第五章局部放电试验ppt课件.ppt

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1、第五章局部放电试验电力系统电压的不断提高和限制过电压措施的改进，使长期工作电压对设备绝缘的影响相对地显得日益重要。电气设备在工作电压下的局部放电是使绝缘老化并发展到击穿的重要原因。局部放电试验是检测绝缘内部局部放电的极好的方法。因此，局部放电试验已被定为高压设备绝缘试验的重要项目之一。第一节局部放电特征及原理一、局部放电的特征局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电，它是由于设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷，在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。它表现为绝缘内气体的击穿、小范围内固体或液体介质的局部击穿

2、或金属表面的边缘及尖角部位场强集中引起局部击穿放电等。这种放电的能量是很小的，所以它的短时存在并不影响到电气设备的绝缘强度。但若电气设备绝缘在运行电压下不断出现局部放电，这些微弱的放电将产生累积效应，会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大，最后导致整个绝缘击穿。局部放电是一种复杂的物理过程除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外，还会产生电磁辐射、超声波、光、热以及新的生成物等。从电性方面分析，产生放电时，在放电处有电荷交换、有电磁波辐射、有能量损耗。最明显的是反映到试品施加电压的两端，有微弱的脉冲电压出现。如果绝缘中存在有

3、气泡，当工频高压施加于绝缘体的两端时，如果气泡上承受的电压没有达到气泡的击穿电压，则气泡上的电压就随外加电压的变化而变化。若外加电压足够高，即上升到气泡的击穿电压时，气泡发生放电，放电过程使大量中性气体分子电离，变成正离子和电子或负离子，形成了大量的空间电荷，这些空间电荷，在外加电场作用下迁移到气泡壁上，形成了与外加电场方向相反的内部电压，这时气泡上剩余电压应是两者叠加的结果，当气泡上的实际电压小于气泡的击穿电压时，气泡的放电就暂停，气泡上的电压又随外加电压的上升而上升，直到重新到达其击穿电压时，又出现第二次放电，如此出现多

4、次放电。当试品中的气隙放电时，相当于试品失去电荷q，并使其端电压突然下降△U，这个一般只有微伏级的电源脉冲叠加在千伏级的外施电压上。目前局部放电测试设备的工作原理，就是将这种电压脉冲检测出来或者放电能量测量出来。其中电荷q称为视在放电量。二、局部放电的机理1、局部放电的发生机理局部放电的发生机理可以用放电间隙和电容组合的电气的等值回路来代替，在电极之间放有绝缘物，对它施加交流电压时，在电极之间局部出现的放电现象，可以看成是在导体之间串联放置着2个以上的电容，其中一个发生了火花放电。按照这样的考虑方法，将电极组合的等值回路如图

5、5-1所示。图5-1电极组合的电气等值回路在图5-1中，Cg是串入绝缘物中放电间隙（比如气泡）的电容；Cb是和Cg串联的绝缘物部分的电容；Cm是除了Cb和Cg以外的电极之间的电容。设电极间总的电容为Ca则（5-1）在这样的等值回路中，当对电极间施加交流电压Vt（瞬时值）时，在Cg上不发生火花放电的情况下，加在Cg上的电压Vg由下式表示:（5-2）在图中，随着外施电压Vt的升高，Vg也随着增大，Vg达到Cg的火花电压Vp时，在Cg上就产生火花放电。这时，Cg间的电压和式中的Vt逐渐发生差异，由于放电的原因，Vg迅速地从Vp下降

6、到Vt（剩余电压）。现设在Cg间，经过t秒后放出的电荷为Q（t），则（5-3）中，Cgr是从Cg两端看到的电容，它等于（5-4）所以得到（5-5）这里，将Vg从Vp大致变成Vr的时间称为局部放电脉冲的形成时间。当将这些量表示成时间的函数时，成为图5-2的曲线。图5-2Cg间的放电电荷和电压随时间变化的曲线局部放电脉冲的形成时间，除了极端不均匀电场和油中放电的情况之外，一般是在0.01s以下，而且认为Vr大致是零。在上述前提下，观察一下各个电气量的情况（局部放电几个主要参量）。（1）视在放电电荷q。它是指将该电荷瞬时注入试品两

7、端时，引起试品两端电压的瞬时变化量与局部放电本身所引起的电压瞬时变化量相等的电荷量，视在电荷一般用pC(皮库)来表示。（2）局部放电的试验电压。它是指在规定的试验程序中施加的规定电压，在此电压下，试品不呈现超过规定量值的局部放电。（3）局部放电能量。是指因局部放电脉冲所消耗的能量。（4）局部放电起始电压Vi。当加于试品上的电压从未测量到局部放电的较低值逐渐增加时，直至在试验测试回路中观察到产生这个放电值的最低电压。实际上，起始电压ui是局部放电量值等于或超过某一规定的低值的最低电压。（5）局部放电熄灭电压Ve。当加于试品上的

8、电压从已测到局部放电的较高值逐渐降低时，直至在试验测量回路中观察不到这个放电值的最低电压。实际上，熄灭电压ue是局部放电量值等于或小于某一规定值时的最低电压。（6）放电发生重复率。每秒放电重复的次数，一般是记下交流电压半周内发生的放电次数数。在被试品上施加的电压很低时，无局部放电发生；当施