局部放電局部放電基本概念概念：電力設(shè)備的絕緣系統(tǒng)中，只有部分區(qū)域發(fā)生放電，而沒有貫穿施加電壓的導(dǎo)體之間，即尚未擊穿，這種現(xiàn)象稱之為局部放電。原因：它是由于局部電場(chǎng)畸變、局部場(chǎng)強(qiáng)集中，從而導(dǎo)致絕緣介質(zhì)局部范圍內(nèi)的氣體放電或擊穿所造成的。它可能發(fā)生在導(dǎo)體邊上，也可能發(fā)生在絕緣體的表面或內(nèi)部。特點(diǎn)：局部放電是一種脈沖放電，它會(huì)在電力設(shè)備內(nèi)部和周圍空間產(chǎn)生一系列的光、聲、電氣和機(jī)械的振動(dòng)等物理現(xiàn)象和化學(xué)變化。這為監(jiān)測(cè)電力設(shè)備內(nèi)部絕緣狀態(tài)提供檢測(cè)信號(hào)。局部放電的標(biāo)準(zhǔn)定義

GB/T7354-2003定義局部放電為導(dǎo)體間絕緣僅被部分橋接的電氣放電。這種放電可以在導(dǎo)體附近發(fā)生也可以不在導(dǎo)體附近發(fā)生.局放一般是由于絕緣體內(nèi)部或絕緣表面局部電場(chǎng)特別集中而引起的,通常這種放電表現(xiàn)為持續(xù)時(shí)間小于1μs的脈沖但是也可能出現(xiàn)連續(xù)的形式，比如氣體介質(zhì)中的所謂無脈沖放電，通常用本標(biāo)準(zhǔn)所述的測(cè)量方法檢測(cè)不到這類放電。局部放電術(shù)語1、局部放電脈沖(局放脈沖)當(dāng)試品中發(fā)生局放時(shí)，用接在試驗(yàn)回路中適當(dāng)?shù)臋z測(cè)回路測(cè)得的電壓或電流脈沖。

試品中的一次局放產(chǎn)生一個(gè)電流脈沖，滿足要求的檢測(cè)儀在其輸出端將產(chǎn)生一個(gè)與其輸入端電流脈沖電荷成正比的電流或者電壓信號(hào)。2、視在電荷局放的視在電荷等于在規(guī)定的試驗(yàn)回路中，如果在非常短的時(shí)間內(nèi)對(duì)試品兩端間注入使測(cè)量?jī)x器上所得的讀數(shù)與局放電流脈沖本身相同的電荷視。3、脈沖重復(fù)頻率N就等間隔脈沖而言，脈沖重復(fù)頻率N是每秒局放脈沖數(shù)。局部放電術(shù)語4、背景噪聲水平是在局放試驗(yàn)中檢測(cè)到的不是由試品產(chǎn)生的信號(hào)。5、局部放電起始電壓當(dāng)施加于試品的電壓從某一觀察不到局放的較低值開始逐漸增加到初次觀察到試品中產(chǎn)生重復(fù)性局放時(shí)的電壓。6、局部放電熄滅電壓當(dāng)施加于試品的試驗(yàn)電壓從某一觀察到局放脈沖參量的較高值逐漸減小直到試品中停止出現(xiàn)重復(fù)性局放時(shí)的電壓。7、“電暈”是局放的一種形式?！半姇灐辈灰吮挥米魉芯址判问降耐ㄓ眯g(shù)語。（如日本TDK公司就將局部放電稱為電暈試驗(yàn)，這種說法和標(biāo)準(zhǔn)是不一致的）GIS中主要絕緣缺陷類型圖2-GIS中幾種典型的缺陷GIS局部放電檢測(cè)的方法局部放電傳統(tǒng)的局放測(cè)量產(chǎn)生超聲波電磁波化學(xué)反應(yīng)發(fā)光UHF檢測(cè)法超聲波檢測(cè)法光測(cè)法化學(xué)法脈沖電流

