電力行業使用設備“智能局放（fàng）檢定裝置”使用指南

電網作為高度（dù）嵌入經濟社會生產活動中的（de）公共基礎設施，其數字化水平（píng）將對能源電力市場化程度產生更加直接（jiē）和深遠的影響。電網作為能源轉換利用和輸送配置的（de）樞紐平台，需要結合數字經（jīng）濟與新基建的政策機遇，著重發揮規模經濟與網（wǎng）絡效益優勢，促進電力供（gòng）需更（gèng）平衡（héng）、資源配置更優化。

當前，電力係統從傳統（tǒng）電力係統向新型電力係統演進，這對電（diàn）網可靠、高（gāo）效、優化運行提出了（le）更大挑戰。隨著（zhe）高比例新能（néng）源、新型儲能、柔性直流輸電等電力技（jì）術（shù）快速發展和推廣應用，電網形態複雜化、電網相關主體多元（yuán）化運行方式多樣化的特（tè）點愈發明（míng）顯，高（gāo）低壓層級電網之間、送受（shòu）端電網之間協（xié）調難度加大。

目前，電網（wǎng）的生（shēng）產（chǎn）運營、調度交易（yì）等活動已經體現出高度的信息化與自動化，正在進一步成（chéng）為調配能源資源的重（chóng）要平台。隨著數字經濟時代的到來，數（shù）字（zì）化、智能化發展成為新的（de）趨勢，表現（xiàn）為數字技術與（yǔ）實（shí）體經濟的深度融合，以（yǐ）及數據要素、數字平台對（duì）電網（wǎng）整體與各個（gè）環（huán）節的賦能賦智。

一、定義及產生（shēng）原（yuán）因（LYTCD-9308電力行業使用設（shè）備“智能（néng）局放檢定裝置”使用指南（nán））

在電場作用下，絕緣係統中隻（zhī）有部分區域（yù）發生（shēng）放電，但尚未擊穿，（即在施加電（diàn）壓的導體之間沒有擊穿）。這種現象稱之（zhī）為局部放電。局部（bù）放電可能發生在導體邊上（shàng），也可能發（fā）生在絕緣體的表麵（miàn）上和內部（bù），發生在表麵的（de）稱為表麵局部放電。發生在（zài）內部的（de）稱為內部局部（bù）放電。而對於被氣體包圍的導體附近發生的局部放電，稱之為電暈（yūn）。由（yóu）此 總結一下局部放電（diàn）的定義（yì），指部分的（de）橋接（jiē）導體間絕緣（yuán）的（de）一種電氣放電，局部（bù）放電產生原因（yīn）主要（yào）有（yǒu）以下幾種：

電場不均勻。

電介質不均勻。

製造過程（chéng）的（de）氣泡或雜質。經常發生放電的原因是絕緣體內部或表麵存在氣泡（pào）；其次是有些設備的運行（háng）過程中（zhōng）會發生熱脹冷縮,不同材料特別是導體與介質的（de）膨脹係數不同，也會逐（zhú）漸出現裂（liè）縫；再（zài）有一些是（shì）在運行過程中有機高（gāo）分子的老化，分解出各種揮發物，在高場（chǎng）強的作用下，電（diàn）荷不斷地由（yóu）導體進入介質中， 在注入點上就會使介質氣化。

二、模擬電路及放電（diàn）過程簡介（LYTCD-9308電力（lì）行業使用設備“智能局放檢定（dìng）裝置”使用指（zhǐ）南）

介質內部含有氣（qì）泡，在（zài）交流電壓下產生（shēng）的內部放電特性可由圖1—1的模擬電（diàn）路(a b c等值電路)予以表示；其中Cc是模擬介（jiè）質中產生放電間隙(如氣泡)的電容（róng）；Cb代表與Cc串聯部分介質的合成電容；Ca表示（shì）其餘部分介質的電容（róng）。

             (a)  實際介（jiè）質                            (b)  模擬電路

I——介質有缺（quē）陷(氣泡（pào）)的部份（fèn）(虛線表示)

