的法蘭、金屬蓋帽、試驗(yàn)變壓器、耦合電容器端部及高壓引線(xiàn)等jian端部分。試驗(yàn)回路中由于各連接處接觸不良也會(huì)產(chǎn)生接觸放電干擾。這兩種干擾的特性是隨試驗(yàn)電壓的升高而增大。消除這種干擾是在高壓端部采用防暈措施(如防暈環(huán)等)，高壓引線(xiàn)采用無(wú)暈的導(dǎo)電圓管，以及保證各連接部位的良 好接觸等。
f.試驗(yàn)變壓器和耦合電容器內(nèi)部放電干擾。這種放電容易和試品內(nèi)部放電相混淆。因此，使用的試驗(yàn)變壓器和耦合電容器的局部放電水平應(yīng)控制在一定的允許量以下。
A2.2識(shí)別干擾的基本依據(jù)局部放電試驗(yàn)的干擾是隨機(jī)而雜亂無(wú)章的，因此難以建立全面的識(shí)別方法，但掌握各類(lèi)放電時(shí)的時(shí)間、位置、掃描方向以及電壓與時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)等特性，有助于提高識(shí)別能力。
a.掌握局部放電的電壓效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)。局部放電脈沖波形與各種干擾信號(hào)隨電壓高低、加壓時(shí)間的變化具有某種固有的特性，有些放電源(干擾源)隨電壓高低(或時(shí)間的延長(zhǎng))突變、緩變，而有些放電源卻是不變的，觀察和分析這類(lèi)固有特性是識(shí)別干擾的主要依據(jù)。
b.掌握試驗(yàn)電壓的零位。試品內(nèi)部局部放電的典型波形，通常是對(duì)稱(chēng)的位于正弦波的正向上升段，對(duì)稱(chēng)地疊加于橢圓基線(xiàn)上，而有些干擾(如高電位、地電位的jian 端電暈放電)信號(hào)是處于正弦波的峰值，認(rèn)定橢圓基線(xiàn)上試驗(yàn)電壓的零位。也有助于波形識(shí)別。但須指出，試驗(yàn)電壓的零位是指施加于試品兩端電壓的零位，而不是指低壓勵(lì)磁側(cè)電壓的零位。目前所采用的檢測(cè)儀中，零位指示是根據(jù)高壓電阻分壓器的低壓輸出來(lái)定的，電阻分壓器的電壓等級(jí)一般最高為50kV。根據(jù)高電位、地電位jian端電暈放電發(fā)生在電壓峰值的特性，也可推算到試驗(yàn)電壓 的零位，只要人為在高壓端設(shè)置一個(gè)jian 端電暈放電即可認(rèn)定。高壓端jian端電暈放電的脈沖都嚴(yán)格地疊加于正弦波的負(fù)峰值。
圖A2 橢圓基線(xiàn)掃描方向識(shí)別
c.根據(jù)橢圓基線(xiàn)掃描方向。放電脈沖與各種干擾信號(hào)均在時(shí)基上占有相應(yīng)的位置(即反映正弦波的電角度)，如前所述，試品內(nèi)部放電脈沖總是疊加于正向(或反向)的上升段，根據(jù)橢圓基線(xiàn)的掃描方向，可確定放電脈沖和干擾信號(hào)的位置。方法是注入一脈沖(可用機(jī)內(nèi)方波)，觀察橢圓基線(xiàn)上顯示的脈沖振蕩方向(必要時(shí)可用X軸擴(kuò)展)即為橢圓基線(xiàn)的掃描方向，從而就能確定橢圓基線(xiàn)的相應(yīng)電角度，如圖A2所示。
d.整個(gè)橢圓波形的識(shí)別。局部放電測(cè)試，特別是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，將各種干擾抑制到很低的水平通常較困難。經(jīng)驗(yàn)表明，在示波屏上所顯示的波形，即使有各種干擾信號(hào)，只要不影響識(shí)別與判斷，就不必花很大的精力將干擾信號(hào)全部抑制。
A3局部放電的基本圖譜
A3.1基本圖譜，見(jiàn)表A1。
表A1 局部放電的基本圖譜
續(xù)表
A3.2基本圖譜說(shuō)明，見(jiàn)表A2。
表A2 局部放電的基本圖譜說(shuō)明
類(lèi)型 | 放 電 模 型 | 放 電 響 應(yīng) | 放電量與試驗(yàn)電壓的關(guān)系 |
1 | 絕緣結(jié)構(gòu)中僅有一個(gè)與電場(chǎng)方向垂直的氣隙 | 放電脈沖疊加于正及負(fù)峰之前的位置，對(duì)稱(chēng)的兩邊脈沖幅值及頻率基本相等，但有時(shí)上下幅值的不對(duì)稱(chēng)度3：1仍屬正常 | 起始放電后，放電量增至某一水平時(shí)，隨試驗(yàn)電壓上升放電量保持不變。熄滅電壓基本相等或略低于起始電壓 |
