【正文】 wave)模式進行分析，取得了一定的成果。此外，法國 ALSTOM 輸配電研究中心的 等人在實驗室內(nèi)研究了各種典型局部放電模型的超高頻特性，發(fā)明了能夠選擇干擾最小的頻段進行檢測的 ZeroSpan 超高頻局部放電檢測方法，并據(jù)此建立了模式識別方法。清華大學(xué)則試圖通過在變壓器內(nèi)部引出線的附近安置 UHF 天線的方法來測量變壓器的內(nèi)部放電，在實驗室內(nèi)進行了研究。當(dāng)電力設(shè)備的絕緣內(nèi)部存在氣隙或生產(chǎn)過程中造成一些缺陷，在高電場強度作用下，氣 隙首先擊穿，并會發(fā)生多次的重復(fù)擊穿和熄滅，而周圍的絕緣介質(zhì)仍保持著絕緣性能，整個絕緣結(jié)構(gòu)并未形成電極間的貫穿性放電通道。介質(zhì)的沿面放電，層壓材料中的放電，固體絕緣的表面和內(nèi)層的樹枝狀爬電等也屬于這一類。如油紙絕緣在局部放電作用下會產(chǎn)生不飽和烴 C2H H CH4和 x蠟，蠟質(zhì)會積留在固體絕緣上，放電產(chǎn)生的氣體又使放電增加，造成在場強高的部位或絕緣紙有損傷的部位發(fā)生擊穿，或沿著層間間隙爬電，或形成樹枝狀放電，在放電通道上會形成整齊的碳化層，最終貫穿絕緣。因此，一個絕緣系統(tǒng)壽命與放電量的關(guān)系分散性很大，這也是該項測試技術(shù)有待研究的一個課題。 局部放電測量的目的和意義 用傳統(tǒng)的絕緣試驗方法很難發(fā)現(xiàn)局部放電缺陷，并且 lmin 交流耐壓試驗還會損傷黃河水院自動化工程系畢業(yè)論文 10 絕緣，影響設(shè)備以后的運行性能，隨著電壓等級提高，這個問題更為嚴(yán)重。 目前局部放電已列為變壓器類設(shè)備的出廠、交接和預(yù)試項目，在國家電網(wǎng)公司《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》中列為診斷性試驗項目，成為國內(nèi)外廣 泛采用的一種評定絕緣質(zhì)量的有重大意義的方法，是一種非破壞性試驗。2)確定起始和熄滅放電電壓 。 局部放電特征參量及形成機理 ①局部放電的主要特征參量 表征局部放電的主要特征有以下三個 : l)視在放電量 q:是指在試品兩端注入一定電荷量，使試品端電壓的變化量和局部放電時端電壓變化量相同。實際上，視在放電量與試品實際點的放電量并不相等， 后者不能直接測得。 2)局部放電起始電壓 Ui:是指試驗電壓從不產(chǎn)生局部放電的較低電壓逐漸增加時，在試驗中局部放電量超過某一規(guī)定值時的最低電壓值。 ②局部放電的形成機理 根據(jù)放電類型來分，局部放電大致可分為絕緣材料內(nèi)部放電、表面放電及高壓電極的尖端 放電。在此以固體或液體絕緣中的氣隙 (空穴 )為例來闡述局部放電的形成 . 黃河水院自動工程系畢業(yè)論文 11 在實際試驗中，由于放電空穴兩端的電壓變化不能得知，則真實放電量 q，是不能測得的。可測到，絕緣介質(zhì)整體電容可測得，則由局部放電引起的視在放電量 q可求得。 由上述及圖 22可看出，內(nèi)部局部放電總是出現(xiàn)在電源周期中的第一或第三象限，每周期的平均放電次數(shù)與外施電壓 u有關(guān)，每周放電次數(shù)隨著 u的上升與增加，大約呈直線關(guān)系，每個周期出現(xiàn)的局部放電脈沖可在局部放電測量儀的顯示器上觀察脈沖或放大波形分析 . 當(dāng)絕緣介質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)局部放電后，外施電壓在低于起始電壓的情況下，放電也能繼續(xù)維持。而實際情況與理論分析有差別，在固體絕緣中，熄滅電壓比起始電壓約低 5%20%。這也說明在某種情況下電氣設(shè)備存在局部缺陷而正常運行時，局部放電量較小，也就是運行電壓尚不足以激發(fā)大放電量的放電。 