文件編號：DL 417-91頒布單位：中華人民共和能源部頒布日期：1991年12月2日生效日期：1991年12月2日失效日期：1主題內容本導則的主題內容是根據家標準GB7354—87 《局部放電測量》的要求，結合現場實際情況，推薦電氣局部放電試驗的測量方法、測量儀器和校準方法；規定相關的一般測試程序；給出了識別樣品內部放電和外部干擾脈沖的圖譜和說明。2適用范圍本導則主要適用于變電站現場交流電壓下或實驗室閾值下用脈沖電流法測量干式變壓器、變壓器、套管、耦合電容器和固體絕緣結構的局部放電。測量的物理量如下：a .測量電力設備在一定規定電壓下的局部放電；測量電力設備局部放電的啟動電壓和熄滅電壓。本指南不介紹長電纜的局部放電試驗。用本導則測量時，根據樣品不同，應參照電力設備家標準或行業標準的有關規定。術語3.1局部放電1)是指設備絕緣系統中部分擊穿的放電，可能發生在導體(電極)附近或其他位置。注：1)導體(電極)周圍氣體中的局部放電有時稱為“電暈”，不適用于其他形式的局部放電。“游離”是指原子和分子等形式的電離。一般來說，廣義的“自由”一詞不應用來表示局部放電。3.2視在放電容量1)q是指在被測物兩端注入一定量的電荷，使被測物端電壓的變化與局部放電時相同。此時注入的電荷量稱為局部放電的視在放電量，用Pico (pC)表示。注：1)實際上，表觀排放量不等于樣品實際點的排放量，后者不能直接測量。測量阻抗端子上樣品放電產生的電流脈沖產生的電壓波形可能與注入脈沖產生的波形不同，但一般可以認為測量儀器上讀取的兩個量的響應值是相等的。3.3局部放電的起始電壓Ui是指試驗電壓從不產生局部放電的較低電壓逐漸升高時，以及試驗中局部放電量超過一定規定值時的較低電壓值。3.4局部放電熄滅電壓Ue是指試驗電壓從超過局部放電初始電壓的較高值逐漸下降，且試驗中局部放電量小于規定值時的較高電壓值。4測試電路和測量儀器4.1測試電路中測量局部放電的基本電路有三種，如圖1所示，其中圖1(a)和圖1 (b)可以統稱為直接測量電路；(c)稱為平衡測量電路。4.1.1較好種電路主要包括：圖1局部放電測量基本電路(a)測量阻抗和耦合電容的串聯電路；(b)測量樣品的阻抗和串聯電路；(c)平衡環路ZF高壓濾波器；Cx—樣品的等效電容；Ck耦合電容；Zm—測量阻抗；z平衡調節元件；M—測量儀器a .樣品的等效電容Cx。b .耦合電容Ck。Ck在測試電壓下不應有明顯的局部放電。c .測量阻抗Zm。測量阻抗是四端網絡的一個組件，它可以是電阻R或電感L的單個組件，也可以是電阻和電容并聯或電阻和電感并聯的RC和r L電路，或者是由電阻、電感和電容組成的RLC調諧環路。調諧回路的頻率特性應與測量儀器的工作頻率相匹配。測量阻抗應具有頻率響應，防止測試電源頻率進入儀器。測量儀器中連接測量阻抗和放大單元的導線通常是一根屏蔽同軸電纜。d .根據測試時的干擾情況，測試電路連接一個阻性阻抗Zf，這樣t #p#分頁標題#e#

C.在測試電壓下，如果圖1(a)和(b)所示的測試電路具有過高的干擾信號，則可以使用圖1(c)所示的測試電路。d使用Model5(英Robinson公司制造)等類似測量儀器時，Ck和Cx后的等效電容應在阻抗測量所需調諧電容c的范圍內。4.2測量儀器4.2.1測量儀器的頻帶常用測量儀器的頻帶分為寬帶和窄帶，由以下參數決定：圖2測量儀器的頻帶(a)寬帶；(b)窄頻帶a .下限頻率f1上限頻率f2定義為：對恒定正弦輸入電壓的響應，寬帶儀器從恒定值下降3dB時的一對(上限和下限)頻率；當窄帶樂器從峰值下降6dB時的一對(上限和下限)頻率，如圖2所示。b .帶寬f:寬帶和窄帶儀器的帶寬定義為f=F2-f1。寬帶儀器的f和f2具有相同的數量級；窄帶儀器的 f值小于f2值。c .諧振頻率f0:窄帶儀器的響應有一個諧振峰，對應的頻率稱為諧振頻率f0。4.2.2現場測量儀器的選擇現場進行局部放電試驗時，可根據環境干擾程度選擇相應的儀器。當干擾較強時，一般采用窄帶測量儀器，如f0=(30~200)KHz， f=(5 ~ 15) kHz。當干擾較弱時，一般選用寬帶測量儀，例如f1=(10~50)KHz，f2=(80~400)KHz。對于寬頻帶f2=(1~10)KHz的儀器，靈敏度高，適合屏蔽效果好的實驗室使用。4.2.3指示系統局部放電的測量儀器可根據測量參數分為不同的類別。目前，標準依據是測量表觀排放量的儀器。該儀器的指示方式通常是示波器屏幕和峰值電壓表(pC)或數字顯示器的組合。必須使用示波器屏幕。示波器上顯示的放電波形有助于區分內部局部放電和外部干擾。放電脈沖通常顯示在測量儀器示波器屏幕上的李薩如(橢圓)基線上。測量儀器的掃描頻率應與測試電源的掃描頻率相同。5視在放電容量的標定決定了整個測試電路的轉換系數K，稱為視在放電容量的標定。轉換系數K受電路Cx、Ck、Cs(高壓對地雜散電容)和Zm的影響