II——介質無缺陷部份

圖1—1  表（biǎo）示（shì）具有內部放電的模擬電路

圖1—1中（zhōng）以並聯有—對火花間隙的電容Cc來模擬產生局部放電的內部（bù）氣泡（pào）。圖1—2表示了在交流電壓下局部放電的發生（shēng）過程。

圖1-2  介質內單（dān）個氣泡在交流（liú）電（diàn）壓下的局部放電過程（chéng）

U(t)一一外施交流電壓

Uc(t)一一氣泡不擊穿時在氣（qì）泡（pào）上的電壓

Uc’(t)一一有（yǒu）局部放電時氣泡上（shàng）的實（shí）際電壓

Vc一一氣泡的（de）擊穿電壓

Y r一一氣泡的殘餘電壓   

Us—局部放電起（qǐ）始電壓（yā）(瞬時值)

Ur一一與氣泡殘（cán）餘電壓v r對應的外施（shī）電壓（yā）

Ir一一（yī）氣泡中的放電電流

電極（jí）間總電容Cx=Ca＋(Cb×Cc)/(Cb＋Cc)=Ca電極間施加（jiā）交流電壓 u(t)時，氣泡電容Cc上對應的電壓為（wéi）Uc(t)。如圖2—1所示，此時的Uc(t)所代表的是氣（qì）泡理（lǐ）想狀態下的電壓（既氣泡不發生擊穿）。

Uc(t)=U(t)×Cb/Cc＋Cb

外施電壓U(t)上升時，氣（qì）泡（pào）上（shàng）電壓（yā）Uc(t)也上升，當U(t)上升到Us時，氣泡上電壓Uc達到氣泡擊穿電壓（yā）,氣泡擊穿，產生（shēng）大（dà）量的正、負離子，在電場作用下各自（zì）遷（qiān）移到氣（qì）泡上下壁，形成空（kōng）間（jiān）電菏，建立反電場，削弱了氣泡內的總電場強度，使放電熄滅（miè），氣泡又恢複絕緣性能。這樣的一次放電持續時間是極短暫的，對一般的空（kōng）氣氣泡來說，大約隻有幾個毫微秒（miǎo）(10的負8次方（fāng）到（dào）10的負9次方秒)。所以（yǐ）電壓Uc(t)幾乎瞬間（jiān）地從Vc降（jiàng）到Vr，Vr是（shì）殘餘電壓（yā）；而氣泡上電壓Uc‘(t)將隨U(t)的增大而繼續由Vr升（shēng）高到Vc時，氣泡再—次擊穿，發生又—次局部放電，但此時相應（yīng）的（de）外施電壓比Us小，為(Us-Ur)，這是因為氣泡上有殘餘（yú）電壓Vr的（de）內電（diàn）場作用的結果。Vr是與氣泡殘餘電壓Yr相應的外施電壓，如此反複上述過程（chéng），即外施電壓每增加(Us-Ur)，就產生一次局部（bù）放電．直到前—次放電熄（xī）滅後，Uc’(t)上升到峰值時共增量不足以達Vc(相當於外施電壓的增量Δ比(Us-Ur)小)為止。

此後，隨著外施電壓U(t)經過峰值Um後減小，外施電壓在氣泡中建立反方向電場，由於氣泡中殘存的內電場電壓方向與外電（diàn）場方向相反，故外施電壓須經（jīng）(Us+Ur))的電壓變化，才能（néng）使（shǐ）氣（qì）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)，產生一次（cì）局部放電。放電很快熄滅（miè），氣泡中（zhōng）電壓瞬時降到殘餘電壓Vr(也假定正、負方向相同)。外施電（diàn）壓繼續下降，當再下降(Us-Ur)時，氣（qì）泡電壓就又達到Vc從而又產生一次局部放（fàng）電。如此重複上述過程，直到外施電壓升（shēng）到反向蜂值一Um的增量（liàng）Δ不足以達到(Us-Ur)為止。外施電壓經過一Um峰值後，氣泡上的外電場方向又變為正方向，與氣泡殘餘電壓（yā）方（fāng）向相反，故外施電壓又須上升(Us+Ur)產（chǎn）生第—次放電，熄滅後，每經過Us—Ur的（de）電壓（yā）上升就產生一次放電，重複前麵所介紹的過程。如圖1—2所示。

