局部放电研究剖析
变压器局部放电的研究
变压器局部放电的研究
首先介绍一下变压器局部放电：
变压器是电力系统中重要的组成部分之一，负责将高电压输送电网中的电能转化为低电压适合供应用户的电能。
但长期运行下来，变压器可能会发生灾难性故障，其中局部放电是变压器故障的主要原因之一。
局部放电是指电气绝缘材料中的局部放电单位（如充气孔隙、冲击电子、缺损、分布参数等）所引起的局部放电现象。
接下来，我们来探讨一下变压器局部放电的研究：
1.研究方法：
通过在变压器绝缘中制造局部放电源，进行定点测试，以探讨局部放电现象的形成机理、扩散途径、特征等。
同时，还可以使用匿名测试方法进行数据统计分析和故障诊断。
2. 研究内容：
局部放电现象包括开放放电和封闭放电。
研究内容包括改善变压器的绝缘水平、探讨绝缘油的处理方式、以及开发新型变压器绝缘材料等。
同时，研究人员还需要分析变压器局部放电现象的危害程度以及可能造成的后果，并提出相应的技术改进方案。
3. 研究成果：
目前，变压器局部放电研究已经取得了许多成果，如新型绝缘材料的研发、绝缘油的处理技术、局部放电监测仪器的升级等等。
这些成果都有助于提高变压器的可靠性及安全性。
总之，变压器局部放电是一个值得关注和研究的领域，研究人员通过不断的努力和探索，可以加强对该现象的认识，提高变压器的安全等级，为电力系统的可持续性发展做出贡献。
电力设备中的局部放电检测技术研究
电力设备中的局部放电检测技术研究电力设备在现代社会中扮演着非常重要的角色，它们为我们的生活提供了可靠的电力保障。
然而，由于电力设备长时间运行，设备的老化、磨损和损坏不可避免地会发生，而如果这些问题不能及时被发现和处理，将会对设备甚至整个电力系统的运行造成影响。
局部放电检测技术作为一种重要的无损检测技术，已经被广泛应用于电力设备的状态检测和故障诊断中。
一、局部放电的基本概念局部放电，是指由于电弧放电、气体放电、液体放电等导致的局部电荷积累，以及电弧、气体等放电引起的局部电场闪络放电。
它是导致电力设备老化和损坏的一个主要原因。
例如，变压器中的绕组局部放电，容易导致金属氧化等发生，从而影响设备的正常运行。
二、局部放电检测技术的分类1. 感应耦合局部放电检测技术该技术通过检测电场感应信号来识别局放，包括电磁波法、电容法、感应耦合法等。
其中，电磁波法是使用高频信号，通过接收电磁波信号中的信息来判断设备状态，相较于其他方法，电磁波法不需要接触设备，具有非常高的安全性。
2. 超声波局部放电检测技术该技术是通过检测超声波信号来识别局放，通过探测器产生的超声波信号和所测得的反射听到设备存在缺陷或局部放电，因此可以进行设备的诊断和故障排除。
3. 光学局部放电检测技术该技术利用相机或 CCD 相机捕获的光学图像来对局部放电进行诊断，其中，一些技术也可以进行光谱分析。
近年来，该技术在配电设备的监测和检测方面取得了很大的进展。
三、局部放电检测技术的不足之处虽然局部放电检测技术在电力监测和故障诊断方面发挥着极其重要的作用，但仍然存在一些不足之处：1. 准确度有限：局部放电检测技术的准确度可能受到如温度、湿度、外部电场干扰等因素影响。
2. 信息获取困难：据有限的进行局部放电检测的设备，很难获取全面和准确的设备信息。
3. 检测设备、设备成本高：需要专门的仪器进行局部放电检测，相较于一般的设备检测，其检测设备的成本非常巨大。
四、展望局部放电技术的不足也是其发展的机遇。
变压器局部放电的原因分析