等元件參量的影響。因此，試驗回路每改變一次必須進行一次校準。5.1校準的基本原理視在放電量校準的基本原理是：以幅值為U0的方波通過串接小電容C0注入試品兩端，此注入的電荷量為式中U0——方波電壓幅值，V；C0——電容，pF；Q0——電荷量，pC。5.2校準方波的波形校準方波的上升時間應使通過校準電容C0的電流脈沖的持續時間比1/f2要短，校準方波的上升時間不應大于0.1μs，衰減時間通常在100μs到1000μs范圍內選取。目前大都選用晶體管或汞濕繼電器做成小型電池開關式方波發生器，作為校準電源。5.3直接校準將已知電荷量Q0注入試品兩端稱為直接校準，其目的是直接求得指示系統和以視在放電量Q表征的試品內部放電量之間的定量關系，即求得換算系數K。這種校準方式是由家標準GB7354—87《局部放電測量》推薦的。直接法和平衡法測量回路的直接校準電路，如圖3所示，其方法是：接好整個試驗回路，將已知電荷量Q0=U0C0注入試品兩端，則指示系統響應為L′。取下校準方波發生器，加電壓試驗，當試品內部放電時，指示系統響應為L。由此則可得換算系數Kh為圖3直接校準的接線(a)直接法測量的直接校準接線；(b)平衡法測量的直接校準接線則視在放電量Q為式中Q——視在放電量，pC；U0——方波電壓幅值，V；C0——電容，pF；Kh——換算系數。為了使校準保證有一定的精度，C0必須滿足式中Cm——測量阻抗兩端的等值電容。5.4間接校準將已知電荷量Q0注入測量阻抗Zm兩端稱為間接校準，其目的是求得回路衰減系數K1。直接法和平衡法測量回路的間接校準電路，如圖4所示。圖4間接校準的接線(a)直接法測量的間接校準接線；(b)平衡法測量的間接校準接線圖4中的Cs是高壓對地的總雜散電容，其值隨試品和試驗環境的不同而變化，是個不易測得的不定值。因此，通常以測量的方式求得回路衰減系數K1，其方法是：接好整個試驗回路，將已知電荷量Q0注入測量阻抗Zm兩端，則指示系統響應為β。再以一等值的已知電荷量Q0注入試品Cx兩端，則指示系統響應為β′。這兩個不同的響應之比即為回路哀減系數K1，即則視在放電量直接法校準時，加電壓試驗的校準方波發生器需脫離試驗回路，不能與試品內部放電脈沖直觀比較。間接法校準時，校準方波發生器可接在試驗回路并能與試品內部放電脈沖進行直觀比較。因此，目前內外的許多檢測儀器均設計成具有間接校準的功能。注：1)當雜散電容Cs的影響可忽略時，圖4中的3種接線方式的回路衰減系數為計算與實測表明，只要存有很小雜散電容Cs，則回路哀減系數K1會產生很大的誤差，因此在許多情況下雜散電容是不能忽略的。此時圖4中的3種校準接線的回路衰減系數Kls為直接法接線時，Zm與Ck串聯接線直接法接線時，Zm與Ck并聯接線平衡法接線時，若Ck和Ck與對地雜散電容Cs接近(以另一類同于Cx的設備代替Ck或Ck的幾何尺寸及對地距離，均與試品Cx接近)，則當電橋平衡時，分布電容Cs對稱，Kls=1。5.5校準時的注意事項5.5.1校準方波發生器的輸出電壓U0和串聯電容C0的值要用一定精度的儀器定期測定，如U0一般可用經校核好的示波器進行測定；C0一般可用合適的低壓電容電橋或數字式電容表測定。每次使用前應檢查校準方波發生器電池是否充足電。5.5.2從C0到CX的引線應盡可能短直，C0與校準方波發生器之間的連線較好選用同軸電纜，以免造成校準方波的波形畸變。5.5.3當更換試品或改變試驗回路任一參數時，必須重新校準。6電力設備的局部放電試驗6.1電力設備局部放電試驗前對試品的要求a.本試驗在所有高壓絕緣試驗之后進行，必要時可在耐壓試驗前后各進行一次，以資比較。b.試品的表面應清潔干燥，試品在試驗前不應受機械、熱的作用。c.油浸絕緣的試品經長途運輸顛簸或注油工序之后通常應靜止48h后，能進行試驗。d.測定回路的背景噪聲水平。背景噪聲水平應低于試品允許放電量的50，當試品允許放電量較低(如小于10pC)時，則背景噪聲水平可以允許到試品允許放電量的100。現場試驗時，如以上條件達不到，可以允許有較大干擾，但不得影響測量讀數。圖5干式變壓器局部放電試驗的加壓時間及步驟6.2干式變壓器局部放電試驗6.2.1試驗及標準家標準GB1094-85《電力干式變壓器》中規定的干式變壓器局部放電試驗的加壓時間步驟，如圖5所示。其試驗步驟為：先先試驗電壓升到U2下進行測量，保持5min；然后試驗電壓升到U1，保持5s；較后電壓降到U2下再進行測量，保持30min。U1、U2的電壓值規定及允許的放電量為電壓下允許放電量Q＜500pC或電壓下允許放電量Q＜300pC式中Um——設備較高工作電壓。試驗前，記錄所有測量電路上的背景噪聲水平，其值應低于規定的視在放電量的50。測量應在所有分級絕緣繞組的線端進行。對于自耦連接的一對較高電壓、較低電壓繞組的線端，也應同時測量，并分別用校準方波進行校準。在電壓升至U2及由U2再下降的過程中，應記下起始、熄滅放電電壓。在整個試驗時間內應連續觀察放電波形，并按一定的時間間隔記錄放電量Q。放電量的讀取，以相對穩定的較高重復脈沖為準，偶爾發生的較高的脈沖可忽略，但應作好記錄備查。整個試驗期間試品不發生擊穿；在U2的第二階段的30min內，所有測量端子測得的放電量Q，連續地維持在允許的限值內，并無明顯地、不斷地向允許的限值內增長的趨勢，則試品合格。