绝缘诊断与绝缘试验(二)剖析.ppt

局部放电的测量 1）局部放电概念和特点 2）测量局部放电的几种方法 3）局部放电的脉冲电流测量法 4）脉冲电流法测PD的基本回路 5）PD测量的抗干扰问题 1）局部放电的概念和特点： 局部放电的概念： Partial Discharge，指在一定外施电压作用下，电气设备内部绝缘弱点处发生的局部重复击穿和熄灭现象 局部放电的危害： 局部放电发生在一个或几个绝缘内部缺陷中（如气隙或气泡），在这个小空间内电场强度很大。虽然其放电能量很小，短期内对设备的绝缘强度并不造成影响，但在工作电压的长期影响下，局部放电会逐步扩大，并产生不良化合物，使绝缘慢慢损坏，导致整个绝缘被击穿，发生突发性故障 局部放电的特点： 介质发生局部放电时，伴随着许多电学和非电学现象。如电脉冲的产生、介质损耗的增大及电磁波放射；光、热、噪音、气体压力的变化和化学变化。 局部放电的检测： 这些现象都可以用来判断局部放电是否存在，因此检测方法也可分为电的和非电的两类 3）局部放电的脉冲电流测量法 局部放电的三电容模型 Cg：气泡的电容； Cb：和Cg相串联部分的介质电容； Cm：其余大部分绝缘的电容 Cg比Cb大，Cm比Cg大得多 电极间加上交流电压U，则Cg上的电压为Ug， Ug=UCb/(Cg+Cb) 4）脉冲电流法测PD的基本回路 5）PD测量的抗干扰问题 抗干扰措施 耐压试验 工频高压试验 直流高压试验 雷电冲击高压试验 操作冲击高压试验 1）交流高压试验 交流耐压：是交流设备的基本耐压方式。适用于≤220kV以下的电力设备。 以变压器为例，如图所示 工频高压的产生 工频高压试验变压器 特点 外形结构 串级变压器 工频高压的测量 杂散参数的影响 交流耐压试验实施办法：电力设备预防性试验规程（DL/T 596）已对各类设备的耐压值作出了规定。以电力变压器为例，当大修且全部更换绕组后，按出厂试验电压值进行试验。在其它情况下，耐压值取出厂试验电压的85％。规程给出的电力变压器交流工频耐压值如表所示 电力变压器交流试验电压值括号内数值适用于不固定接地或经小电抗接地系统 2) 直流高压试验 直流耐压：是直流电力设备的基本耐压方式。对于交流电网中的长电力电缆等，在现场进行交流耐压试验常出现困难，因为长电缆的电容量较大。为了减小试验电源的试验容量，规程采用直流耐压来检查电缆绝缘的质量。直流耐压基本上不会对绝缘造成残留性损伤 直流耐压特点： 与交流耐压不同，直流耐压无局部放电损伤 对于电缆等油纸绝缘，在交、直流电压作用下，在油和纸上的电压分布不一样 交流时电压按介电常数ε分布：电压较多作用在油上 直流时电压按电阻系数ρ分布：电压较多作用在纸上 纸的耐压强度较高，所以电缆能耐受较高的直流电压 为了加强绝缘的考验，电缆的直流耐压值规定得较高。尽管如此，对于在交流电网中使用的电缆，直流耐压对绝缘的考验不如交流耐压接近实际。 3）雷电冲击高压试验 雷电冲击耐压考验电力设备承受雷电过电压的能力。只在制造厂进行本项试验，因为试验会造成绝缘的积累效应，所以在规定的试验电压下只施加3次冲击。 国家标准规定额定电压≥220kV，容量≥120MVA的变压器出厂时应进行本项试验。电力系统中的绝缘预防性试验，不进行本项试验。对主绝缘耐受雷电过电压的能力，由交流耐压试验等值地承担 4）操作冲击高压试验 ≥330kV电力设备的出厂试验应进行本项试验。在电力系统现场进行各个电压等级变压器的耐压试验时，可采用操作冲击感应耐压方式来取代工频耐压试验。由于利用被试变压器自身的电磁感应作用来升高电压，所以冲击电源装置电压较低，装备比较简单。而且试验本身不会在绝缘中产生残留性损伤 冲击高压试验 冲击电压波形 冲击电压发生器原理 冲击电压发生器结构 冲击电压测量 冲击电压的一般表达式： u2= U1[exp（-t/τ1）- exp（-t/τ2）] 时间常数：τ1和τ2 1.2/50μs的雷电波：τ1＞＞τ2 在t1时：u2=0.3U2m 在t2时：u2=0.9U2m ∴ 0.3U2m≈U2m[1-exp（-t1/τ2）]，即exp（-t1/τ2）≈0.7 0.9U2m≈U2m[1-exp（-t2/τ2）]，即exp（-t2/τ2）≈0.1 可得t2－t1≈τ2?n7 求Tt时，仍然考虑τ1＞＞τ2，到达Tt时，双指数分量中的exp（－t/τ2）已衰减到接近零值。考虑到Tt＞＞Tf，不计及Tf的影响 u2≈U1exp（－t/τ1） 其中放电时间常数τ1=RtC1 U2m/2≈U2mexp（－Tt/τ1） 故 Tt=τ1?n2≈0.69τ1 ≈0.69Rt