脈沖電流法由英國(guó)電氣工程學(xué)會(huì)提出，又稱ERA法，得到IEC的推薦，是目前在局部放電測(cè)量中應(yīng)用最為廣泛的一種方法。它是利用局部放電在測(cè)量回路中引起電荷轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生高頻的脈沖電流，脈沖電流在檢測(cè)阻抗上形成脈沖電壓并能夠被儀器測(cè)量出來。它的缺點(diǎn)是抗干外部擾性能差，只能在屏蔽較好的實(shí)驗(yàn)室和場(chǎng)所使用。

脈沖電流法ERA局部放電測(cè)量試驗(yàn)電源CbCsCq隔離阻抗耦合電容檢測(cè)阻抗試品缺陷Cq的電荷釋放，釋放電荷量為局部放電真實(shí)放電量；試品中電荷重新分布，試品端口電荷變化，端口電荷變化量為局部放電視在放電量。ERA局部放電測(cè)量試驗(yàn)電源CbCsCq隔離阻抗耦合電容檢測(cè)阻抗試品耦合電容對(duì)試品端口電容補(bǔ)充電荷，形成脈沖電流；檢測(cè)阻抗耦合脈沖電流，測(cè)量局部放電；試品端口注入已知電荷，標(biāo)定測(cè)量系統(tǒng)。標(biāo)定源脈沖電流（a）ZuAMZmCkCx(b)ZuMAZmCkCx(c)ZuAMZmCkCxZm’檢測(cè)回路(IEC60270)Z：低通濾波-----防止外回路的干擾進(jìn)入測(cè)量回路

-----阻隔局放信號(hào)流向電源Ck：耦合電容器-----給局部放電脈沖構(gòu)成閉合回路

Zm,Zm’：測(cè)量阻抗-----檢測(cè)局放信號(hào)

超聲測(cè)量法是依據(jù)聲輻射（Acoustic-Emission）原理，因此也稱為AE法。當(dāng)GIS中的缺陷受試驗(yàn)電壓作用而發(fā)生局部放電時(shí)，局放產(chǎn)生的能量使其周圍SF6氣體的溫度驟然升高，從而形成局部過熱，所產(chǎn)生的擾動(dòng)以壓力波的形式傳播，當(dāng)這種波到達(dá)SF6與金屬外殼的交界面時(shí)，只有一部分透過金屬外殼繼續(xù)傳播，大部分被發(fā)射或折射。如果把超聲傳感器緊貼在GIS金屬殼體的外部，則可接收到局放產(chǎn)生的超聲波信號(hào)。AE法的缺點(diǎn)是，聲信號(hào)的幅值隨傳感器離故障點(diǎn)的距離衰減很快，只有當(dāng)傳感器位于故障點(diǎn)附近時(shí)才能獲得最大靈敏度，因此，為尋找缺陷需要花費(fèi)較長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間。

超聲波法UHF法局部放電檢測(cè)技術(shù)是利用特高頻天線接受由局部放電陡脈沖所激發(fā)并傳播的UHF電磁波來監(jiān)測(cè)局部放電信號(hào)，局部放電產(chǎn)生的放電脈沖持續(xù)時(shí)間只有幾ns，頻譜高達(dá)GHz，而電力系統(tǒng)中的電暈放電脈沖持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、陡度較緩，其等值頻率一般在100MHz以下，因此，只要選擇合適的特高頻傳播頻段，就能抑制空間的電磁干擾。河南平高電氣股份有限公司通過與清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系的技術(shù)合作，針對(duì)平高電氣GIS和罐式斷路器開發(fā)出基于特高頻傳感的局部放電在線檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在傳感技術(shù)、抗干擾技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)等方面有很多優(yōu)點(diǎn)。特高頻法特高頻法檢測(cè)的基本原理使用UHF天線來檢測(cè)GIS局部放電產(chǎn)生的電磁波。靈敏度高，能通過時(shí)間差對(duì)放電源進(jìn)行定位。

它對(duì)傳感器的設(shè)計(jì)、阻抗匹配、放大器的帶寬和噪聲指標(biāo)要求很高，同時(shí)要求有多通道寬帶數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

