【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 C2中的缺陷在測(cè)量整體的 tg δ時(shí)越難發(fā)現(xiàn)。 XX CtgCtgCCUtgCUtgCUtg 22112222112 ???????? ????在一定的電壓和頻率下， tg δ反映介質(zhì)內(nèi)單位體積的能耗。 因?yàn)樵谝欢ǖ墓ぷ鲌?chǎng)強(qiáng)下，絕緣厚度 d與電壓成正比。絕緣厚度 d一定時(shí)，面積 S越大，其電容量越大，電容電流越大，即電容電流與面積成正比。所以絕緣體積與 UICX成正比。 對(duì)電容量較小的設(shè)備，如套管、互感器等，測(cè)量tg δ值能有效地發(fā)現(xiàn)局部集中性和整體分布性的缺陷。但對(duì)電容量較大的設(shè)備，如大中型變壓器、電力電纜、電容器、發(fā)電機(jī)等，測(cè) tg δ只能發(fā)現(xiàn)整體分布性缺陷。因此，通常對(duì)運(yùn)行中的電機(jī)、電纜等設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)，不做 tg δ測(cè)試。 對(duì)于可以分解為幾個(gè)絕緣部分的被試品，分解后來(lái)進(jìn)行 tg δ的測(cè)試，可以更有效地發(fā)現(xiàn)缺陷。 測(cè)量時(shí)應(yīng)選取合適的溫度 絕緣的 tg δ值與溫度有關(guān)，但 tg δ值與溫度之間沒(méi)有準(zhǔn)確的換算關(guān)系，故應(yīng)盡量在差不多的溫度條件下測(cè)量 tg δ，并以此作比較。通常以 20℃ 時(shí)的 tg δ值作為參考標(biāo)準(zhǔn)。 測(cè)量時(shí)應(yīng)選取合適的試驗(yàn)電壓 良好的絕緣，在其額定電壓范圍內(nèi)， tg δ值是幾乎不變。如果絕緣中存在氣泡、分層、脫殼等，當(dāng)所加試驗(yàn)電壓足以使絕緣中的氣泡或氣隙放電，或者電暈、局部放電發(fā)生時(shí)， tg δ的值將隨試驗(yàn)電壓的升高而迅速增大。 測(cè)定 tg δ時(shí)所加的電壓，原則上最好接近于被試品的正常工作電壓。所加電壓過(guò)低，則不易發(fā)現(xiàn)絕緣中的缺陷，過(guò)高則容易對(duì)絕緣造成不必要的損失。實(shí)際上多難以達(dá)到正常工作電壓，一般多用 10kV。 測(cè)量時(shí)注意消除被試品表面泄漏電流的影響 表面泄漏電流對(duì) tgδ測(cè)量結(jié)果的影響程度與被試品電容量有關(guān)，對(duì)小容量的被試品如套管、互感器等表面泄漏電流影響較大。試驗(yàn)時(shí)被試品表面應(yīng)清潔、干燥，必要時(shí)加屏蔽環(huán)，屏蔽環(huán)應(yīng)裝設(shè)在被試品與橋體相連的一端附近的表面上，且應(yīng)與被試品與橋體連線的屏蔽相連。 測(cè)量繞組的 tgδ時(shí)必須將每個(gè)繞組的首尾短接 測(cè)量時(shí)必須將被測(cè)繞組和非被測(cè)繞組的首尾短接，否則會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。 原因： 繞組絕緣的容性電流流過(guò)繞組時(shí)產(chǎn)生較大的磁通， 繞組電感和勵(lì)磁鐵損會(huì)使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生很大的誤差。 小 結(jié) ? 用西林電橋測(cè)量 tg δ時(shí)有正接線和反接線兩種接線方式，當(dāng)電橋平衡時(shí)， tgδ =C4(單位 μF)。 ? 