局部放電測試儀檢測數據
1. 電檢測法
局部放電直接的現象即引起電極間的電荷移，動(dòng)每一次局部放電都伴有一定數量的電荷通過(guò)電。介質(zhì)引起試樣外部電極上的電壓變化另外每，次放電過(guò)程持續時(shí)間很短在氣隙中一次放電過(guò)程在10 ns 量級在油隙中一次放電時(shí)間也只有1ms 根據Maxwell 電磁理論如此短持續時(shí)間的放電脈，沖會(huì )產(chǎn)生高頻的電磁信號向外輻射局部放電電檢 測法即是基于這兩個(gè)原理常見(jiàn)的檢測方法有脈沖電流法無(wú)線(xiàn)電干擾電壓法介質(zhì)損耗分析法等等 特別是20 世紀80 年代由S. A. Boggs 博士和G. C. Stone 博士提出的超高頻檢測法近年來(lái)得到廣泛關(guān)注。并逐漸有實(shí)用化的產(chǎn)品問(wèn)世 2.1.1 脈沖電流法
1.1脈沖電流法
脈沖電流法是一種應用為廣泛的局部放電測試方法電工委員會(huì )IEC 專(zhuān)門(mén)對此方法制 定了相關(guān)標準IEC-270 該標準規定了工頻交流 下局部放電的測試方法同時(shí)此方法也適合于直流條件下的局部放電測量脈沖電流法的基本測試回路分為直測法和平衡，法兩種直測法常遇到各種干擾特別是在現場(chǎng)環(huán) 境下會(huì )嚴重影響測試靈敏度而平衡法由于其抑制共模干擾的優(yōu)良性能得到廣泛采用平衡法測 試回路有西林電橋差分電橋以及雙電橋等形式，目前西林電橋干擾抑制比可達到幾十差分法可達到數百甚至上千但是平衡法的測量靈敏度一般，開(kāi)關(guān)柜局部放電測試儀 超聲波局部檢測儀 變壓器局部放電測試儀比直測法低 脈沖電流法應用廣泛 目前市場(chǎng)上大部分電類(lèi)局部放電測試儀都采用直測法回路如瑞士Haefely，變壓器進(jìn)行了現場(chǎng)局部放電的離線(xiàn)檢測檢測時(shí)小背 景干擾3.5pC 小檢測量33.5 pC。
1.2 無(wú)線(xiàn)電干擾電壓法
無(wú)線(xiàn)電干擾電壓法 包括檢測法早可 追溯到1925 年Schwarger 發(fā)現電暈放電會(huì )發(fā)射電磁波通過(guò)無(wú)線(xiàn)電干擾電壓表可以檢測到局部放電 的發(fā)生國外目前仍有采用無(wú)線(xiàn)電干擾電壓表檢測 局部放電的運用在國內常用射頻檢測放電故又叫射頻檢測法較常用射頻傳感器有電容 傳感器Rogowski 線(xiàn)圈電流傳感器和射頻天線(xiàn)傳感器等。
Rogowski 線(xiàn)圈電流傳感器是20 世紀80 年代由 英國的Wilson 等人提出1996 年吳廣寧等人對，該傳感器做出改進(jìn)設計出用于大型電機局部放電。該傳感器在我國陜西秦嶺發(fā)電廠(chǎng)蘭州西固熱電廠(chǎng)已有應用[9] 清華大學(xué)* 恒等人將此傳感器用于大型汽輪發(fā)電機-變壓器組的局部放電在線(xiàn)監測并在元寶山發(fā)電廠(chǎng)投入試運行取得一定效果RIV 方法能定性檢測局部放電是否發(fā)生甚至可以根據電磁信號的強弱對電機線(xiàn)棒和沒(méi)有屏蔽層的長(cháng)電纜進(jìn)行局部放電定位采用Rogowski 線(xiàn)圈，傳感器也能定量檢測放電強度且測試頻帶較寬1~30MHz 現場(chǎng)測試證明該方法具有較好的實(shí)用價(jià)值。
1.3 超高頻 UHF 局部放電檢測技術(shù)
在20 世紀80 年代以前市場(chǎng)上局部放電檢測儀的工作頻帶僅在1MHz 以下1982 年Boggs 和 Stone 在他們的試驗中使測試儀器的測量頻帶達到1GHz 成功的測試出GIS 中的初始局部放電脈沖[5] 在此頻帶下噪聲信號衰減劇烈可有效的實(shí)現噪聲抑制且可以基本無(wú)損的再現局部放電脈沖從 而深化對局部放電的機理性研究。
