局部放电检测技术

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1、局部放电检测技术摘要：局部放电试验作为一种非破坏性试验，是电力设备绝缘检测和诊断的重要方法。随着人们对电力设备可靠性的要求的提高，局部放电技术快速发展，各种局部放电技术应运而生。文章回顾了局部放电检测技术的发展，重点对常用的几种局部放电测试方法进行介绍，并对未来的局部放电检测作了展望。关键词：局部放电绝缘检测气隙超高频Abstract:Asakindofnon-destructivetesting,thepartialdischargetestisoftheimportantmethodsforelectricpowerequipme

2、ntinsulationdetectionanddiagnosis.Withtheincreasingdemandforelectricpowerequipmentreliability,partialdischargetechnologiesdeveloprapidly,allkindsofpartialdischargetechnologyarisesatthehistoricmoment.Thepaperreviewsthedevelopmentofpartialdischargedetectiontechnique,intro

3、ducesthemostpopularmethodofPDdetection,andgivesaforecastforthefuturedevelopmentofPDtest.Keywords:partialdischarge，insulationdetectionairgap，UHF1.引言电力设备绝缘在运行中受到电、热、机械、不良环境等各种因素的影响，其性能会逐渐劣化，以致出现缺陷，造成故障。而绝缘检测和诊断技术可以早期发现故障,其中局部放电检测技术作为一种非破坏性的检测技术，运用广泛梁曦东等《高电压工程》110-111。局部放电

4、是绝缘介质外施电压高到一定程度时产生电离的一种电气放电现象是由于高压设备绝缘内部的一些气泡、空隙、杂质和污秽等缺陷造成的。局部放电在高压绝缘中普遍存在，虽然局部放电分散发生在极微小的局部空间内，一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘击穿和沿面闪络。对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。局部放电被人们所认知是在1777年，Lichtenberg利用伏特新设计的检测仪可以看到奇妙的星形或

5、圆形尘埃轮廓，并认为这些轮廓代表着绝缘表面的放电现象。而1873年Maxwell提出的电磁学假设及1896年赫兹的实验证明都成为了局部放电检测设备设计和物理模型开发的的基础，1919年开发的基于西林电桥的功耗电桥是最早的局部放电检测设备郭俊吴广宁张血琴舒雯局部放电检测技术的现状和发展电工技术学报2005（20）2。1960年提出的积分电桥方法在局部放电的物理研究中具有独到的优点，并仍在使用[3]。此后，各种局部放电检测技术应运而生。基于对发生局部放电时产生的各种光、电、声、热等现象的研究，局部放电检测技术也相应出现了电检测法和非电检测

6、法。1.局部放电机理局部放电可能出现在固体绝缘的空穴中，也可能在液体绝缘的气泡中，或不同介电特性的绝缘层间，或金属表面的边缘尖角部位。所以大致可分为绝缘材料内部放电、表面放电和电晕放电。局部放电是由于电气设备内部存在一些弱点，为了方便研究常用三电容模型来解释局部放电的机理，如下图所示。VCaCbCgVa图1固体介质内部气隙放电三电容模型（a）通过气孔的介质剖面（b）等效回路图中，Cg代表气隙的电容；Cb代表与Cg串联部分的介质的电容；Ca代表其余部分绝缘的电容。若在电极间加上交流电压u，则出现在Cg上的电压为ug，即（1-1）因为气隙

7、很小，Cg比Cb大很多，故ug比u小很多。局部放电时气隙中的电压和电流变化如下图所示。图2局部放电时气隙中的电压与电流的变化ug随u升高，当u上升到起始放电电压us，ug达到Cg的放电电压Ug时，Cg气隙放电，于是Cg上的电压很快从Ug降到Ur，放点熄灭，则（1-2）式中，uc为相应的外施电压；Ur为残余电压（0≤Ur≤Ug）。放点后在Cg上重建的电压将不同于ug，只是随着外施电压的上升类似于ug的上升趋势，从Ur上升，当升到Ug也即外施电压又上升了时，Cg再次放电，放点再次熄灭，电压再次降到Ur。Cg上的电压变动在Ug至Ur间的时间

8、，也即产生局部放电脉冲的时间，此时通过Cg在外回路有一脉冲电流i，它是检测局部放电的主要依据。从上图可知，当Cg放电引起电压变化为（Ug-Ur）时，回路放出的电荷qr应为当Ca>>Cb,Cg>>Cb,Ur=0时，qr≈U