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)注意電磁場(chǎng)的干擾對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。 ? 測(cè)量 tgδ對(duì)局部的集中性缺陷反映不靈敏，所以測(cè)量時(shí)盡可能分部測(cè)量。 局部放電的測(cè)試 局部放電 是指由于電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣存在弱點(diǎn)，在一定外施電壓下發(fā)生的局部重復(fù)擊穿和熄滅現(xiàn)象 。 常用的固體絕緣材料不可能做得十分純凈和致密，總會(huì)不同程度的包含一些分散性的雜物。由于這些 異物的電導(dǎo)和介電常數(shù)不同于絕緣物 ，在外施電壓作用下， 異物附近的電場(chǎng)較強(qiáng) ，該處可能產(chǎn)生電離放電。如外施電壓為交變電壓時(shí)，局部放電具有發(fā)生與熄滅交替重復(fù)的特征。 氣泡的介電常數(shù)小，其擊穿場(chǎng)強(qiáng)低，所以分散在絕緣物中的氣泡是局部放電的發(fā)源地。 這種局部放電發(fā)生在一個(gè)或幾個(gè)絕緣內(nèi)部的氣隙或氣泡中，因?yàn)樵谶@個(gè)很小的空間內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度很大，放電能量很小，所以 并不影響電氣設(shè)備的短時(shí)絕緣強(qiáng)度 ，即不影響當(dāng)時(shí)整體絕緣物的擊穿電壓。 但長(zhǎng)期作用時(shí)，會(huì)加速絕緣老化，絕緣強(qiáng)度降低 。 局部放電引起固體介質(zhì)腐蝕、老化、損壞的原因有： ? 局部電場(chǎng)畸變，使局部介質(zhì)承受過(guò)高的電壓； ? 局部放電產(chǎn)生的帶電質(zhì)點(diǎn)撞擊絕緣物，造成絕緣物分解、破壞； ? 化學(xué)腐蝕。氣隙電離產(chǎn)生 O3， NO， NO2等氣體，遇水會(huì)產(chǎn)生硝酸或亞硝酸，對(duì)絕緣材料和金屬有氧化和腐蝕作用； ? 在局部放電區(qū)，產(chǎn)生高能輻射線，引起材料分解； ? 局部溫度升高，造成熱裂解，氣隙膨脹而使固體絕緣開(kāi)裂、分層、脫殼，且使該部分絕緣的電導(dǎo)和介質(zhì)損耗增加，加速絕緣老化、破壞。 若一個(gè)電氣設(shè)備在運(yùn)行電壓下長(zhǎng)期存在一定程度的局部放電，這些微弱的放電能量和由此產(chǎn)生的一些不良影響可慢慢損壞絕緣，加速絕緣物的老化和破壞，發(fā)展到一定程度時(shí)，就可能導(dǎo)致整個(gè)絕緣被擊穿。 所以 檢查絕緣物中局部放電 缺陷存在與否以及發(fā)展情況、放電強(qiáng)度，是一種 判斷絕緣在長(zhǎng)期運(yùn)行中絕緣性能好壞的較好方法，也是估計(jì)絕緣老化速度的重要依據(jù)。 局部放電的檢測(cè)量： 視在放電量 ?q、放電能量 W 衡量局部放電強(qiáng)度的參量： 放電的重復(fù)率（放電頻率），平均放電電流、平均放電功率、局部放電的起始電壓與熄滅電壓等。 通常將視在放電量△ q作為局部放電強(qiáng)度的參數(shù)。 視在放電量： bgmbgCCq U CCC??? ? ? ??????試品上電壓變化 試品電容 i12W qU??設(shè) Cg放電時(shí)試品上的電壓為 Ui，則 Ui與 Ug的關(guān)系為： bgbig CCCUU??? ?rggi UUUUqW ???21可得： 若近似認(rèn)為 Ur=0，則： 電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)將伴隨著出現(xiàn)許多外部現(xiàn)象， 有些外部現(xiàn)象屬于電現(xiàn)象 ，如產(chǎn)生電流脈沖、引起介質(zhì)損耗增大、產(chǎn)生電磁波輻射等； 有些屬于非電現(xiàn)象 ，如產(chǎn)生光、熱、噪聲、氣壓變化和分解物等。 