由（yóu）以上（shàng）局部放電過程分析，同時根據局部放電的特點（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（dào）：一般情（qíng）況下，同一試品在（zài）一、三象限的局部放（fàng）電量大於（yú）二、四象限的局部放電量。那是因為它們是電壓的上升沿。（第（dì）三象限是電壓（yā）負（fù）的上升沿）。這就是我們測量中為（wéi）什麽把時間窗刻意擺在一、三（sān）象限的原因。

三、測量原理（lǐ）：（LYTCD-9308電（diàn）力行業使用設備“智能局放檢定裝置”使用（yòng）指南（nán））

局放儀運用的原理是脈衝電（diàn）流法原理，即產生一次局部放電（diàn）時，試品Cx兩（liǎng）端產（chǎn）生一個瞬時電壓變化Δu，此時若經過電（diàn）Ck耦（ǒu）合到一檢（jiǎn）測（cè）阻抗Zd上，回路（lù）就會產生（shēng）一脈衝電（diàn）流I，將（jiāng）脈衝電流經檢測阻抗產生的脈衝電壓信息，予以檢測、放大和顯（xiǎn）示等（děng）處理，就可（kě）以（yǐ）測定局部放電的一些（xiē）基本參量（主要是（shì）放電量q）。在這裏需要指出的是，試品內部實際的局部放電量（liàng）是無法測量的，因為試品內部的局部放電脈衝的傳輸路徑和方向是極其複雜的，因此我們隻有通過對比法來檢測試品的視在（zài）放（fàng）電電荷，即在測試之（zhī）前先在試品兩端注入一定的電量，調（diào）節放大倍數來建立標（biāo）尺，然後將在實際電壓下收到的試（shì）品內部的局部放（fàng）電脈衝和標尺進行對比，以此來得到試品的視在（zài）放電電荷。

四、表征參數（LYTCD-9308電力（lì）行業使用設備“智能局放檢定裝置”使用指南）

局部（bù）放電是比較複雜的物理（lǐ）現象，必須通過多種表征參數才能（néng）全方（fāng）位的描繪（huì）其狀態，同時局部（bù）放電對絕緣破壞的機理也（yě）是很複雜的，也需要（yào）通過不同的參數來評定它對絕緣的損害，目前我（wǒ）們（men）隻關心兩個基本參數。

視在放電電荷——在絕緣體中發生局部放電時，絕緣體上施加電壓的兩端出現的脈（mò）動（dòng）電荷稱之為視在放電電荷，單位用皮庫（pc）表示（shì），通常以穩定出現的*大視在放電電荷作為該試品的放電量。

放電重（chóng）複率——在（zài）測（cè）量時間內每秒中出現的放電次數的平均值稱（chēng）為放電重複率，單位為次/秒，放（fàng）電重複率越高，對絕緣的損害越大。

局放（fàng）測（cè）試的試驗係統接線。

在了解了局部放（fàng）電的（de）基（jī）本理論之後，在本（běn）章我們的重點轉向實際操作，我們先介（jiè）紹局部放電測試中常用的三種（zhǒng）接法，隨後我們（men）再介紹整個係統的接（jiē）線電路，*後我們再分別介紹幾種（zhǒng）典（diǎn）型的試品的（de）試驗線路。

局部放電測（cè）試電路（lù）的三種基本接法及優缺點。

標準試驗電路，又稱並（bìng）聯法。適合於必須接地的試品。

其缺點是高壓引線對地雜散電容並聯在 CX上，會降低測試靈敏（mǐn）度（dù）。

接法的串聯法，其要求試（shì）品（pǐn）低壓端對地浮置。

其優點是變壓器入口（kǒu）電容、高壓線對地雜散電容與耦合電容CK並聯，有利（lì）於提高試驗（yàn）靈敏度。缺點是試樣損壞時（shí）會損壞輸入單元。

平（píng）衡法試驗電（diàn）路：要求兩個試品（pǐn）相接近，至少（shǎo）電容量為同一數（shù）量級其優點是外幹擾強烈的情況下，可取得較好抑製幹擾的效（xiào）果，並可消除變壓器雜散電容的影響，而且可做（zuò）大電容（róng）試（shì）驗。缺點是須要兩個相似的試品，且當產生放電時，需設法判別是（shì）哪（nǎ）個試品放電。

