电力变压器局部放电的测量.pdf

电力变压器局部放电的测量 1 雷云放电现象 2 放电的主要类型 ?放电：泛指流通电流的各种形式。 ?放电、击穿、闪络等术语的异同。 ?在不同的物理条件下，由于占主导地位的基本物理过程 碰撞电离、光电离、热电离、阴极电子发射等 不同，会 产生各种不同形式的放电现象。 ?根据放电条件的不同，如电极结构 均匀、稍不均匀、极 不均匀，间隙、沿面等 、工作氛围 气体、液体、固体、 真空等 、电源特性 直流、工频交流、脉冲、高频/微 波，功率大小等 ，存在不同的放电形式。 ?放电表现为辉光放电、火花放电、电弧放电、电晕放电、 介质阻挡放电、高频/微波放电、脉冲放电等多种形式。 3 1. 电晕放电 电 晕 区 地电极 4 2. 辉光放电 5 2. 火花放电 火花放电 6 3. 沿面放电 7 4. 电弧放电 8 放电发展过程（1） 9 放电发展过程（2 ） 10 放电发展过程（3 ） 11 放电发展过程（4 ） 12 放电发展过程（5 ） 13 什么是局部放电？ 尚未导致绝缘系统贯穿性击穿的放电现象。 ?绝缘中的气隙放电 ?尖端电极的电晕放电 ?不同介质间的表面放电 ?浮动金属体的悬浮放电 14 局部放电的概念 简称为PD （Partial Discharge ），指由于电气 设备内部绝缘里面存在的弱点，在一定外施电压下 发生的局部的重复击穿和熄灭的现象 局部放电的危害 局部放电发生在绝缘内部的气隙或气泡中，因 为在这个很小的空间内即使电场强度很大，它的放 电能量仍然非常小，所以它的存在并不影响电气设 备的短时绝缘强度。但如一个电气设备在运行电压 下长期存在局部放电现象，这些微弱的放电能量和 由此产生的一些不良效应，如不良化合物的产生， 就可以慢慢地损坏绝缘，日积月累，最后可导致整 个绝缘被击穿，发生电气设备的突发性故障。 15 导致局部放电的原因 电晕发光区 ? 电场的不均匀 ? 绝缘介质的不均匀 因此在某些区域首先发生放电，而其它区 域仍然保持绝缘特性，这就形成了局部放电。 16 以绝缘中的气隙放电为例。 D E E ? ? s s g g ?, E s s ? ? , E E E s g g g s ? g 由于 ? ?1, ??2 g s E? ?E ? 2 g s 因此，气隙内的电场强度远比绝缘介质内的电场强度 高，而气隙的电气强度又比绝缘介质低。 17 我们可以探测到什么？ 局部放电过程所产生的各种物理化学现象： ? 电荷的迁移过程 脉冲电流法量 测 电 ? 电磁辐射 UHF测量 量 测 电 非 ? 光辐射 光学检测法 ? 超声波 超声测量法 ? 介质分解反应 DGA 18 一、局部放电的电脉冲测量 脉冲电流测量法是国家标准推荐的主要局部放 电测量方法。 脉冲电流测量法的基本原理： 伴随着绝缘介质中局部放电的产生，放电电荷 的转移将在放电回路中形成脉冲电流信号，可通过 测量被检测设备的外电路中所流过的脉冲电流来检 测放电信号。 19 局部放电的三电容模型 以三个电容来表征介质内部存在缺陷时的局部 放电的机理 C ：气隙的电容； g Cb ：和Cg相串联部分的介质电容； Cm ：其余大部分绝缘的电容 。 介质内部气隙放电的三电容模型 a 具有气泡的介质剖面 b 等值电路 20 通常气隙很小，C ??C ??C 。 m g b 电极间加上交流电压u ，则C 上的电压为u g g C b u u g C C ? b g 介质内部气隙放电的三电容模型 a 具有气泡的介质剖面 b 等值电路 21 u 随外加电压u升高，当u上升到Us ，u 达到气隙C 的 g g g 击穿电压U 时，气隙C 放电。于是C 上的电压瞬间从U 下 g g g g 降到U ，然后放电熄灭。U 称为残余电压。 r r 局部放电时气隙中的电压和电流的变化 22 放电火花一熄灭，C 上的电压将再次上升。外加电压仍 g 在上升，Cg上的电压也顺势而上升，当它再次升到Ug 时，Cg 再次放电，电压再次降到U ，放电再次熄灭 r 局部放电时气隙中的电压和电流的变化 23 C 上的电压从U 突变为U 的瞬间，就是局部放电脉冲 g g r 的形成的时刻，此时通过Cg有一脉冲电流，局部放电时气隙 中的电压和电流的变化如图所示 局部放电时气隙中的电压和电流的变化 24 当C 放电时，放电总电容C ′应为 g g C ′ C +[C C / C +C ] g g m b m b C ′上的电压变化为 U －U ，故一次脉冲放出的电荷应为 g g r △q U －U [C +C C / C +C ] r g