一、測(cè)量的基本接線 局部放電的檢測(cè)方法可分為 電氣檢測(cè)法 和 非電檢測(cè)法 兩大類(lèi)。目前應(yīng)用的比較廣泛和成功的是電氣檢測(cè)法，特別是 測(cè)量 絕緣內(nèi)部氣隙發(fā)生局部放電時(shí)的 電脈沖 ，它不僅可以靈敏地檢出是否存在局部放電，還可判斷放電強(qiáng)弱程度。非電檢測(cè)法有超聲波探測(cè)法和絕緣油的氣相色譜分析。 局部放電測(cè)量 ? 局部放電過(guò)程所產(chǎn)生的各種物理化學(xué)現(xiàn)象： ? 電荷的遷移過(guò)程 ? 電磁輻射 ? 光輻射 ? 超聲波 ? 介質(zhì)分解反應(yīng) ? 脈沖電流法 ? UHF測(cè)量 ? 光學(xué)檢測(cè)法 ? 超聲測(cè)量法 ? 油中溶解氣體分析 (DGA) 電測(cè)量 非電測(cè)量 TE571 局部放電測(cè)試儀 上圖是目前國(guó)際上推薦的三種測(cè)量局部放電的基本回路，它們都是要將一定電壓作用下的被試品 CX中產(chǎn)生的局部放電電流脈沖傳遞到測(cè)量阻抗 Zm的兩端，然后把 Zm上的電壓加以放大后送至測(cè)量?jī)x器 M進(jìn)行測(cè)量。 uZxCmZKCA MKCAMuZxCmZuZKCAMxC39。mZmZCx — 被試品的電容； Ck — 耦合電容； Zm、 Zm′— 測(cè)量阻抗； Z — 低通濾波器； u — 電壓源； M— 測(cè)量?jī)x器； A — 放大器 檢測(cè)原理： 耦合電容器為被試品和測(cè)量阻抗之間提供一個(gè)低阻抗的通道。被試品一發(fā)生局部放電，因被試品 Cx、耦合電容 Ck和檢測(cè)阻抗 Zm構(gòu)成的回路內(nèi)有電流流過(guò)，就可由檢出阻抗把與脈沖電流成比例的脈沖電壓檢測(cè)出來(lái)，檢測(cè)到的信號(hào)通過(guò)放大器送到測(cè)量?jī)x器上。 使被試品 CX局部放電產(chǎn)生的脈沖電流作用到測(cè)量阻抗 Zm上，在 Zm上產(chǎn)生一個(gè)脈沖電壓 um送到測(cè)量?jī)x器 M中， 由 um推算視在放電量 。 直接法 （ 1）并聯(lián)法 CX為被試品， Ck為耦合電容，它為被試品與測(cè)量阻抗之間提供一條低阻抗通道。 Zm為測(cè)量阻抗。 Z為低通濾波器，可以讓工頻電壓作用到試品上，阻止被測(cè)的高頻脈沖或電源的高頻噪聲通過(guò)。 并聯(lián)法 適合于被試品一端接地的情況 。 uZxCmZKCAM（ 2）串聯(lián)法 串聯(lián)法適合于被試品兩端都不接地的情況 。 KCAMuZxCmZ并聯(lián)法與串聯(lián)法的靈敏度相同，但并聯(lián)法有以下優(yōu)點(diǎn)： ?允許被試品一端接地； ?對(duì) CX值較大的試品，可以避免較大的工頻電容電流流過(guò) Zm； ?被試品被擊穿時(shí)，不會(huì)危及人身和測(cè)試系統(tǒng)的安全。 平衡法 試品 Cx與耦合電容 Ck均與地絕緣，測(cè)量阻抗Zm與 Zm’分別接在 Cx與 Ck的低壓端與地之間。測(cè)量?jī)x器 M測(cè)量 Zm與 Zm’上的電壓差。 平衡法抗干擾能力好 ，因?yàn)橥獠扛蓴_源在 Zm和Z′m上產(chǎn)生的干擾信號(hào)基本上相互抵消，而在 CX發(fā)生局部放電時(shí)，放電脈沖在 Z m和 Z′m上產(chǎn)生的信號(hào)卻是相互疊加的。 uZKCAMxC39。