2)表面放電 如在電場中介質(zhì)有一平行于表面的場強分量，當(dāng)其這個分量達(dá)到擊穿場強時，則可黃河水院自動化工程系畢業(yè)論文 12 能出現(xiàn)表面放電。內(nèi)介質(zhì)與電極間的邊緣處，在 r 點的電場有一平行于介質(zhì)表面的分量，當(dāng)電場足夠強時則產(chǎn)生表面放電。表面局部放電的波形與電極的形狀有關(guān)，如電極為不對稱時，則正負(fù)半周的局部放電幅值是不相等的，見圖 25。正半周出現(xiàn)的放電脈沖較密，但幅值小。 3)電暈放電 (電極尖端在氣體中的放電 ) 電暈 放電是在電場極不均勻的情況下，導(dǎo)體表面附近的電場強度達(dá)到氣體的擊穿場強時所發(fā)生的放電。電暈放電在負(fù)極性時較易發(fā)生，也即在交流時它們可能僅出現(xiàn)在負(fù)半周。現(xiàn)以棒一板電極為例來解釋，在負(fù)電暈情況下，如果正離子出現(xiàn)在棒電極附近，則由電場吸引并向負(fù)電極運動，離子沖擊電極并釋放出大量的電子，在尖端附近形成正離子云。因此負(fù)棒時，棒極附近的電場增強，較易形成。 黃河水院自動工程系畢業(yè)論文 13 變壓器局部放電測量方法 電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電時將伴隨著出現(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 。目前應(yīng)用得比較廣泛和成功的是脈沖電流法，它不僅可以靈敏地檢出是否存在局部放電，還可判定放電強弱程度。(c)稱為平衡法測量回路。Cx試品等效電容 。Z。 調(diào)平衡元件 。 2)禍合電容以。 3)測量阻抗云。調(diào)諧回路的頻率特性應(yīng)與測量儀器的工作頻率相匹配。連接測量阻抗和測量儀器中的放大單元的連線，通常為單屏蔽同軸電纜。 RC 型一般用于平衡測量回路， R 值一般選用 2001200。 RLC 型 (如圖 29)對局部放電脈沖檢測有很高的靈敏度，而對被試品工頻的充電電流呈現(xiàn)低阻抗，頻帶較窄，噪音水平較低。 4)根據(jù)試驗時干擾情況，試驗回路接有一阻塞阻抗乙，以降低來自電源的干擾，也能適當(dāng)提高測量回路的最小可測量水平。 2)試驗電壓下，試品的工頻電容電流符合測量阻抗乙允許值時，可采用圖 27(b)試驗回黃河水院自動工程系畢業(yè)論文 15 路。 4)測量阻抗的選取應(yīng)使嘆和 cx串聯(lián)后的等效電容值在測量阻抗所要求的調(diào)諧電容 C的范圍內(nèi)，否則會降低測量靈敏度。平衡法的測量靈敏度略低于直測法，但它的抗干擾能力卻比直測法高得多 第三章北京市電力公司局部放電在線 檢測技術(shù) 空間電磁波頻譜測試技術(shù) 基本原理 運行中的輸變電設(shè)備產(chǎn)生放電缺陷后，伴隨放電產(chǎn)生的電磁波信號在介質(zhì) (SF空氣、絕緣材料 )中向四周傳播，越靠近放電點其高頻分量越多，幅值也越大。仔細(xì)采集和研究這些特征，采用頻譜分析儀就可以在變電站內(nèi)進行放電信號的識別與定位 設(shè)備工作原理及主要技術(shù)指標(biāo) 設(shè)備工作原理 : 頻譜分析儀工作原理如圖 31所示。 主要技術(shù)指標(biāo) : 頻譜分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)如下 : 1)頻率范圍 : 3dB 寬度 ) 3)視頻帶寬 :10Hz1MHzC3dB 寬度 ) 4)量幅度范圍 :+20dBm135dBm(帶低噪放 ) 5)跟蹤信號發(fā)生器頻率 :SMHz3GHz 可調(diào) 6)跟蹤信號發(fā)生器輸出 :0dBm 或 20dBm。應(yīng)用方法如下 : 1)現(xiàn)場測量時首先將傳感器置于空氣中，測量空氣中電磁波信號頻譜特征。