变压器局部放电的原因分析其一，由于变压器中的绝缘体、金属体等常会带有一些尖角、毛刺，致使电荷在电场强度的作用下，会集中于尖角或毛刺的位置上，从而导致变压器局部放电；其二，变压器绝缘体中一般情况下都存在空气间隙，变压器油中也有微量气泡，通常气泡的介电系数要比绝缘体低很多，从而导致了绝缘体中气泡所承受的电场强度要远远高于和其相邻的绝缘材料，很容易达到被击穿的程度，使气泡先发生放电；其三，如果导电体相互之间电气连接不良也容易产生放电情况，该种情况在金属悬浮电位中最为严重。
局部放电的危害及主要放电形式2.1 局部放电的危害局部放电对绝缘设备的破坏要经过长期、缓慢的发展过程才能显现。
通常情况下局部放电是不会造成绝缘体穿透性击穿的，但是却有可能使机电介质的局部发生损坏。
如果局部放电存在的时间过长，在特定的情况下会导致绝缘装置的电气强度下降，对于高压电气设备来讲是一种隐患。
2.2 局部放电的表现形式局部放电的表现形式可分为三类：第一类是火花放电，属于脉冲型放电，主要包括似流注火花放电和汤逊型火花放电；第二类是辉光放电，属于非脉冲型放电；第三类为亚辉光放电，具有离散脉冲，但幅度比较微小，属于前两类的过渡形式。
3 变压器局部放电检测方法变压器局部放电的检测方法主要是以局部放电时所产生的各种现象为依据，产生局部放电的过程中经常会出现电脉冲、超声波、电磁辐射、气体生成物、光和热能等，根据上述的这些现象也相应的出现了多种检测方法，下面介绍几种目前比较常见的局部放电检测方法。
3.1 脉冲电流检测法这种方法是目前国内使用较为广泛的变压器局部放电检测方法，其主要是通过电流传感器检测变压器各接地线以及绕组中产生局部放电时引起的脉冲电流，并以此获得视在放电量。
电流传感器一般由罗氏线圈制成。
主要优点是检测灵敏度较高、抗电磁干扰能力强、脉冲分辨率高等；缺点是测试频率较低、信息量少。
3.2 化学检测法化学检测法又被称为气相色谱法。
变压器出现局部放电时，会导致绝缘材料被分解破坏，在这一过程中会出现新的生成物，通过对这些生成物的成分和浓度进行检测，能够有效的判断出局部放电的状态。
电力设备中的局部放电检测与监测方法研究
电力设备中的局部放电检测与监测方法研究随着电力行业的迅速发展和电力设备的不断增多，局部放电的问题日益凸显。
局部放电是指电力设备中的局部区域发生电火花或放电现象，对设备的可靠性和安全性造成严重威胁。
因此，研究局部放电的检测与监测方法变得尤为重要。
一、局部放电的危害与机理局部放电在电力设备中的存在会引发一系列的问题，包括设备老化、绝缘损坏、设备寿命缩短以及设备爆炸等。
这些问题严重影响了电力系统的可靠性和稳定性。
局部放电的机理主要是由于设备的绝缘损坏导致。
当设备绝缘出现缺陷时，在高压作用下就会产生电场增强效应，从而使绝缘附近的气体分子电离，形成局部放电。
这些电离现象会伴随着电流的流动和能量的释放，进而导致设备的损坏和安全隐患。
二、局部放电检测方法为了及时发现和处理局部放电问题，研究人员提出了多种局部放电检测方法。
下面我们将介绍几种常见的方法。
1.电磁波法电磁波法是一种非接触式的局部放电检测方法。
它利用电磁波在放电区域和周围环境中传播的特性来判断是否存在局部放电。
通过测量电磁波的幅值、频谱等参数，可以判断局部放电的位置和严重程度。
2.超声波法超声波法是一种通过声波传播来检测局部放电的方法。
它利用超声波在物质中传播的特性，通过测量声波的传播速度、幅值等参数，可以判断局部放电的位置和强度。
超声波法具有灵敏度高、分辨率高等优点，在实际应用中得到了广泛的运用。
3.红外热像法红外热像法是一种利用红外辐射测量物体表面温度的方法。
由于局部放电会产生热量，因此可以通过红外热像仪测量设备表面的温度分布情况，判断是否存在局部放电。
红外热像法具有非接触式、无损伤、快速等优点，但也存在着一定的限制，比如受到环境温度影响较大。
