GIS超高频局部放电带电监测技术.ppt

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1、GIS超高频局部放电带电监测技术河南电力试验研究院高压所黄兴泉GIS超高频局部放电带电监测技术河南电力试验研究院高压所黄兴泉第一部分局部放电基本概念第二部分GIS超高频局部放电带电监测技术第一部分局部放电基本概念局部放电既是绝缘劣化的原因，又是绝缘劣化的先兆和表现形式。与其它绝缘试验相比，局部放电的检测能够提前反映电气设备的绝缘状况、及时有效地发现设备内部的绝缘缺陷、预防潜伏性和突发性事故的发生，这种观点已经得到了人们的普遍认可。IEC和我国有关绝缘试验标准均将局部放电试验提到重要地位，作为部分设备投运前必须进行的试验项目。对及时有效地发现设备绝缘中存在的事故隐患、保障电

2、气设备乃至电力系统的安全运行具有十分重要的意义。一、定义在电场作用下，绝缘中的部分区域发生放电，但未贯穿加压之间的导体。局部放电可发生在导体边缘、绝缘体内部或表面。二、产生的原因绝缘体内部存在缺陷，如，气泡、裂缝等。绝缘体含导电性杂质，其边缘电场集中。存在强电场或局部电场集中。三、机理气体放电理论为基础。气隙局部放电可分为三类：汤逊放电、流注放电和热电离放电。①汤逊放电以电子碰撞电离为主，电子崩中电子数目小于10e+8个。电子碰撞电离放电机理认为，受外界因素的作用，在气体间隙中存在自由电子。这些自由电子在电场中被加速，并在运动过程中不断与气体原子或分子发生碰撞；当电子获得电场

3、提供的足够动能时，就会使气体原子产生碰撞电离，形成新的自由电子和正离子。这些新产生的电子和原有电子又从电场中获得能量，并继续碰撞其它气体原子，又可能激发出新的自由电子。这样，自由电子数将会成指数倍地增长，形成电子雪崩。由于电子的质量比离子小得多，因此，电子移动的速度比离子快许多，形成的电子崩的头部不断向前扩展，最终形成自持性气体放电。汤逊放电对绝缘的劣化有一定作用，但不会造成突发性故障。②流注放电在气体放电过程中，除了电子碰撞电离之外，光电离对放电的发展起主要作用。在电子崩形成之后，电子集中在电子崩的头部，使其场强得到加强；正离子集中在电子崩的尾部，加强了崩尾的场强。而电子崩

4、的中部区域内场强很弱，有助于发生复合过程而产生光子。这些光子又可因光电离而引发新的电子崩，即形成二次电子崩。二次电子崩与初始电子崩汇合并继续发展，最终导致间隙的击穿，形成气体放电。流注放电过程的特点是，放电发展速度快、放电量较大。因此，流注放电是局部放电检测的主要对象。③热电离放电以热电离为主，当温度大于1000K以上时发生。根据放电的表现形式，局部放电可分为两种类型：脉冲型放电（火花放电）和非脉冲型放电（辉光放电）。①脉冲型放电（火花放电）持续时间0.01～1μs，包括低幅度、上升时间较缓慢的汤逊型脉冲放电和大幅度、快上升时间的似流注脉冲放电，在一定的外加电压相位上可以观察

5、到单个放电脉冲。一般情况下，局部放电都属于脉冲型放电。②非脉冲型放电（辉光放电）放电时观察不到单个分离脉冲，但可以观察到放电时产生的辉光，占据半个工频周期的大部分区域。辉光放电是汤逊放电的进一步发展，它们之间的主要差别是辉光放电具有较大的放电电流密度，而且空间电荷在放电过程中具有重要作用，因为它的存在决定着放电空间的电场。亚辉光放电（或群放电）——介于辉光放电和火花放电之间放电是由一群小幅度的离散脉冲组成，脉冲的上升时间很慢。辉光放电或亚辉光放电多发生在小气隙（气泡）和低过电压情况下。而当存在大气隙和高过电压时，电子崩可以充分发展，容易发生火花脉冲放电。在短气隙局部放电中，三

6、种形式的放电均以电子崩碰撞电离为主，属于汤逊放电，可以较明显地分辨电子电流和离子电流。而在大气隙中，放电脉冲多属于流注型，幅值大、上升沿陡，放电量较大。1.视在放电电荷Q绝缘中发生局部放电现象时外加电压的绝缘体两端出现的脉动电荷，简称放电量。单位：pC。四、表征局部放电的参数视在放电电荷的大小是这样测定的：将模拟实际放电的瞬变已知电荷，注入试品两端(施加电压的两端)，在此两端出现的脉冲电压与局部放电时，产生的脉冲电压相同，则注入的电荷量即为视在放电量。2.放电重复率放电次数，单位：次/秒。在测量时间内，每秒钟出现放电次数的平均值称作放电重复率。实际测得的放电次数，只能是视在放

7、电电荷大于一定值、放电间隔时间足够大的放电脉冲。3.起始电压和熄灭电压当外施电压逐渐上升，达到能观察到局部放电时的最低电压，即为局部放电起始电压。当外施电压逐渐降低到观察不到局部放电时，外施电压的最高值即为局部放电熄灭电压。在实际测量中，为了避免因测试系统的灵敏度不同而造成的测试结果的不可对比，一般规定一个放电量标准，当放电量达到或超过这个标准时，外施电压的有效值就作为局部放电起始电压，当放电低于这个标准时的外施电压的最高值作为局部放电熄灭电压。五、局部放电检测方法局部放电检测是以发生局部放电时产生的电