如果放電量曾超出允許限值，但之后又下降并低于允許的限值，則試驗應繼續進行，直到此后30min的期間內局部放電量不超過允許的限值，試品才合格。利用干式變壓器套管電容作為耦合電容Ck，并在其末屏端子對地串接測量阻抗Zk。6.2.2試驗基本接線干式變壓器局部放電試驗的基本原理接線，如圖6所示。圖6干式變壓器局部放電試驗的基本原理接線圖(a)單相勵磁基本原理接線；(b)三相勵磁基本原理接線；(c)在套管抽頭測量和校準接線Cb—干式變壓器套管電容6.2.3試驗電源試驗電源一般采用50Hz的倍頻或其它合適的頻率。三相干式變壓器可三相勵磁，也可單相勵磁。6.2.4“多端測量——多端校準”局部放電定位法任何一個局部放電源，均會向干式變壓器的所有外部接線的測量端子傳輸信號，而這些信號形成一種先特的“組合A”。如果將校準方波分別地注入各繞組的端子，則這些方波同樣會向干式變壓器外部接線的測量端子傳輸信號，而形成一種校準信號的先特“組合B”。如果在“組合A”(干式變壓器內部放電時各測量端子的響應值)中，某些數據與“組合B”(校準方波注入時各測量端子的響應值)相應數據存在明顯相關時，則可認為實際局部放電源與該對校準端子密切有關(參見表1)，這就意味著，通過校準能粗略的定出局部放電的位置。實際方法如下：當校準方波發生器接到一對規定的校準端子上時，應觀察所有成對的測量端子上的響應，然后對其它成對的校準端子重復作此一試驗。其校準部位應在線圈的各端子與地之間進行校準，但也可以在高壓套管的帶電端子與它們的電容抽頭之間進行校準(對套管介質中的局部放電進行校準)，也可以在高壓端端子與中性點端子，以及在高壓繞組和低壓繞組各端子間進行校準。成對的校準和測量端子的所有組合，形成一個“組合B”即“校準矩陣”，從而作為對實際試驗讀數進行判斷的依據。圖7表示一臺帶有第三繞組的超高壓單相自耦干式變壓器的局部放電定位例子，校準和試驗都是在表1所列的端子上進行的。將1.5Um這一行的試驗結果與各種校準結果進行對比，顯然可見，它和“2.1——地”這一行的校準響應值相關。這可以認為在2.1端子出現了約1500pC這一數值的局部放電，并且還可以認為局部放電部位約是帶電體(2.1端子)對地之間。其結構位置或許在串聯線圈與公共線圈之間的連線上某一位置，也可能在鄰近線圈的端部。上述方法主要用在當一個局部放電源是明顯的、而且背景噪聲又較低的情況下，但并不是總出現這種情況。當需確定所觀察到的局部放電是否發生在高壓套管介質中時，可利用由套管出線端子與套管電容抽頭間的校準來分析。這一校準與套管中的局部放電組合有密切關系。表1局部放電源與相應校準端子的關系校準通道1.12.12.23.1任意單位1.1——地2000pC50205102.1——地2000pC5503082.2——地2000pC21035043.1——地2000pC323525試驗U=0＜0.5＜0.5＜0.5＜0.5＜0.5＜0.50.50.5640258圖7用“多端子測量”和“組合”法來確定局部放電源的位置6.2.5現場試驗現場試驗一般在下面3種情況下，需要進行局部放電試驗：a.新安裝投運時。b.返廠修理或現場大修后。c.運行中必要時。6.2.5.1現場試驗電源和推薦標準現場試驗的理想電源，是采用電動機—發電機組產生的中頻電源，三相電源干式變壓器開口三角接線產生的150Hz電源，或其它形式產生的中頻電源。若采用這類電源，試驗應按6.2.1條中的加壓程序，試驗電壓與允許放電量應同制造廠協商。若無合適的中頻或150Hz電源，而又認為確有必要進行局部放電試驗,則可采用降低電壓的現場試驗方法。其試驗電壓可根據實際情況盡可能高，持續時間和允許局部放電水平不作規定。降低電壓試驗法，不易激發干式變壓器絕緣的局部放電缺陷。但經驗表明，當干式變壓器絕緣內部存在較嚴重的局部放電時，通過這種試驗是能得出正確結果的。6.2.5.2現場試驗工頻降低電壓的試驗方法工頻降低電壓的試驗方法有三相勵磁、單相勵磁和各種形式的電壓支撐法。現推薦下述兩種方法。a.單相勵磁法單相勵磁法，利用套管作為耦合電容器Ck，其接線如圖8所示。這種方法較為符合干式變壓器的實際運行狀況。圖8中同時給出了雙繞組干式變壓器各鐵芯的磁通分布及電壓相量圖(三繞組干式變壓器的中壓繞組情況相同)。圖8單相勵磁的試驗接線、磁通分布及電壓相量(a)C相勵磁時的接線圖；(b)各柱磁通分布示意圖；(c)電壓相量圖由于C相(或A相)單先勵磁時，各柱磁通ΦZ、ΦB、ΦC分布不均，A、B、C(或AM、BM、CM)感應的電壓又服從于E=4.44fWΦ規律，因此，根據干式變壓器的不同結構，當對C相勵磁的感應電壓為UC時，B相的感應電壓約為0.7UC，A相的感應電壓約為0.3UC(若A相勵磁時，則結果相反)。當試驗電壓為U時，各相間電壓為;當A相單先勵磁時，各相間電壓為;當B相單先勵磁時，三相電壓和相間電壓為單相電源可由電廠小發電機組單先供給，或以供電網絡單先供給。選用合適的送電網絡，如經供電干式變壓器、電纜送至試品，對于抑制發電機側的干擾十分有效。變電所的變壓試驗，則可選合適容量的調壓器和升壓干式變壓器。根據實際干擾水平，再選擇相應的濾波器。b.