超高頻檢測又分為超高頻窄帶檢測和超高頻超寬頻帶檢測前者中心頻率在500MHz 以上帶寬十幾MHz 或幾十MHz 后者帶寬可達幾GHz 由于超高頻超寬頻帶檢測技術(shù)有噪聲抑制比高包含 信息多等優(yōu)點(diǎn)受到人們的關(guān)注通常所說(shuō)的超高頻檢測技術(shù)即指超高頻超寬頻帶檢測，用于超高頻局部放電檢測的傳感器主要為微帶，天線(xiàn)傳感器利用微帶天線(xiàn)作傳感器早在1980 年 Kurtz 等人就提出過(guò)他們設計的傳感器用于大型電機局部放電測試安裝在一個(gè)或兩個(gè)磁極上可探測到單根定子線(xiàn)棒的放電目前微帶天線(xiàn)傳感器已在檢測大型電力變壓器GIS 電力電纜等設備的局部放電上有相關(guān)應用 對于大電機局部放電檢測，H. G. Sedding 等人 在1991 年提出一種定子槽耦合器stator slot coupler 該傳感器由接地平面帶狀感應導體及兩端同軸輸出電纜組成其耦合方式既不是感性也不 是容性而是具有分布參數的性質(zhì)因此具有非常寬的頻帶且能夠反映內部放電和外部干擾在波形上的差異。
1.4 介質(zhì)損耗分析法
DLA 局部放電對絕緣材料的破壞作用是與局部放電，消耗的能量直接相關(guān)的因此對放電消耗功率的測量很早就引起人們的重視在大多數絕緣結構中，隨著(zhù)電壓的升高絕緣中氣隙或氣泡的數目將增加此外局部放電的現象將導致介質(zhì)的損壞從，而使得tgd大大增加因此可以通過(guò)測量tgd 的值來(lái)測量局部放電能量從而判斷絕緣材料和結構的性能情況。
介質(zhì)損耗分析法特別適用于測量低氣壓中存在，的輝光或者亞輝光放電由于輝光放電不產(chǎn)生放電脈沖信號而亞輝光放電的脈沖上升沿時(shí)間太長(cháng)，普通的脈沖電流法檢測裝置中難以檢測出來(lái)但這 種放電消耗的能量很大使得Dtgd 很大故只有采用電橋法檢測Dtgd 才能判斷這種放電的狀態(tài)和帶。來(lái)的危害。
但是。DLA 方法只能定性的測量局部放電是否 發(fā)生基本不能檢測局部放電量的大小這限制了。DLA 方法的運用目前關(guān)于用DLA 方法測局部放，電的報道還很少。
以上列舉了一些電力設備常用局部放電檢測方法從目前市場(chǎng)上看電測法仍是局部放電檢測中，重要的手段其中的脈沖電流法已經(jīng)很成熟由于其檢測靈敏度很高且容易進(jìn)行放電量校準采 用高頻檢測阻抗還可準確再現局部放電脈沖波形故在進(jìn)行局部放電機理研究實(shí)驗室離線(xiàn)測試中占，主導地位但是由于其易受到外電路的電磁干擾使其靈敏度大大下降在現場(chǎng)環(huán)境中脈沖電流法。
應用并不很多無(wú)線(xiàn)電干擾電壓法中Rogowski 線(xiàn)圈傳感器由于結構簡(jiǎn)單安裝方便檢測靈敏度高，頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)在局部放電在線(xiàn)監測中被廣泛采用 現在大型電機變壓器GIS 等設備的在線(xiàn)監測中均有應用超高頻檢測法是近年發(fā)展起來(lái)的新型局 部放電檢測方法具有頻帶高靈敏度好抗電磁干擾能力強等顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)被認為是有潛力的局部放電在線(xiàn)檢測方法但是超高頻檢測用微帶天線(xiàn) 傳感器目前還在研究之中制造工藝要求甚高技術(shù)尚不成熟。
2. 非電量檢測法