UHF信號(hào)：300MHz～3GHz工程局部放電的幾點(diǎn)看法1、局部放電不僅僅只是絕緣件所參生的放電。如SF6氣體的異物（金屬顆粒和介電常數(shù)較大的非金屬顆粒），毛刺（尖端），懸浮，接觸不良等等都屬于我們需要在出廠試驗(yàn)中檢驗(yàn)出來的缺陷，而這些缺陷肯定不能隨著產(chǎn)品投入到運(yùn)行中去，這些缺陷與絕緣件的局部放電相比更可怕，更容易使我們的主絕緣產(chǎn)生崩潰（閃絡(luò)和擊穿）。2、局部放電與電壓的相關(guān)性很大，局部放電試驗(yàn)中需要我們找出局部放電與電壓的相位關(guān)系，同時(shí)需要我們找到起始電壓和熄滅電壓等等參數(shù)，這些都有助于我們對(duì)局部放電的分析。3、在沒有確定的判斷為干擾時(shí)，任何存在的大于背景的電平都可能是局部放電。4、不是所有的放電采用電流脈沖法都可以檢測(cè)。干擾

局部放電試驗(yàn)是一種微量檢測(cè)，故各種干擾信號(hào)對(duì)檢測(cè)影響很大，最小的可測(cè)視在電荷量取決試驗(yàn)場(chǎng)所的干擾水平。在無屏蔽的工業(yè)試區(qū)，干擾水平可達(dá)幾百皮庫。在有屏蔽的試驗(yàn)室內(nèi)，最低可測(cè)量放電量約為1PC。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在進(jìn)行局部放電測(cè)量時(shí)，背景噪音通常應(yīng)小于規(guī)定的局部放電量允許值的50%。如果背景噪聲電平超過規(guī)定的試品最大允許局放值的50%，那么這種局部放電的測(cè)量的靈敏度一般不能得到認(rèn)可，則宜采取措施降低背景噪聲。干擾的分類局部放電干擾一般分為兩種。一、試驗(yàn)回路不帶電時(shí)出現(xiàn)的背景噪聲以及高壓合閘后零電壓出現(xiàn)的干擾。這就是一般我們所說到的背景值。二、只有當(dāng)回路通電才產(chǎn)生的，但非試品所產(chǎn)生的干擾。這種干擾常隨電壓升高而增加。

部門幾種設(shè)備和采集方式的區(qū)別再進(jìn)行干擾的排查前我們將系統(tǒng)進(jìn)行如下分類：1、全封閉式的設(shè)備和產(chǎn)品。采用集中耦合電容器耦合局部放電信號(hào)。（如GIS事業(yè)部252、126產(chǎn)品出廠試驗(yàn)科）

特點(diǎn)：干擾水平很小，一般可視局部放電量能小于0.5pC及以下。2、敞開式試驗(yàn)變壓器和試品。采用集中耦合電容采集信號(hào)也能采用絕緣區(qū)分采集信號(hào)。（如斷路器事業(yè)部）特點(diǎn)：廠房一般是屏蔽廠房。背景噪聲一般較大。3、封閉式的變壓器加封閉式的設(shè)備和部分敞開式的試品。采用絕緣區(qū)分采集信號(hào)。（如特高壓和超高壓廠房）特點(diǎn)：采用絕緣區(qū)分后的試品外殼相當(dāng)于一個(gè)天線。與敞開式變壓器一樣,能接收各種干擾電平,一般情況下試品外形尺寸越大,背景噪聲越大。背景干擾的產(chǎn)生產(chǎn)生背景干擾幾種可能：A、離試品和設(shè)備很近的較大功率變頻設(shè)備工作。B、試驗(yàn)電源。（試驗(yàn)電源無隔離變壓器尤其容易出現(xiàn)，比如說現(xiàn)在的中壓廠房）C、接地耦合。D、附近的整流設(shè)備運(yùn)行（包括各種電池的充電）。E、屏蔽室的日光燈等

備注：第一種方式來說，這些干擾對(duì)背景的影響很小，一般情況下不存在這方面的困擾。對(duì)于第二和第三種方式來講，這種干擾長(zhǎng)期影響我們的試驗(yàn)工作。