中性點支撐法將一定電壓支撐于被試干式變壓器的中性點(支撐電壓的幅值不應超過被試干式變壓器中性點耐受長時間工頻電壓的絕緣水平)，以提高線端的試驗電壓稱為中性點支撐法。支撐方法有多種，便于現場接線的支撐法，如圖9所示。圖9中性點支撐法的接線圖(a)低壓側加壓法；(b)中性點加壓法Cb—干式變壓器套管電容；CK—耦合電容；T0—支撐干式變壓器；C—補償電容；U0—支撐電壓；Zm—測量阻抗；Tr—被試干式變壓器圖9(b)的試驗方法中，A相繞組的感應電壓Uf為2倍的支撐電壓U0，則A相線端對地電壓UA為繞組的感應電壓Ut與支撐電壓U0的和，即這就提高了A相繞組的線端試驗電壓1)。根據試驗電壓的要求，應適當選擇放電量小的支撐干式變壓器的容量和電壓等級，并進行必要的電容補償。電容補償的原則是根據勵磁電流值來確定的。按圖9接線，對一臺15000kVA/220kV干式變壓器實測時，若需施加150kV試驗電壓(相對地有效值)，則可選擇支撐干式變壓器參數為100kVA/50kV，此時補償電容約為0.04μF。圖9(a)接線的試驗方法和原理與圖9(b)基本相同。注：1)由于線端電壓提高，存在著套管和繞組分配這一對矛盾。因為，測定縱絕緣、相間絕緣的局部放電時要求有一定的試驗電壓，同時必須防止由于干式變壓器套管承受過高的試驗電壓而產生套管絕緣的局部放電。若將套管內部絕緣局部放電視為干式變壓器內部放電，則會產生很大的測量誤差。例如，若在試驗電壓下干式變壓器套管有放電Qb，誤認為是干式變壓器內部放電時，則讀數會大倍，即有式中Qb——干式變壓器套管的放電量；CX——干式變壓器線端側視入的總電容；Cb——干式變壓器套管電容；Qxb——由干式變壓器套管放電Qb，誤讀為干式變壓器內部放電量。如取Cx=2500pF，Cb=250pF，以及套管有100pC放電量時，就有可能誤讀為干式變壓器內部放電量達1000pC。因此根據實際情況，應選擇合適的試驗電壓。6.3互感器的局部放電試驗6.3.1試驗接線互感器局部放電試驗原理接線，如圖10所示。圖10互感器局部放電試驗的原理接線(a)電流互感器；(b)電壓互感器Ck—耦合電容器；C—鐵芯；Zm—測量阻抗；F—外殼；L1、L2—電流互感器一次繞組端子；K1、K2—電流互感器二次繞組端子；A、X—電壓互感器一次繞組端子；a、x—電壓互感器二次繞組端子電壓互感器試驗時，D或B點可任一點接地，當采用B點接地時，C、F能接D點就接D點，不能接D點則可接B點(接地)。6.3.2試驗及標準家標準GB5583—85《互感器局部放電測量》關于儀用互感器局部放電允許水平，見表2。為防止勵磁電流過大，電壓互感器試驗的預加電壓，可采用150Hz或其它合適的頻率作為試驗電源。試驗應在不大于測量電壓下接通電源，然后按表2規定進行測量，較后降到測量電壓下，方能切除電源。放電量的讀取，以相對穩定的較高重復脈沖為準，偶爾發生的較高脈沖可以忽略，但應作好記錄備查。表2儀用互感器局部放電允許水平接地形式互感器形式預加電壓＞10s測量電壓＞1min絕緣形式允許局部放電水平，pC電網中性點絕緣或經消弧線圈接地電流互感器和相對地電壓互感器1.3Um1.1Um1)液體浸漬固體視放電量100250液體浸漬固體1050相對相電壓互感器1.3Um1.1Um液體浸漬固體1050電網中性點有效接地電流互感器和相對地電壓互感器0.8×1.3Um液體浸漬固體1050相對相電壓互感器1.3Um1.1Um液體浸漬固體1050注：1)只在制造廠與買主間協商后，才能施加這些電壓。試驗期間試品不擊穿，測得視在放電量不超過允許的限值，則認為試驗合格。6.3.3現場試驗現場試驗原則上應按上述標準與規定進行。但若受變電所現場客觀條件的限制，認為必須要對運行中的互感器進行局部放電時，又無適當的電源設備，則推薦按以下方法進行。6.3.3.1電磁式電壓互感器試驗電壓一般可用電壓互感器二次繞組自勵磁產生，以雜散電容Cs取代耦合電容器Ck，其試驗接線如圖11所示。外殼可并接在X，也可直接接地。以150Hz的頻率作為試驗電源，在次級讀取試驗電壓時，必須考慮試品的容升電壓。容升電壓的參考值，見表3。當干擾影響測量時，可采用鄰近相的互感器連接成平衡回路的接線，如圖12所示，被試互感器勵磁，非被試互感器不勵磁，以降低干擾。表3容升電壓的參考值電壓等級110kVJCC1-220JCC2-220容升電壓4816圖11電磁式電壓互感器試驗接線采用兩組二次繞組串聯勵磁，以減小試驗的勵磁電流。試驗標準(推薦值)如下：勵磁方式：兩組二次繞組串聯勵磁；允許背景干擾水平；20pC；預加電壓：根據設備情況適當施加預加電壓；測量電壓：，其中Um為設備較高工作電壓；允許放電量：20pC。如采用150Hz的加壓設備，則應按表2標準，允許放電量為20pC(現場測量)。接有耦合電容器Ck的試驗接線，如圖13所示。圖12抑制干擾的對稱法接線圖13接有Ck的試驗接線6.3.3.2電流互感器電流互感器局部放電試驗，試驗電壓由外施電源產生，雜散電容Cs代替耦合電容Ck，其接線如圖14所示。互感器若有鐵芯C端子引出，則并接在B處。電容式互感器的末屏端子也并接在B處。