mZmZ二、局部放電的測(cè)量阻抗和測(cè)量?jī)x器 （ 1）測(cè)量阻抗 Zm的選擇 ? 要 消除 或減弱輸出電壓的 工頻成分 ； ? 要使脈沖分量的持續(xù)時(shí)間足夠小，以 保證 快速連續(xù)脈沖的 分辨率 ； ? 阻抗值應(yīng) 足夠高 ，由它承擔(dān)大部分脈沖電壓，并決定輸出電壓和電流的波形。 （ 2）常用測(cè)量阻抗的形式 常用的測(cè)量阻抗有電阻、電感、電阻與電感并聯(lián)以及電感與電容并聯(lián)四種形式。 （ 3）測(cè)量?jī)x器（顯示單元） 為了防止干擾：裝設(shè)數(shù)字濾波器。 為了提高信噪比：采用數(shù)字示波器或其他數(shù)字記錄儀。 測(cè)量?jī)x器所測(cè)得的 局部放電脈沖值是與被試品的局部放電視在放電量 ?q成比例的 ，要從指示值來(lái)算得 ?q是困難的，只能通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定，即局部放電的測(cè)量?jī)x器必須進(jìn)行 試驗(yàn)校正 。 局部放電量標(biāo)定 圖中用幅值為 U0的方波電壓源串聯(lián)小電容 C0組成人工模擬支路 000 / HqK ?其中 , H0為局部放電檢測(cè)儀的顯示器上可測(cè)得的脈沖高度 000 CUq ?三、測(cè)量時(shí)注意的問(wèn)題 內(nèi)部干擾： 試驗(yàn)回路中某元件或高壓引線發(fā)生電暈放電時(shí)引起的干擾。 外部干擾： 高壓試驗(yàn)回路以外的因素引起的干擾。 措施： (1) 選擇抗干擾能力強(qiáng)的測(cè)量電路。 (2) 對(duì)測(cè)量線路進(jìn)行屏蔽。 (3) 試驗(yàn)電源最好采用獨(dú)立電源。 (4) 提高高壓試驗(yàn)回路中各元件發(fā)生電暈的電壓。 (5) 將高壓試驗(yàn)變壓器、檢測(cè)回路和測(cè)量?jī)x器三者的地線連成一體，并采用一根地線相連。 (6) 合理選擇放大電路的頻帶或調(diào)諧放大電路的諧振頻率。 (7) 測(cè)量回路與被試品的連線應(yīng)盡可能縮短。 四、試驗(yàn)結(jié)果的分析判斷 試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定了某些設(shè)備在規(guī)定電壓下的允許視在放電量，可將測(cè)量結(jié)果與規(guī)定值進(jìn)行比較。如規(guī)程中沒(méi)有給出規(guī)定值，則應(yīng)在實(shí)踐中積累數(shù)據(jù)，以獲取判斷標(biāo)準(zhǔn)。 五、用超聲波探測(cè)器測(cè)量局部放電 （ 1）特點(diǎn) 抗干擾能力相對(duì)較強(qiáng) ，可以在運(yùn)行中和耐壓試驗(yàn)時(shí)檢測(cè)絕緣內(nèi)部的局部放電，適合預(yù)防性試驗(yàn)的要求。 （ 2）工作原理 當(dāng)電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種超聲波，并向四面?zhèn)鞑ィ钡诫姎庠O(shè)備容器的表面。若 在設(shè)備外壁放一壓電元件 ，在交變壓力波的作用下，具有壓電效應(yīng)的晶體便產(chǎn)生交變的彈性變形，晶體沿受力方向的兩端面上便會(huì)出現(xiàn)交變的束縛電荷。這一表面束縛電荷的變化便引起了端部金屬電極上電荷的變化，或在外回路中引起交變電流，從而將 交變壓力波轉(zhuǎn)換成電氣量 ，由此可測(cè)量局部放電。超聲波探測(cè)法可了解有無(wú)局部放電的發(fā)生，粗測(cè)其放電強(qiáng)度和發(fā)生的部位。 小 結(jié) ? 局部放電是指設(shè)備絕緣系統(tǒng)中有部分絕緣被擊穿的電氣放電現(xiàn)象