值得提出的是：由於現場試驗條件的限製（找到兩個相似的（de）試品且要保證一個試品（pǐn）無放電不太容易），所以在現場平衡法比較難實（shí）現，另外，由於采用（yòng）串（chuàn）聯法時，如果試品擊穿，將會對（duì）設備造成比較大（dà）的損害，所以出於對設備保護的想法，在現場（chǎng）試驗時（shí）一般采用並聯法。

采用（yòng）並聯法的整個係（xì）統的接線原理（lǐ）圖。

該係統采用脈衝電流法檢測高壓（yā）試品的局部放電量，由控製台（tái）控製調壓器和變（biàn）壓器在試品的高壓端產生測試局放所需的（de）預（yù）加電壓和測試電壓，通過無（wú）局放藕合電容器和檢測（cè）阻抗將（jiāng）局部放電信號取出並送至局（jú）部放電檢測儀顯示（shì）並判斷和測量。係統中的高壓（yā）電（diàn）阻為了防止在（zài）測試過程中試品擊（jī）穿而損（sǔn）壞其他設備，兩個電源濾波器是將（jiāng）電源的幹擾和整個測試係統分開（kāi），降低整個測試係統的背景幹擾。

根據上（shàng）述原理圖（tú）可以看出（chū），局部放電測試的靈（líng）敏度和準確度和整個係統密切相關，要想順利和準確的進行（háng）局部放電測試，就必須將整個係統考濾周到，包括係統（tǒng）的參（cān）數選取和連接方式。另外，在現場試驗時，由於是驗證性試驗，高壓限流電阻（zǔ）可（kě）以省掉。

幾種典型試品的接線（xiàn）原理圖。

（1）電流互（hù）感器的局放測試接線原理圖

a電流互感器接線

（2）電（diàn）壓互感器（qì）的局放測（cè）試接線（xiàn）原（yuán）理圖

 A．工頻加壓方式接線原理圖

B．高頻加壓方式接線原理圖（tú）

為了防止電壓互感器（qì）在工頻電壓下產生大的勵磁電流而損壞（huài），高壓電壓互感器一般采取自激勵的加（jiā）壓方（fāng）式。在電壓互感器的低壓側加一（yī）倍頻電源，在電壓互感器的高壓端感（gǎn）應出高壓來進行局部放電實驗。這就是通常所說的三倍頻實驗。其接線（xiàn）原理圖如下：

(3)高壓電容器.絕緣子（zǐ）的局放測試接線原理圖

(4) 發電機的局放測試接（jiē）線原理圖

（5）變壓器的局（jú）部放電測試接線原理圖（tú）

我們僅僅是在（zài）原理性的總結了幾種典型試品的接線原理圖，至於各種試品的加壓方式和加壓（yā）值的（de）多少，我們在做試驗的時侯要嚴（yán）格遵守每種試品的出廠檢驗標準（zhǔn）或交接檢驗標準（zhǔn）。

第三章  概述

ＫＪＦ-2020智能局部放電檢測儀是我（wǒ）公司*新（xīn）推向市場的新一代數字智能儀器，該儀器在原（yuán）有產品JF-2002、JF-2006局放儀的基礎上采用嵌入（rù）式ARM係統作為中央處理單元，控製12位分辨率的高（gāo）速模數轉換芯片（piàn）進行數據采（cǎi）集，將采集到的數據存放在雙端口RAM中。實現從模擬到數字的跨越。使（shǐ）用26萬色（sè）高分辨率TFT-LCD數字液晶（jīng）顯示模組實時顯示（shì）放電脈衝波形，配備VGA接（jiē）口，可外接顯示器。與（yǔ）傳（chuán）統的模擬式（shì）示波管顯示（shì）局部放電（diàn）檢測儀相比有以下特點：

