高壓電機局放測試儀性能特點(diǎn)一、定義及產(chǎn)生原因
在電場(chǎng)作用下,絕緣系統中只有部分區域發(fā)生放電,但尚未擊穿,(即在施加電壓的導體之間沒(méi)有擊穿)。這種現象稱(chēng)之為局部放電。局部放電可能發(fā)生在導體邊上,也可能發(fā)生在絕緣體的表面上和內部,發(fā)生在表面的稱(chēng)為表面局部放電。發(fā)生在內部的稱(chēng)為內部局部放電。而對于被氣體包圍的導體附近發(fā)生的局部放電,稱(chēng)之為電暈。由此 總結一下局部放電的定義,指部分的橋接導體間絕緣的一種電氣放電,局部放電產(chǎn)生原因主要有以下幾種:
電場(chǎng)不均勻。
電介質(zhì)不均勻。
高壓電機局放測試儀性能特點(diǎn)制造過(guò)程的氣泡或雜質(zhì)。*經(jīng)常發(fā)生放電的原因是絕緣體內部或表面存在氣泡;其次是有些設備的運行過(guò)程中會(huì )發(fā)生熱脹冷縮,不同材料特別是導體與介質(zhì)的膨脹系數不同,也會(huì )逐漸出現裂縫;再有一些是在運行過(guò)程中有機高分子的老化,分解出各種揮發(fā)物,在高場(chǎng)強的作用下,電荷不斷地由導體進(jìn)入介質(zhì)中, 在注入點(diǎn)上就會(huì )使介質(zhì)氣化。
高壓電機局放測試儀性能特點(diǎn)二 、模擬電路及放電過(guò)程簡(jiǎn)介
介質(zhì)內部含有氣泡,在交流電壓下產(chǎn)生的內部放電特性可由圖1—1的模擬電路(a b c等值電路)予以表示;其中Cc是模擬介質(zhì)中產(chǎn)生放電間隙(如氣泡)的電容;Cb代表與Cc串聯(lián)部分介質(zhì)的合成電容;Ca表示其余部分介質(zhì)的電容。
(a) 實(shí)際介質(zhì) (b) 模擬電路
I——介質(zhì)有缺陷(氣泡)的部份(虛線(xiàn)表示) II——介質(zhì)無(wú)缺陷部份
圖1—1 表示具有內部放電的模擬電路
圖1—1中以并聯(lián)有—對火花間隙的電容Cc來(lái)模擬產(chǎn)生局部放電的內部氣泡。圖1—2表示了在交流電壓下局部放電的發(fā)生過(guò)程。
圖1-2 介質(zhì)內單個(gè)氣泡在交流電壓下的局部放電過(guò)程
U(t)一一外施交流電壓
Uc(t)一一氣泡不擊穿時(shí)在氣泡上的電壓
Uc’(t)一一有局部放電時(shí)氣泡上的實(shí)際電壓
Vc一一氣泡的擊穿電壓
Y r一一氣泡的殘余電壓
Us—局部放電起始電壓(瞬時(shí)值)
Ur一一與氣泡殘余電壓v r對應的外施電壓
Ir一一氣泡中的放電電流
電極間總電容Cx=Ca+(Cb×Cc)/(Cb+Cc)=Ca電極間施加交流電壓 u(t)時(shí),氣泡電容Cc上對應的電壓為Uc(t)。如圖2—1所示,此時(shí)的Uc(t)所代表的是氣泡理想狀態(tài)下的電壓(既氣泡不發(fā)生擊穿)。
Uc(t)=U(t)×Cb/Cc+Cb
外施電壓U(t)上升時(shí),氣泡上電壓Uc(t)也上升,當U(t)上升到Us時(shí),氣泡上電壓Uc達到氣泡擊穿電壓,氣泡擊穿,產(chǎn)生大量的正、負離子,在電場(chǎng)作用下各自遷移到氣泡上下壁,形成空間電菏,建立反電場(chǎng),削弱了氣泡內的總電場(chǎng)強度,使放電熄滅,氣泡又恢復絕緣性能。這樣的一次放電持續時(shí)間是極短暫的,對一般的空氣氣泡來(lái)說(shuō),大約只有幾個(gè)毫微秒(10的負8次方到10的負9次方秒)。所以電壓Uc(t)幾乎瞬間地從Vc降到Vr,Vr是殘余電壓;而氣泡上電壓Uc‘(t)將隨U(t)的增大而繼續由Vr升高到Vc時(shí),氣泡再—次擊穿,發(fā)生又—次局部放電,但此時(shí)相應的外施電壓比Us小,為(Us-Ur),這是因為氣泡上有殘余電壓Vr的內電場(chǎng)作用的結果。Vr是與氣泡殘余電壓Yr相應的外施電壓,如此反復上述過(guò)程,即外施電壓每增加(Us-Ur),就產(chǎn)生一次局部放電.直到前—次放電熄滅后,Uc’(t)上升到峰值時(shí)共增量不足以達Vc(相當于外施電壓的增量Δ比(Us-Ur)小)為止。
