局部放电测试的方法.docVIP

局部放电测试方法 随着电力设备电压等级的提高，人们对电力设备运行可靠性提出了更加苛刻的要求。我国近年来110kV以上的大型变压器事故中50％是属正常运行下发生匝间或段间短路造成突发事故，原因也是局部放电所致。局部放电检测作为一种非破坏性试验，越来越得到人们的重视。 虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此，高压绝缘设备都把局部放电的测量列为检查产品质量的重要指标，产品不但出厂时要做局部放电试验，而且在投入运行之后还要经常进行测量。图中C代表试品电容，Z（Z）代表测量阻抗，Ck代表耦合电容，它的作用是为Cx与Zm之间提供一个低阻抗的通道。Z代表接在电源与测量回路间的低通滤波器，Z可以让工频电压作用到试品上，但阻止被测的高频脉冲或电源中的高频分量通过。图（a），试验电压U经Z施加于试品Cx，测量回路由Ck与Zm串联而成，并与 Cx并联，因此称为并联测量回路。试品上的局部放电脉冲经Ck耦合到Zm上，经放大器A送到测量仪器M。这种测量回路适合于试品一端接地的情况，在实际工作中应用较多。图（b）为串联测量回路 ，测量阻抗Zm串联接在 试品Cx低压端与地之间，并经由Ck形成放电回路。因此，试品的低压端必须与地绝缘。图（c）为桥式测量回路，又称平衡测量回路。试品Cx与耦合电容Ck均与地绝缘，测量阻抗Zm与Zm分别接在 Cx与Ck的低压端与地之间。’上的电压差。 图测量局部放电的基本回路 tgδ很大，故只有采用电桥法检测tgδ才能判断这种放电的状态和带来的危害。但是，DLA方法只能定性的测量局部放电是否发生，基本不能检测局部放电量的大小，这限制了DLA方法的运用。 二、非电检测法 局部放电发生时，常伴有光、声、热等现象的发生，对此，局部放电检测技术中也相应出现了光测法、声测法、红外热测法等非电量检测方法。较之电检测法，非电量检测方法具有抗电磁干扰能力强、与试样电容无关等优点。 1．超声波法测试局部放电 利用测超声波检测技术来测定局部放电的位置及放电程度，这种方法较简单，不受环境条件限制。但灵敏度较低，不能直接定量。在进行局部放电测量中当发现变压器有大于5000pc的故障放电，超声波声测量方法常用于放电部位确定及配合电测法的补充手段。但声测法有它独特的优点，即它可在试品外壳表面不带电的任意部位安置传感器，可较准确地测定放电位置，且接收的信号与系统电源没有电的联系，不会受到电源系统的电信号的干扰；因此进行局部放电测量时，以电测法和声测法同时运用。两种方法的优点互补，再配合一些信号处理分析手段，则可得到很好的测量效果。 局部放电测量通常选用密封结构的超声传感器，其结构原理见图3-6。它是直接把压电陶瓷安装在金属外壳之上，带动外壳一起振动，并在金属壳里填充树脂作为密封。 图3-6 超声传感器的原理结构图 1－金属外壳；2－陶瓷振动子；3－底座；4－填充树脂；5－引出脚 用超声探头获得由局部放电引起的超声信号，并用数字式局部放电仪或波形记录仪记录波形作定位测试。声测法原理框图如图3-7所示。 图3-7 声测法原理框图 如将1－4个声探头的信号同时记录下并在屏上显示所测到的波形，对局部放电作定位测量很有利。当与电测法联合测量时，有助于判断所测到的信号是否为内部放电。 当仪器对变压器进行超声测量时，屏上按所探测的声通道数在屏上同时显示1－4路波形，测量人员移动光标到认为是放电声信号的位置，程序即自行计算出放电点距探头的位置。若为3个以上的测量点，则由给定的各探头光标计算出放电点的光标位置。 图3-8 超声测量信号波形 用于互感器等试品时，在靠近高压部分则用光纤连接，有时装设1－2个传感器即可，前置放大器仅用一个。 当设备内部有故障放电时（几千到几万皮库），这时利用电信号作为仪器触发信号，也即以电信号作为时间参考零点，然后以1－3个通道采集声信号，仪器A/D采样频率可选在500kHz或1MHz并移动传感器位置，使能有效地测到超声信号，见图3-8。测得电信号与声信号的时间差Δt就可计算出放电点与传感器的位置的距离，s=vΔt，一般计算取v=1.42mm/μs。 2．光检测法 对于绝缘内部的局部放电，只有透明介质才宜用光检测法，例如聚乙烯绝缘电缆芯通过水介质扫描用光电倍增管观察。但该方法灵敏度较低，局限性大，较适宜于检测暴露在外表面的电晕放电。 利用视觉检测局部放电，要在眼睛对于黑暗习惯了以后，在黑暗的环境中进行。这时，为了增强视力和对高压保持一定间隔距离，使用大倍率的望远镜是很有效的。 为了记录