1.彩色顯示器，雙色顯示波（bō）形，更清晰直觀；

2.可鎖定波（bō）形，更方便仔細查看放電波形細（xì）節；

3.自動測量並（bìng）顯示試驗電源時基頻率，無需手動切換（huàn）；

4.配備VGA接口，可外接大（dà）尺寸顯（xiǎn）示器；

5.與（yǔ）示波管相比壽命更長（zhǎng）。

6.具有波形鎖定、打印試驗報（bào）告功能

本（běn）儀器（qì）檢測靈敏度高，試樣電容覆蓋範圍大，適用試品（pǐn）範圍廣，輸入單元（檢測阻抗）配備（bèi）齊全，頻帶組合多（九種（zhǒng））。儀器經適當定標（biāo）後（hòu）能直讀放電脈衝的放電量。

本儀器是電力（lì）部門（mén）、製（zhì）造廠家和科研單位等廣泛使用的局部放（fàng）電測試儀器。

第四章 主要技術指標：（LYTCD-9308電力行業使用設備“智能局放檢定裝置”使（shǐ）用指南（nán））

1．可測試品的電（diàn）容範（fàn）圍： 6PF—250uF。

2．檢測靈敏度（見表一）：

表一（yī）

3、放大器頻帶：

（1）低端：10KHZ、20KHZ、40KHZ任選。

（2）優異：80KHZ、200KHZ、300KHZ任選。

4、放（fàng）大器增益調節：

粗調六檔，檔間（jiān）增益20±1dB；細調範圍（wéi）≥20dB。每檔之間數據為10倍關（guān）係：如第三檔檢測數（shù）據為98，則第（dì）2檔顯（xiǎn）示數據為9.8，如在第三檔檢測數據（jù）超過120，則應（yīng）調至第2檔來檢測數據，所得數據應乘（chéng）以（yǐ）10才為實際測（cè）量值。

5、時間窗：

（1）窗寬：可（kě）調範圍15°-175°；

（2）窗位置：每一窗可旋轉0°- 180°；

（3）兩個時間窗可（kě）分別開或同時開。

6、放電量表：

0-100誤差<±3％（以滿度計）。

7、橢圓（yuán）時基：

（1）頻率：50HZ、或外（wài）部電源同步（任意頻率）

（2）橢圓旋轉：以30°為一檔（dàng），可作360°旋（xuán）轉。

（3）顯示方式：橢圓—直線。

8、試驗電壓表：

精度：優於±3％（以滿度計）。

9、體積： 320×480×190（寬×深×高）mm3。

10、重量：約15Kg。

鹽城供電三新公司（sī）便（biàn）倉業務所通過“人巡+機巡”，隨時關注天氣變化，增（zēng）加巡視頻次、擴展巡（xún）視範圍，對線路上所有設備進行拉網（wǎng）式隱患排查全方位“體檢”，建（jiàn）立詳細的設備台賬，對（duì）巡視發現（xiàn）的問題及時記錄分析，采取妥善的處置方案，對（duì）采集（jí）到的數據（jù）進行圖像保存並及時分析，全方位掌握存在（zài）的薄弱（ruò）環節和因素，為線路可靠運行提供資料；他們采取“日巡+夜巡”的方（fāng）式，根據設備的特點和用電負荷情況，對轄區內線路進行巡視、側負（fù）荷工作（zuò），重點對調度係統中顯示負荷較大的線路電纜接頭、線路接頭、配電變壓器、斷路器、隔離開關、設備線夾、負載（zǎi）率過高的線路及台區以（yǐ）及重要（yào）供電線路等（děng）進行夜間巡視，對負荷異常現象進行認真分析，發現缺陷及時處理，在很短（duǎn）時間內消除隱患，做到隱患早發現、早治理，實（shí）時掌（zhǎng）握線路設備的“健康”狀況，確保線路設備可靠穩定運行；他們加強設備運行管理，在用電高峰時（shí）段開展紅外精準（zhǔn）測溫工作，全方位掌握配電設備（bèi）在高溫、高（gāo）負荷情況下的運行狀況，對發現的（de）問（wèn）題和紅外測溫照片進行匯總、歸（guī）檔、分析和保存（cún）。對測量過程中發現的發熱點和負荷異（yì）常現象進行重點分析，並針對性地（dì）迅速製訂檢修計劃。對於不能及時整改消除的隱患（huàn），認真進行記錄和上報，確保將（jiāng）缺陷隱患消（xiāo）除（chú）在（zài）萌芽狀態。

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