如果信號相似則認(rèn)為被測設(shè)備用該方法測試結(jié)果正常，如果信號頻譜強度明顯增大或高頻分量明顯增多，則應(yīng)該對相鄰設(shè)備進行測試，比較它們的頻譜特征，根據(jù)高頻分量及強度分布情況確定放電源的大體位置。 黃河水院自動工程系畢業(yè)論文 17 POCheck 高頻局放監(jiān)測技術(shù) 基本原理 在充油變壓器中或其它油紙絕緣電力設(shè)備中局部放電的發(fā)生是非常普遍的，由于纖維紙因沒有充分浸透形成的氣穴，或者金屬導(dǎo)體突出的部位因電場強度的增強而產(chǎn)生氣泡都會導(dǎo)致局部放電的發(fā)生。研究表明，油紙絕緣中的放電可以分為 :初始放電、氣隙局部放電、油隙局部放電、沿面放電和雜質(zhì)誘發(fā)放電 5種典型類型。其次依次為沿面放電帶寬約為 2030MHz、氣隙放電帶寬約為2SMHz、油隙放電帶寬約為 3550MHz、而雜質(zhì)誘發(fā)放電則表現(xiàn)為中心頻率約為1015MHz 的窄帶信號。由于寬頻帶電磁禍合法具有小巧靈活、操作安全、抗干擾能力強、能更加真實地反映脈沖波形等優(yōu)點，正在被廣泛的研究和應(yīng)用。試驗結(jié)果表明，在利用寬頻帶電磁禍合法進行電纜局放檢測時，若局放發(fā)生在連接頭或終端處，則此時的幅頻特性衰減并不嚴(yán)重，可以選用頻率較高的傳感器，而對于距 離連接頭或終端較遠(yuǎn)的電纜本體的局放進行檢測，由于幅頻特性的衰減很嚴(yán)重，宜選用頻率較低的傳感器，同時還要考慮在合適并且有效的位置安裝傳感器，否則，信號有可能在衰減完時仍未被傳感器拾取到。該檢測設(shè)備采用電磁禍合的方法，利用高頻 CT 從容性設(shè)備末屏接黃河水院自動化工程系畢業(yè)論文 18 地線或電纜接地線、交叉互聯(lián)線中提取信號，通過濾波、信號特征提取、頻譜分析等手段將放電脈沖信號從外界噪聲干擾中分離出來，并對放電類型進行識別， 達(dá)到發(fā)現(xiàn)輸變電設(shè)備潛在缺陷的目的。 信號采集單元主要有高頻檢測通道、同步輸入以及通訊接口。同步輸入端口接收同步線圈從線圈從電纜本體上采集來的參考相位信號，通訊接口通過光纖、光電轉(zhuǎn)換器與電腦的 RS232 串口通訊，將主機中的數(shù)據(jù)傳送至電腦中，再利用專 家診斷系統(tǒng)對信號進行分離、分類及放電模式識別。 現(xiàn)場測試時將高頻 CT卡在容性設(shè)備末屏接地線或電纜接地線上，同步線圈卡在接地線或電纜本體上并與信號采集單元連接。其信號采集和處理的方法不足以獲取足夠信息以區(qū)分與噪聲及不同種類的局放，抗噪 聲能力較弱。 由于采用電磁禍合技術(shù)，測試單元與高壓設(shè)備實現(xiàn)了電氣隔離，而測量單元與電腦之間也采用了光纖連接，確保了操作人員的安全 。 設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo) : 1)檢測通道 3 個，可接 3個傳感器 2)帶寬 16kHz30MHz 3)采樣頻率 100MHz 黃河水院自動工程系畢業(yè)論文 19 4)數(shù)據(jù)精度 10 位 5)靈敏度 14000mVpp 6)輸入阻抗 50Q 7)接口類型 BNC 8)同步輸入通道數(shù)量 1 個 /帶寬 9)通訊接口 10baseT100baseTX 10)電源電壓 SVDC+/5%/電流 ZA 11)工作環(huán)境溫度 550℃ /濕度 90%無凝結(jié) 12)外部尺寸 250 180 55mm 13)重量 1kg。 2)對局部放電脈沖的波形特征進行分析，識別局部放電的類型去除噪音信號 如電暈放電、表面放電、內(nèi)部放電或噪音信號。 4)以不同的圖形方式顯示局部放電信號，如波形圖、 PRPD 相位譜圖。 6)瀏覽每一個局部放電脈沖的波形，觀察其振幅和頻譜圖。 8)對局放信號進行自動分類。 9)具有人工分類功能。 黃河水院自動化工程系畢業(yè)論文 20 11)自動生成檢 測報告，報告內(nèi)容包括受檢設(shè)備信息、采集到的局部放電信號波形、分類與分析結(jié)果等信息。 