此后,隨著(zhù)外施電壓U(t)經(jīng)過(guò)峰值Um后減小,外施電壓在氣泡中建立反方向電場(chǎng),由于氣泡中殘存的內電場(chǎng)電壓方向與外電場(chǎng)方向相反,故外施電壓須經(jīng)(Us+Ur))的電壓變化,才能使氣泡上的電壓達到擊穿電壓Vc,(假定正、負方向擊穿電壓Vc相等),產(chǎn)生一次局部放電。放電很快熄滅,氣泡中電壓瞬時(shí)降到殘余電壓Vr(也假定正、負方向相同)。外施電壓繼續下降,當再下降(Us-Ur)時(shí),氣泡電壓就又達到Vc從而又產(chǎn)生一次局部放電。如此重復上述過(guò)程,直到外施電壓升到反向蜂值一Um的增量Δ不足以達到(Us-Ur)為止。外施電壓經(jīng)過(guò)一Um峰值后,氣泡上的外電場(chǎng)方向又變?yōu)檎较?,與氣泡殘余電壓方向相反,故外施電壓又須上升(Us+Ur)產(chǎn)生第1次放電,熄滅后,每經(jīng)過(guò)Us—Ur的電壓上升就產(chǎn)生一次放電,重復前面所介紹的過(guò)程。如圖1—2所示。
由以上局部放電過(guò)程分析,同時(shí)根據局部放電的特點(diǎn)(同種試品,同樣的環(huán)境下,電壓越高局部放電量越大)可以知道:一般情況下,同一試品在一、三象限的局部放電量大于二、四象限的局部放電量。那是因為它們是電壓的上升沿。(第三象限是電壓負的上升沿)。這就是我們測量中為什么把時(shí)間窗刻意擺在一、三象限的原因。
高壓電機局放測試儀性能特點(diǎn)三、測量原理:
高壓電機局放測試儀性能特點(diǎn)運用的原理是脈沖電流法原理,即產(chǎn)生一次局部放電時(shí),試品Cx兩端產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電壓變化Δu,此時(shí)若經(jīng)過(guò)電Ck耦合到一檢測阻抗Zd上,回路就會(huì )產(chǎn)生一脈沖電流I,將脈沖電流經(jīng)檢測阻抗產(chǎn)生的脈沖電壓信息,予以檢測、放大和顯示等處理,就可以測定局部放電的一些基本參量(主要是放電量q)。在這里需要指出的是,試品內部實(shí)際的局部放電量是無(wú)法測量的,因為試品內部的局部放電脈沖的傳輸路徑和方向是極其復雜的,因此我們只有通過(guò)對比法來(lái)檢測試品的視在放電電荷,即在測試之前先在試品兩端注入一定的電量,調節放大倍數來(lái)建立標尺,然后將在實(shí)際電壓下收到的試品內部的局部放電脈沖和標尺進(jìn)行對比,以此來(lái)得到試品的視在放電電荷。
特 點(diǎn)
●采用高速大容量數據采集卡,能進(jìn)行連續采集局放數據,數據復現性好,準確度高。
●具有測試、分析(多參數分析、二維圖譜分析、三維圖譜分析)、數據保存、報告生成及打印等功能
●能同時(shí)顯示局部放電波形(橢圓、正鉉波、直線(xiàn)三種方式)、局放量和測試電壓。
●在校正和測試過(guò)程中自動(dòng)調節增益而不需要人為干預,操做簡(jiǎn)便。
●可適應工頻(50Hz)。三倍頻(150Hz)和高至400Hz的電源。
●開(kāi)門(mén)開(kāi)窗可任意設置小可至1度。
●可單通道也可四個(gè)通道進(jìn)行測量。
●體積小,重量輕。既適合于電力部門(mén)和制造廠(chǎng)車(chē)間等現場(chǎng)使用,也適合于科學(xué)研究試驗。
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