外殼較好接B，也可直接接地。試驗干式變壓器一般按需要選用單級干式變壓器串接(例如單級電壓為60kV的3臺干式變壓器串接)，其內部放電量應小于規定的允許水平。當干擾影響現場測量時，可利用鄰近相的互感器連接成平衡回路，其接線如圖15所示，鄰近相的互感器不施加高壓。圖14電流互感器試驗接線Tr—試驗干式變壓器；C—鐵芯；F—外殼圖15抑制干擾的平衡法接線Cx—被試互感器；Cc—鄰近相互感器試驗標準(推薦值)如下：預加電壓：根據設備情況，適當施加預加電壓；測量電壓：，其中Um為設備較高工作電壓：允許放電量：20pC：允許背景干擾水平：20pC以下。如有合適的加壓設備，則應按表2標準，允許放電量為20pC(現場測量)。6.4其它設備6.4.1套管干式變壓器或電抗器套管局部放電試驗時，其下部必須浸入一合適的油筒內，注入筒內的油應符合油質試驗的有關標準，并靜止48h后才能進行試驗。試驗時以雜散電容Cs取代耦合電容器Cs，試驗接線如圖16所示。圖16干式變壓器套管試驗接線Cb—套管電容；L—電容末屏套管局部放電的試驗電壓，由試驗干式變壓器外施產生，可選用電流互感器試驗時的試驗干式變壓器。試驗標準按第9條款中表5進行。穿墻或其它形式的套管的試驗不需放入油筒，其試驗接線見圖16。試驗標準按第9條款中表5進行6.4.2耦合電容器(或電容式電壓互感器)耦合電容器的試驗接線與套管相同，有電容末屏端子的，可利用該端子與下法蘭之間，串接測量阻抗Zm，下法蘭直接接地。若無電容末屏端子引出的，則需將試品對地絕緣，然后在下法蘭對地之間串接測量阻抗Zm。試驗標準按第9條款中表5規定進行。7局部放電測量時的干擾來源局部放電測量時的干擾主要有以下幾種形式：a.電源網絡的干擾。b.各類電磁場輻射的干擾。c.實驗回路接觸不良、各部位電暈及試驗設備的內部入電。d.接地系統的干擾。e.金屬物體懸浮電位的放電。8干擾的抑制抑制干擾措施很多。有些干擾，在變電所現場要完全消除往往是不可能的。實際試驗時只要將干擾抑制在某一水平以下，能有效測量試品內部的局部放電就可以了。這在很大程度上取決于測試者的分析能力和經驗。8.1根據干擾來源與途徑采取的抑制干擾措施8.1.1電源濾波器在高壓試驗干式變壓器的初級設置低通濾波器，抑制試驗供電網絡中的干擾。低通濾波器的截止頻率應盡可能低，并設計成能抑制來自相線、中線(220V電源時)兩線路中的干擾。通常設計成π型濾波器，如圖17給出的雙π型濾波網絡接線圖。8.1.2屏蔽式隔離干式變壓器試驗電源和儀器用電源設置屏蔽式隔離干式變壓器，抑制電源供電網絡中的干擾，因此隔離干式變壓器應設計成屏蔽式結構，如圖18所示。圖17雙π型濾波網絡接線圖圖18屏蔽式隔離干式變壓器屏蔽式隔離干式變壓器和低壓電源濾波器同時使用，抑制干擾效果較好。8.1.3高壓濾波器在試驗干式變壓器的高壓端設置高壓低通濾波器，抑制電源供電網絡中的干擾。高壓濾波器通常設計成T型或TT型，也可以L型。它的阻塞頻率應與局部放電檢測儀的頻帶檢測儀相匹配。圖19給出的這兩種濾波器的接線圖。圖19高壓濾波器的接線圖(a)T型；(b)L型8.1.4全屏蔽試驗室全屏蔽試驗系統的目的和作用是抑制各類電磁場輻射所產生的干擾。試驗時所有設備和儀器及試品均處于一屏蔽室內，如圖20所示。全屏蔽試驗室可用屏蔽室內接收空間干擾(例如廣播電臺信號)的信號場強，以及對試驗回路所達到的較小可測放電量等指標來檢驗其屏蔽效果。屏蔽室應一點接地。圖20全屏蔽試驗室試驗接線LF—低壓濾波器；HF—高壓濾波器圖21平衡法接線原理k—輻射干擾；s—電源干擾8.2利用儀器功能和選擇接線方式抑制干擾的措施8.2.1平衡接線法平衡接線法接線，能抑制輻射干擾k及電源干擾s，見圖21。干擾抑制的基本原理是：當電橋平衡時，干擾信號r、s耦合到回路，電橋A、B兩點輸出等于零，即抑制了干擾。干擾抑制的效果與Cx和Ck的損耗有關，若選擇同類設備作為Ck，即稱為對稱法，則其損耗值非常接近，干擾抑制效果較好。8.2.2模擬天線平衡法電磁波輻射干擾具有方向性。整個試驗回路可視作一種環型天線，變化該環型天線(即變化輻射干擾波與環型天線的入射角)的方向，可有效抑制輻射干擾，其原理示意見圖22。實際操作方法是用一根金屬導線連接電容Cm(與Ck的電容量相等)，串接測量阻抗Zm，并接在Cx兩端，成為一模擬天線，接通測量儀。不斷變化模擬天線的方向，使測量儀顯示系統的干擾信號指示較小水平，較后即以此位置連接高壓導線與耦合電容器Ｃk。模擬天線尺寸與實際測量時幾何尺寸應盡量相同。圖22天線平衡法抑制干擾原理圖(a)原理示意圖；(b)干擾方向判別示意圖圖23選通區抑制干擾信號示意圖C—選通區；I—干擾信號圖24雙環形屏蔽8.2.3儀器帶有選通(窗口)元件系統對于相位固定、幅值較高的干擾，利用帶有選通元件的儀器，就可十分有效地分隔這種干擾，如圖23所示。將選通元件與儀器的峰值電壓表(pC表)配合使用，效果較好，即pC表只對選通區內的掃描信號產生響應。8.3高壓端部電暈放電的抑制措施高壓端部電暈放電的抑制，主要是選用合適的無暈環(球)及無暈導電桿作為高壓連線。