13)根據(jù)現(xiàn)場檢測需要，可以采用濾波設(shè)備對檢測信號進行濾波處理，以便重點檢測某一頻率范圍的信號。 15)檢測數(shù)據(jù)可以長期保存，并可將現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)帶回實驗室分析，以便對比分析設(shè)備的絕緣狀態(tài)，為狀態(tài)檢修提供依據(jù)。 17)系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，具備較強的擴展功能。 19)檢測數(shù)據(jù)可以通過以太網(wǎng)進行傳輸。 21)WindowS 操作系統(tǒng)，窗口式圖形界面。應(yīng)用方法如下 : 1)現(xiàn)場測量時以變壓器為中心，首先從變壓器高壓側(cè)套管末屏或電纜接地線上開始測量，然后依次對中、低壓側(cè)套管末屏或電纜接地線進行測量。 2)如果信號譜圖符合局放判斷規(guī)則，則需要對其進行定位分析。然后比較同一電壓等級 A、B、 C三相異常信號大小，確定信號來自哪一相序。 4)比較其它狀態(tài)監(jiān)測方法，如油色譜、 UHF 超高頻局放測試、超聲波測試、頻譜分析、氣體分析等方法對該設(shè)備的測試結(jié)果，進行綜合分析。轉(zhuǎn)移的放電量很小，通常用皮庫來計量(pC)。 1000pC 的放電持續(xù) 10ns 將產(chǎn)生 100mA 的電流。其電氣性能主要由樣本的分布電容和電感決定。這些波產(chǎn)生的電流進而產(chǎn)生電壓，電壓值等于電流及其流經(jīng)的阻抗之積。它們能夠在愷裝外傳導(dǎo)，因而可以用容性探頭檢測。將一個、兩個和多個探頭放在待測設(shè)備的接地的金屬愷裝上來測量。儀器可以測量暫態(tài)電過程的峰值。測量是非侵入性的，因此可以在設(shè)備帶電或帶負(fù)荷時完成。 實現(xiàn)的主要功能 : 1)采用 PDL01 對開關(guān)柜、配電變壓器等設(shè)備進行地電波局放普測和定位。 現(xiàn)場應(yīng)用方法 應(yīng)用方法如下 : l)在測量之前必須用測試源來校準(zhǔn)儀器，包括探頭和引線，確定設(shè)備是否能正常工作。測試源產(chǎn)生與放電暫態(tài)幅值、周期和上升沿近似的脈沖。最初，測量通道的衰減設(shè)為 0dB 以獲得最大靈敏度。輸入信號大時比輸入信號小時需要更大的衰減，因此達(dá)到極限條件所需的衰減是對輸入信號幅值的衡量。兩個通道的衰減器獨立調(diào)節(jié)。 3)當(dāng)測量到異常信號時 (幅值高于相鄰設(shè)備 sdB 以上 )，采用兩個探頭。儀器的 LED 指示哪個通道最先觸發(fā)，于是知道哪個探頭離放電源更近?；诒容^暫態(tài)到達(dá)不同探頭的時間原理的定位天然地比基于比較信號幅值原理的要可靠，因為后者信號的多次反射會產(chǎn)生反常的結(jié)果。聲的干擾主要是機械振動和電磁振動，其頻率一般小于 10kHz，而空氣中的放電頻率非常豐富，一般高于 10kHz。通常認(rèn)為，當(dāng)在被測設(shè)備外殼的接縫處進行測量時，由于探頭完全置于設(shè)備體外，放電信號通過絕緣介質(zhì)衰減很嚴(yán)重，靈敏度較差、定量分析比較困難，僅對局放初測及比較嚴(yán)重的空氣中的放電才比較有效。 設(shè)備工作原理及主要技術(shù)指標(biāo) Ultraprobe9000 可以把接收到的超聲波信號轉(zhuǎn)化成可聽的聲音信號。 Ultraprobe9000 還可以顯示超聲波信號的強度，用于保存或比較。 主要技術(shù)指標(biāo) : l)測量頻率范圍 :20100kHz 2)輸出 :外差法校準(zhǔn)輸出 3)探測器 :可選聲音掃描模式和聽診器模式 4)耳機 :豪華抗干擾頭戴式耳