局部放電發(fā)生時(shí) 常伴有光聲熱等現象的 發(fā)生對此局部放電檢測技術(shù)中也相應出現了光 測法聲測法紅外熱測法等非電量檢測方法較之電檢測法非電量檢測方法具有抗電磁干擾能力 強與試樣電容無(wú)關(guān)等優(yōu)點(diǎn)。
2.1 聲測法
介質(zhì)中發(fā)生局部放電時(shí) 其瞬時(shí)釋放的能量將 放周?chē)慕橘|(zhì)加熱使其蒸發(fā)效果就像一個(gè)小 爆炸此時(shí)放電源如同一個(gè)聲源向外發(fā)出聲波由于放電持續時(shí)間很短所發(fā)射的聲波頻譜很寬 可達到數MHz 要有效檢測聲信號并將其轉化為電 信號傳感器的選擇是關(guān)鍵常用的聲傳感器有用于氣體中的電容麥克風(fēng)condenser microphone 電介體麥克風(fēng)electrets microphone 和動(dòng)態(tài)麥克風(fēng)dynamic microphone 用于液體中類(lèi)似于聲納的 所謂水中聽(tīng)診器hydrophone 用于固體中的測震儀accelerometer 和聲發(fā)射acoustic emission 傳感器在聲-電傳感器中工作頻帶和靈敏度是兩個(gè)為重要的指標若傳感器工作頻帶過(guò)窄脈沖相 應時(shí)間過(guò)長(cháng)容易造成信號混疊故必須保證傳感器，一定的工作頻帶而在寬頻傳感器中要求傳感器，幾何尺寸必須小于聲波波長(cháng)但是減小傳感器體積會(huì )導致傳感器測量面積減小進(jìn)而降低測試靈敏度反之若為了增大靈敏度而增大傳感器幾何尺 寸又會(huì )導致傳感器工作頻帶減小實(shí)際設計中往 往結合現場(chǎng)條件折中考慮這兩方面的要求 較之電測法聲測法在復雜設備放電源定位方 面有獨到的優(yōu)點(diǎn)但是由于聲波在傳播途徑中衰 減畸變嚴重聲測法基本不能反映放電量的大小 [17] 這使得實(shí)際中一般不獨立使用聲測法而將聲 測法和電測法結合起來(lái)使用
2.2 光測法
近年來(lái)采用光測法在局部放電特征及介質(zhì)老化，機理等方面的研究做了大量工作但是由于傳感 器必須侵入設備且設備透光性能不好或者根本不能透光光測法只能測試表面放電和電暈放電故 在現場(chǎng)中光測法基本上沒(méi)有直接應用 近年來(lái) 隨著(zhù)光纖技術(shù)的發(fā)展將光纖技術(shù)和聲測法相結合提出了聲-光測法該方法采用光纖傳感器局部放電產(chǎn)生的聲波壓迫使得光纖性質(zhì)改 變導致光纖輸出信號改變從而可以測得放電國外在電力變壓器和GIS 設備中均有相關(guān)應用[18] Black Burn 等人將光纖傳感器伸入到變壓器內部測量局放當變壓器內部發(fā)生局部放電時(shí)超聲波在 油中傳播這種機械壓力波擠壓光纖引起光纖變形導致光折射率和光纖長(cháng)度的變化從而光波將 被調制通過(guò)適當的解調器即可測量出超聲波可 實(shí)現放電定位。
2.3 化學(xué)檢測法
當電力設備絕緣中發(fā)生局部放電時(shí)，各種絕緣材料會(huì )發(fā)生分解破壞產(chǎn)生新的生成物通過(guò)檢測生成物的組成和濃度可以判斷局部放電的狀態(tài)?；瘜W(xué)檢測方法一般檢測氣體液體絕緣介質(zhì)已在 GIS 變壓器等設備上有相關(guān)應用。在 GIS 中局部放電會(huì )使SF6 氣體分解主要 生成SOF2 和SO2F2 。用氣體傳感器檢測這兩種氣體的含量即可檢測是否有局部放電產(chǎn)生。上海蘇霍主要生產(chǎn)：開(kāi)關(guān)柜局部放電測試儀，GIS局部放電檢測儀，變壓器局部放電測試儀，超聲波局部放電檢測儀，歡迎打進(jìn)電話(huà)咨詢(xún)。
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