不同電壓等級設備無暈環(球)的尺寸舉例，見表4及圖24。高壓無暈導電桿建議采用金屬圓管或其它結構的無暈高壓連線。110kV及以下設備，可采用單環屏蔽，其圓管和高壓無暈金屬圓管的直徑均為50mm及以下。表4不同電壓等級無暈環(球)的尺寸舉例電壓等級kV無暈件雙球形mm球形mm圓管形直徑mmdHDD2201501050810750100500200120016001800250750 2500300實際試驗時，可利用超聲波放電檢測器，以確定高壓端部電暈或鄰近懸浮體(空中或地面金屬件)放電干擾源。這種超聲波放電檢測器是由一拋物面接收天線、轉換器和放大器組成。8.4接地干擾的抑制抑制試驗回路接地系統的干擾，唯一的措施是在整個試驗回路選擇一點接地。9有關電力設備局部放電量的允許水平有關電力設備局部放電量的允許水平，見表5。表5有關電力設備局部放電量的允許水平設備名稱高壓施加方式預加電壓試驗電壓允許放電量pC標準的來源4)備注電壓kV時間s電壓kV時間min交接運行中220kV干式變壓器1)外施、自激見備注見備注(1)(2)30(1)500(2)300-家標準GB1094.1—85《電力干式變壓器》預加電壓要求是：在電壓下，5min；升壓至Um，5s；降到，30min110kV及以下油浸紙電流互感器2)外施0.8×1.3Um10＞11020家標準GB5583-85《互感器局部放電測量》(1)背景噪聲允許水平為20pC(現場測量)(2)中性點有效搠地系統(3)中性點非有效搠地系統詳見GB5583-85110kV及以上油浸紙電壓互感器2)外施、自激0.8×1.310＞11020(1)背景噪聲允許水平為20pC(現場測量)(2)中性點有效搠地系統(3)中性點非有效搠地系統詳見GB5583-85套管油浸紙絕緣外施--(1)(2)-1020家標準GB4109-83《交流電壓高于1000V的套管通用技術條件》(1)背景噪聲允許水平為20pC(現場測量)(2)的試驗電壓僅適應于干式變壓器、電抗器套管氣體絕緣外施---1020耦合電容器外施0.8×1.3Um10＞13030家標準GB4705-84《耦合電容器及電容分壓器》固體絕緣互感器外施、自勵＞1(1)250(2)250(1)300(2)120GB5583-85(1)中性點有效接地系統(2)中性點非有效接地系統詳見GB5583-85注：1)運行中的干式變壓器，若無倍頻或中頻加壓設備，在工頻勵磁時，測量電壓應根據條件盡可能高，允許放電量與持續時間不作規定。2)運行中的電流互感器，若無預加電壓設備，預加電壓和測量電壓值見6.3.3條中規定。3)運行中的電壓互感器，若無預加電壓設備，預加電壓和測量電壓值見6.3.3條中規定。4)在“標準的來源”一欄中須注意：a.家標準GB1094-85《電力干式變壓器》是適用于220kV及以上的干式變壓器。家標準GB4109-83《交流電壓高于1000V的套管通用技術條件》中對于低于35kV的干式變壓器套管和復合式套管是否需要進行局部放電試驗，均由供需雙方協議。b.其余出自家標準者，均未指明設備的電壓等級。c.家標準一般指出廠試驗，交接試驗一般也按該標準執行。d.運行中的標準是按原水利電力部頒發的《電氣設備預防性試驗規程》執行。Um——設備較高工作電壓。Un——設備額定電壓。附錄A局部放電的波形和識別圖譜(補充件)A1前言局部放電電氣檢測的基本原理是在一定的電壓下測定試品絕緣結構中局部放電所產生的高頻電流脈沖。在實際試驗時，應區分并剔除由外界干擾引起的高頻脈沖信號，否則，這種假信號將導致檢測靈敏度下降和較小可測水平的增加，甚至造成誤判斷的嚴重后果。在某一既定的試驗環境下，如何區別干擾信號，采取若干必要的措施，以保證測試的正確性，就成為一個較重要的問題。目前行之有效的辦法是提高試驗人員識別干擾波形的能力，正確掌握試品放電的特征、與施加電壓及時間的規律。經驗表明：判斷正確與否在很大程度上取決于測試者的經驗。掌握的波形圖譜越多，則識別和解決的方法也越快越正確。目前，有用計算機進行頻譜分析幫助識別，但應用計算機的先決條件同樣需要預知各種干擾波和試品放電波形的特征。現根據我多年來的實際經驗和外曾經發表過的一些圖譜，匯編成文，供參考。應該指出，所介紹的放電波形，多屬處理成典型化的圖形，不可能包含全部可能發生的內容。A2局部放電的干擾、抑制及識別的方法圖A1干擾及其進入試驗回路的途徑Tr—試驗干式變壓器；Cx—被試品；Ck—耦合電容器；Zm—測量阻抗；DD—檢測儀；M—鄰近試驗回路的金屬物件；UA—電源干擾；UB—接地干擾；UC—經試驗回路雜散電容C耦合產生的干擾；UD—懸浮電位放電產生的干擾；UE—高壓各端部電暈放電的干擾；IA—試驗干式變壓器的放電干擾；IB—經試驗回路雜散電感M耦合產生的輻射干擾；IC—耦合電容器放電的干擾A2.1干擾類型和途徑干擾將會降低局部放電試驗的檢測靈敏度，試驗時，應使干擾水平抑制到較低水平。干擾類型通常有：電源干擾、接地系統干擾、電磁輻射干擾、試驗設備各元件的放電干擾及各類接觸干擾。這些干擾及其進入試驗回路的途徑見圖A1。a.電源干擾。