2 | 絕緣結(jié)構(gòu)中僅有一個(gè)與電場(chǎng)方向垂直的氣隙 | 放電脈沖疊加于正及負(fù)峰之前的位置，對(duì)稱(chēng)的兩邊脈沖幅值及頻率基本相等，但有時(shí)上下幅值的不對(duì)稱(chēng)度3：1仍屬正常 | 起始放電后，放電量增至某一水平時(shí)，隨試驗(yàn)電壓上升放電量保持不變。熄滅電壓基本相等或略低于起始電壓，若試驗(yàn)電壓上升至某一值并維持較長(zhǎng)時(shí)間(如30min)，熄滅電壓將會(huì)高于起始電壓，且放電量將會(huì)下降；若試驗(yàn)電壓維持達(dá)1h，熄滅電壓會(huì)更大于起始電壓，并且高于第一次(30min時(shí))的值，放電量也進(jìn)一步下降 |
3 | (1)兩絕緣體之間的氣隙放電 (2)表面放電 | 放電脈沖疊加于正及負(fù)峰之前的位置，對(duì)稱(chēng)的兩邊脈沖幅值及頻率基本相等，但有時(shí)上下幅值的不對(duì)稱(chēng)度3：1仍屬正常。放電剛開(kāi)始時(shí)，放電脈沖尚能分辨，隨后電壓上升，某些放電脈沖向試驗(yàn)電壓的零位方向移動(dòng)，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)幅值較大的脈沖，脈沖分辨 率逐漸下降，直至不能分辨 | 起始放電后，放電量隨電壓上升而穩(wěn)定增長(zhǎng)；熄滅電壓基本相等或低于起始電壓 |
4 | 絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)含有各種不同尺寸的氣隙(多屬澆注絕緣結(jié)構(gòu)) | 放電脈沖疊加于正及負(fù)峰之前的位置，對(duì)稱(chēng)的兩邊脈沖幅值及頻率基本相等，但有時(shí)上下幅值的不對(duì)稱(chēng)度3∶1仍屬正常。放電剛開(kāi)始時(shí)，放電脈沖尚能分辨，隨后電壓上升，某些放電脈沖向試驗(yàn)電壓的零位方向移動(dòng)，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)幅值較大的脈沖，脈沖分辨率逐漸下降，直至不能分辨 | 若試驗(yàn)電壓上升或下降速率較快，起始放電后，放電量隨試驗(yàn)電壓上升而穩(wěn)定增長(zhǎng)，熄滅電壓基本相等或略低于起始放電電壓。如在某高電壓下維持一定時(shí)間(如15min)，放電量會(huì)逐漸下降，熄滅電壓會(huì)略高于起始電壓(因澆注絕緣局部放電會(huì)導(dǎo)致氣隙內(nèi)壁四周產(chǎn)生導(dǎo)電物質(zhì)) |
5 | 絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)僅含有一個(gè)扁平的氣隙(多屬電機(jī)絕緣) | 起始放電后，放電量隨試驗(yàn)電壓上升穩(wěn)定增長(zhǎng)。如電壓上升及下降速率較快，熄滅電壓等于或略低于起始電壓；如在某高電壓下持續(xù)一段時(shí)間(如10min)，熄滅電壓和起始電壓的幅值會(huì)降低，幅值略有上升 | |
6 | 絕緣結(jié)構(gòu)為液體與含有潮氣的紙板復(fù)合絕緣。電場(chǎng)下，紙板會(huì)產(chǎn)生氣泡，導(dǎo)致放電，進(jìn)一步使氣泡增多 | 如在某一高電壓下持續(xù)1min，放電量迅速增長(zhǎng)，若立即降壓，則熄滅電壓等于或略低于起始電壓；若電壓維持1min以上再降壓，放電量會(huì)隨電壓逐漸下降。如放電熄滅后立刻升壓則起始放電電壓幅值將大大低于原始的起始及熄滅電壓。若將絕緣靜止一天以上，則其起始、熄滅電壓將會(huì)復(fù)原 | |
7 | 絕緣結(jié)構(gòu)中僅含有一個(gè)氣隙，位于電極的表面與介質(zhì)內(nèi)部氣隙的放電響應(yīng)不同 | 放電脈沖疊加于電壓的正及負(fù)峰值之前，兩邊的幅值不盡對(duì)稱(chēng)，幅值大的頻率低，幅值小的頻率高。兩幅值之比通常大于3∶1，有時(shí)達(dá)10∶1?？偟姆烹婍憫?yīng)能分辨出 | 放電一旦起始，放電量基本不變，與電壓上升無(wú)關(guān)。熄滅電壓等于或略低于起始電壓 |
8 | (1)一簇不同尺寸的氣隙，位于電極的表面，但屬封閉型 (2)電極與絕緣介質(zhì)的表面放電，氣隙不是封閉的 | 放電脈沖疊加于電壓的正及負(fù)峰值之前，兩邊幅值比通常為3∶1有時(shí)達(dá)10∶1；隨電壓上升，部份脈沖向零位方向移動(dòng)，放電起始后，脈沖分辨率尚可；繼續(xù)升壓，分辨率下降，直至不能分辨 | 放電起始后，放電量隨電壓的上升逐漸增大，熄滅電壓等于或略低于起始電壓。如電壓持續(xù)時(shí)間在10min以上，放電響應(yīng)會(huì)有些變化 |