排查背景干擾的手段

對(duì)于偶爾出現(xiàn)的干擾可以進(jìn)行如下工作1、試驗(yàn)開始之前，關(guān)閉有可能停下來的變頻設(shè)備，比如說吊車、電瓶車、叉車、升降車等。2、查找附件電源的充電設(shè)備和整流設(shè)備。3、檢查接地線的狀態(tài)。盡量的減少接地線的長(zhǎng)度，并采用一點(diǎn)接地的方式，同時(shí)盡量減少試品外殼之間的接觸電阻。必要時(shí)可以更換一下不同的接地極，看看能否減少背景噪聲。4、關(guān)閉打開的屏蔽室門窗。

排查背景干擾的手段

對(duì)于長(zhǎng)期存在的干擾，或者多次出現(xiàn)的干擾。我們可以進(jìn)行如下工作。1、采用一些設(shè)備，如帶通濾波器，降噪線圈，相位開窗等手段。2、收集廠房?jī)?nèi)一些大型設(shè)備（一般是很難停止運(yùn)行）的運(yùn)行時(shí)間段。如果是需要進(jìn)行設(shè)備改造。

常見的背景干擾圖譜1、晶閘管2、電機(jī)3、日光燈4、晶閘管5、磁飽和6、7、高頻設(shè)備與電壓相關(guān)的干擾只有當(dāng)回路通電才產(chǎn)生的，但非試品所產(chǎn)生的局部放電我們也認(rèn)為是干擾。產(chǎn)生這種干擾的原因大致有如下幾種可能。1、試驗(yàn)設(shè)備（變壓器、變壓器電源設(shè)備、測(cè)量回路中的各種配件故障或者損壞）。2、試驗(yàn)工裝。3、試品需短接操作的遺忘和短接不良。4、外電場(chǎng)下附近接地不良物體的火花放電。5、外電場(chǎng)的高壓連接不良。6、外電場(chǎng)工裝屏蔽罩的電暈。

懸浮1、對(duì)于外電場(chǎng)下附近接地不良物體的火花放電。

懸浮電位的波形特征

外電場(chǎng)懸浮排查方法

清理敞開變壓器、分壓器、試品周圍的金屬物品，讓其遠(yuǎn)離。

實(shí)在不能移動(dòng)的一些大型產(chǎn)品，我們需要將其接地。（接地時(shí)需要注意：背離高壓）電暈電暈的特征

電暈排查注意事項(xiàng)1、查看帶電高壓部位的附件是否有突出尖端。2、檢查高壓屏蔽環(huán)和連接鋁薄管是否有磕碰、劃傷等有可能的尖端。3、發(fā)現(xiàn)有可疑電暈波形后一些可行的手段。升高電壓（與起暈電壓相比）進(jìn)行耳聽

如果是晚上可以熄滅所有燈光升高電壓后進(jìn)行肉眼觀察

有條件還可以用紫外成像儀等一些設(shè)備進(jìn)行排查

局放的排查1、查找部位2、分析判斷類型部位：1、分段試驗(yàn)。2、改變電壓的分布。3、改變加壓的方式（比如說三相共箱）

局放的排查分析類型1、絕緣件2、電暈3、懸浮4、接觸不良

自由金屬顆粒放電放電幅值分布較廣，放電時(shí)間間隔不穩(wěn)定，其極性效應(yīng)不明顯，在整個(gè)工頻周期相位均有放電信號(hào)分布。33懸浮電位體放電放電脈沖幅值穩(wěn)定，且相鄰放電時(shí)間間隔基本一致。當(dāng)懸浮金屬體不對(duì)稱時(shí)，正負(fù)半波檢測(cè)信號(hào)有極性差異。34絕緣件內(nèi)部氣隙放電放電次數(shù)少，周期重復(fù)性低。放電幅值也較分散，但放電相位較穩(wěn)定，無明顯極性效應(yīng)。35沿面放電

放電幅值分散性較大，放電時(shí)間間隔不穩(wěn)定，極性效應(yīng)不明顯。36金屬尖端放電放電次數(shù)較多，放電幅值分散性小，時(shí)間間隔均勻。放電的極性效應(yīng)