檢測儀及試驗干式變壓器所用的電源是與低壓配電網相連的，配電網內的各種高頻信號均能直接產生干擾。因此，通常采用屏蔽式電源隔離干式變壓器及低通濾波器抑制，效果甚好。b.接地干擾。試驗回路接地方式不當，例如兩點及以上接地的接地網系統中，各種高頻信號會經接地線耦合到試驗回路產生干擾。這,種干擾一般與試驗電壓高低無關。試驗回路采用一點接地，可降低這種干擾。c.電磁輻射干擾。鄰近高壓帶電設備或,高壓輸電線路，無線電發射器及其它諸如可控硅、電刷等試驗回路以外的高頻信號，均會以電磁感應、電磁輻射的形式經雜散電容或雜散電感耦合到試驗回路，它的波形往往與試品內部放電不易區分，對現場測量影響較大。其特點是與試驗電壓無關。消除這種干擾的根本對策是將試品置于屏蔽良好的試,驗室。采用平衡法、對稱法和模擬天線法的測試回路，也能抑制輻射干擾。 ,B d.懸浮電位放電干擾。鄰近試驗回路的不接地金屬物產生的感應懸浮電位放電，也是常見的一種干擾。其特點是隨試驗電壓升高而增大，但其波形一般較易識別。消除的對策一是搬離，二是接地。e.電暈放電和各連接處接觸放電的干擾。電暈放電產生于試驗回路處于高電位的導電部分，例如試品的法蘭、金屬蓋帽、試驗干式變壓器、耦合電容器端部及高壓引線等尖端部分。試驗回路中由于各連接處接觸不良也會產生接觸放電干擾。這兩種干擾的特性是隨試驗電壓的升高而增大。消除這種干擾是在高壓端部采用防暈措施(如防暈環等)，高壓引線采用無暈的導電圓管，以及保證各連接部位的良好接觸等。f.試驗干式變壓器和耦合電容器內部放電干擾。這種放電容易和試品內部放電相混淆。因此，使用的試驗干式變壓器和耦合電容器的局部放電水平應控制在一定的允許量以下。A2.2識別干擾的基本依據局部放電試驗的干擾是隨機而雜亂無章的，因此難以建立全面的識別方法，但掌握各類放電時的時間、位置、掃描方向以及電壓與時間關系曲線等特性，有助于提高識別能力。a.掌握局部放電的電壓效應和時間效應。局部放電脈沖波形與各種干擾信號隨電壓高低、加壓時間的變化具有某種固有的特性，有些放電源(干擾源)隨電壓高低(或時間的延長)突變、緩變，而有些放電源卻是不變的，觀察和分析這類固有特性是識別干擾的主要依據。b.掌握試驗電壓的零位。試品內部局部放電的典型波形，通常是對稱的位于正弦波的正向上升段，對稱地疊加于橢圓基線上，而有些干擾(如高電位、地電位的尖端電暈放電)信號是處于正弦波的峰值，認定橢圓基線上試驗電壓的零位。也有助于波形識別。但須指出，試驗電壓的零位是指施加于試品兩端電壓的零位，而不是指低壓勵磁側,電壓的零位。目前所采用的檢測儀中，零位指示是根據高壓電阻分壓器的低壓輸出來定的，電阻分壓器的電壓等級一般較高為50kV。根據高電位、地電位尖端電暈放電,發生在電壓峰值的特性，也可推算到試驗電壓的零位，只要人為在高壓端設置一個尖端電暈放電即可認定。,高壓端尖端電暈放電的脈沖都嚴格地疊加于正弦波的負峰值。圖A2橢圓基線掃描方向識別c.根據橢圓基線掃描方向。放電脈沖與各種干擾信號均在時基上占有相應的位置(即反映正弦波的電角度)，如前所述，試品內部放電脈沖總是疊加于正向(或反向)的上升段，根據橢圓基線的掃描方向，可確定放電脈沖和干擾信號的位置。方法是注入一脈沖(可用機內方波)，觀察橢圓基線上顯示的脈沖振蕩方向(必要時可用X軸擴展)即為橢圓基線的掃描方向，從而就能確定橢圓基線的相應電角度，如圖A2所示。d.整個橢圓波形的識別。局部放電測試，特別是現場測試，將各種干擾抑制到很低的水平通常較困難。經驗表明，在示波屏上所顯示的波形，即使有各種干擾信號，只要不影響識別與判斷，就不必花很大的精力將干擾信號全部抑制。A3局部放電的基本圖譜A3.1基本圖譜，見表A1。表A1局部放電的基本圖譜續表A3.2基本圖譜說明，見表A2。表A2局部放電的基本圖譜說明類型放電模型放電響應放電量與試驗電壓的關系1絕緣結構中僅有一個與電場方向垂直的氣隙放電脈沖疊加于正及負峰之前的位置，對稱的兩邊脈沖幅值及頻率基本相等，但有時上下幅值的不對稱度3：1仍屬正常起始放電后，放電量增至某一水平時，隨試驗電壓上升放電量保持不變。熄滅電壓基本相等或略低于起始電壓2絕緣結構中僅有一個與電場方向垂直的氣隙放電脈沖疊加于正及負峰之前的位置，對稱的兩邊脈沖幅值及頻率基本相等，但有時上下幅值的不對稱度3：1仍屬正常起始放電后，放電量增至某一水平時，隨試驗電壓上升放電量保持不變。熄滅電壓基本相等或略低于起始電壓，若試驗電壓上升至某一值并維持較長時間(如30min)，熄滅電壓將會高于起始電壓，且放電量將會下降；若試驗電壓維持達1h，熄滅電壓會更大于起始電壓，并且高于較好次(30min時)的值，放電量也進一步下降3(1)兩絕緣體之間的氣隙放電(2)表面放電放電脈沖疊加于正及負峰之前的位置，對稱的兩邊脈沖幅值及頻率基本相等，但有時上下幅值的不對稱度3：1仍屬正常。放電剛開始時，放電脈沖尚能分辨，隨后電壓上升，某些放電脈沖向試驗電壓的零位方向移動，同時會出現幅值較大的脈沖，脈沖分辨率逐漸下降，直至不能分辨起始放電后，放電量隨電壓上升而穩定增長；熄滅電壓基本相等或低于起始電壓4絕緣結構內含有各種不同尺寸的氣隙(多屬澆注絕緣結構)放電脈沖疊加于正及負峰之前的位置，對稱的兩邊脈沖幅值及頻率基本相等，但有時上下幅值的不對稱度3∶1仍屬正常。放電剛開始時，放電脈沖尚能分辨，隨后電壓上升，某些放電脈沖向試驗電壓的零位方向移動，同時會出現幅值較大的脈沖，脈沖分辨率逐漸下降，直至不能分辨若試驗電壓上升或下降速率較快，起始放電后，放電量隨試驗電壓上升而穩定增長，熄滅電壓基本相等或略低于起始放電電壓。如在某高電壓下維持一定時間(如15min)，放電量會逐漸下降，熄滅電壓會略高于起始電壓(因澆注絕緣局部放電會導致氣隙內壁四周產生導電物質)5絕緣結構內僅含有一個扁平的氣隙(多屬電機絕緣)起始放電后，放電量隨試驗電壓上升穩定增長。如電壓上升及下降速率較快，熄滅電壓等于或略低于起始電壓；如在某高電壓下持續一段時間(如10min)，熄滅電壓和起始電壓的幅值會降低，幅值略有上升6絕緣結構為液體與含有潮氣的紙板復合絕緣。電場下，紙板會產生氣泡，導致放電，進一步使氣泡增多如在某一高電壓下持續1min，放電量迅速增長，若立即降壓，則熄滅電壓等于或略低于起始電壓；若電壓維持1min以上再降壓，放電量會隨電壓逐漸下降。如放電熄滅后立刻升壓則起始放電電壓幅值將大大低于原始的起始及熄滅電壓。若將絕緣靜止一天以上，則其起始、熄滅電壓將會復原7絕緣結構中僅含有一個氣隙，位于電極的表面與介質內部氣隙的放電響應不同放電脈沖疊加于電壓的正及負峰值之前，兩邊的幅值不盡對稱，幅值大的頻率低，幅值小的頻率高。兩幅值之比通常大于3∶1，有時達10∶1。總的放電響應能分辨出放電一旦起始，放電量基本不變，與電壓上升無關。熄滅電壓等于或略低于起始電壓8(1)一簇不同尺寸的氣隙，位于電極的表面，但屬封閉型(2)電極與絕緣介質的表面放電，氣隙不是封閉的放電脈沖疊加于電壓的正及負峰值之前，兩邊幅值比通常為3∶1有時達10∶1；隨電壓上升，部份脈沖向零位方向移動，放電起始后，脈沖分辨率尚可；繼續升壓，分辨率下降，直至不能分辨放電起始后，放電量隨電壓的上升逐漸增大，熄滅電壓等于或略低于起始電壓。如電壓持續時間在10min以上，放電響應會有些變化A4干擾波的基本圖譜A4.1基本圖譜，見表A3。表A3干擾波的基本圖譜續表A4.2基本圖譜說明，見表A4。表A4干擾波的基本圖譜說明類型干擾源放電響應放電量與試驗電壓的關系9懸浮電位放電：在電場中兩懸浮金屬物體間，或金屬物與大地間產生的放電波形有現兩種情況：(1)正負兩邊脈沖等幅、等間隔及頻率相同(2)兩邊脈沖成對出現，對與對間隔相同，有進會在基線往復移動起始放電后有3種類型：(1)放電量保持不變，與電壓有關，熄滅電壓與起始電壓完全相等(2)電壓繼續上升，在某一電壓下放電突然消失；電壓繼續上升后再下降，會在前一消失電壓下再次出現放電(3)隨電壓上升，放電量逐漸減小，放電脈沖隨之增加10針尖對平板或大地的氣體介質較低電壓下產生電暈放電，放電脈沖總疊加于電壓的峰值位置。如位于負峰值處，放電源處于高電位；如位于正峰處，放電源處于低電位。這可幫助判斷電壓的零位起始放電后電壓上升，放電量保持不變，惟脈沖密度向兩邊擴散、放電頻率增加，但尚能分辨；電壓再升高，放電脈沖頻率增至逐漸不可分辨11針尖對平板或大地的液體介質較低電壓下產生電暈放電，放電脈沖總疊加于電壓的峰值位置。如位于負峰值處，放電源處于高電位；如位于正峰處，放電源處于低電位。這可幫助判斷電壓的零位一對脈沖對稱的出現在電壓正或負峰處，每一簇的放電脈沖時間間隔均各自相等。但兩簇的幅值及時間間隔不等，幅值較小的一簇幅值相等、較密一簇較大的脈沖起始電壓較低，放電量隨電壓上升增加；一簇較小的脈沖起始電壓較高，放電量與電壓無關，保持不變；電壓上升，脈沖頻率密度增加，但尚能分辨；電壓再升高，逐漸變得不可分辨12試品內部、試驗回路中導電部分的接觸不良兩簇脈沖位于試驗電源零位的不規則的干擾脈沖，基本等幅，與電壓成比例放電量與電壓成比例，有時接觸處完全導通時會使干擾自行消除13回路中設備的鐵芯磁飽和產生的干擾。其原因為：(1)磁密過高(2)與回路的電容發生諧振(3)檢測儀頻帶在低限下頻率的不穩定性帶有低頻振蕩的脈沖出現于時間基線上，振蕩周期大于檢測儀的分辨率干擾脈沖幅值隨電壓上升，電壓回零，脈沖即消失，與電壓持續時間無關14(1)單個可控硅干擾脈沖(2)6極水銀整流器干擾(3)旋轉電機干擾(4)熒光燈產生的干擾響應特性的范圍很寬，常有：(1)波形的位置上可以完全不規則或間斷(2)一個電壓周波可出現1、2、3、4、6或12根間斷彼此相等的單先脈沖(3)試驗電壓與儀器電源的周波不很同步，干擾脈沖會在橢圓基線作定向等速移動放電量與電壓無關，電壓降為零時，脈沖依然存在。受電源切斷、短路、疊加負荷的影響，具有嚴格的時間對應關系，但不規則15調制或非調制的干擾波形有：(1)與無線電波調制(2)調幅高頻(3)與檢測頻段相近的超聲波干擾通常來源于高頻設備，如感應加熱器、超聲波發生器等_____________________附加說明：本導則由能源部高電壓試驗技術標準化委員會提出。本導則由華東電力試驗研究所負責起草。本導則起草人：俞燮根責任編輯：紅螃蟹#p#分頁標題#e#