三、局部放电监测方法局部放电监测是指对设备运行过程中的局部放电进行实时监测和记录。
目前，常见的局部放电监测方法主要有以下几种。
1.在线监测法在线监测法是一种实时监测局部放电的方法。
它通过安装传感器和数据采集设备，对设备的电流、电压等参数进行实时监测和记录。
局部放电波形研究分析及图谱识别
局部放电波形分析及图谱识别一、局部放电的波形分析图3-5中检测阻抗Z m 可由电阻、电感、阻容并联元件、电感电容并联元件等构成。
而对于局部放电脉冲而言，可用图3-9的回路来计算检测阻抗Z m 上的波形。
C kC x△uZm图3-9 计算Z m 上电压波形的等值回路1、Z m 为R 时，Z m 上的波形实际上是方波加于阻容串联回路时电阻上的波形，电容为C x 与C k 的串联。
R 上的波形是一个陡直上升、指数下降的曲线（图3-10（a ）曲线1），其方程是 //x k x k R C C t R C C t T R A q u u e e C ⎛⎫- ⎪+-⎝⎭=∆= （3-19） 由此可见，u R 的幅值为q/C x ，CA 一定时，u R 的幅值与视在放电量q 成正比。
一般气隙放电，脉冲的前沿仅约0.01微秒左右。
当时间常数T R 远大于此值时，可视脉冲为方波而得到（3-19）式。
如果T R 和脉冲前沿时间可以比拟时，则u R 的表达式便不能用（3-19）式了。
假定脉冲波的前沿是指数上升的，则u R 便是一个双指数波。
此外，如果是油中电晕之类的脉冲，其前沿时间可达数微秒甚至更长，即使T R 为若干微秒，二者也是可比拟的，此时u R 也是双指数波，图3-10（a ）曲线2为此波形的示意图。
u m0t 12u m 0t12(a)(b)图3-10 检测阻抗上的波形(a) Z m 为R 时，Z m 上的波形 (b) Z m 为L m 时的输出波形 2、Z m 为m m R C 时的输出波形 输出波形u cr 仍为指数衰减波，但幅值降低，时间常数加大了。
其方程为[()]()CR t T K CR M K A K A A K C qu e C C C C C C C -=+++ []()A K CR m m A K C C T C R C C =++ （3-20） 3、Z m 为L m 时的输出波形 因为L m 中总有一定的电阻，整个回路也有一定的损耗，所以L m 的输出波形是一个衰减振荡波，其包络线是指衰减曲线，近似的方程为cos cos t t L x x q q t u e t e C C C L γγω--== （3-21） γ为回路损耗造成的衰减时间常数的倒数。
输电线路局部放电特性研究
输电线路局部放电特性研究输电线路是电力系统中的重要组成部分，承担着将发电厂产生的电能从输电站传输到用户终端的重要任务。
然而，长期以来，输电线路存在着局部放电问题，给电力系统的稳定运行带来了一定的隐患。
因此，对输电线路的局部放电特性进行深入研究，有助于提高电力系统的运行可靠性和安全性。
一、定义和原理局部放电是指输电线路中出现的局部异常放电现象，其表现为电子或离子在绝缘材料内部产生的局部击穿放电。
该现象通常与电力设备或电缆中的绝缘损坏相关，例如绝缘老化、湿度透过、异物进入等。
从物理角度来看，局部放电是由电压施加于绝缘系统中时，由于电场的不均匀分布而产生的。
二、局部放电类型和特征1. Corona放电：Corona放电是指由于电压升高，导致电力设备周围空气中产生电离现象。
这种放电现象主要在高压输电线路中出现，当电压超过空气的击穿电压时，空气周围会出现带电颗粒，导致能量散失和电力损耗。
2. 表面放电：表面放电是指在电力设备或绝缘材料表面释放的电荷。
表面放电通常是由绝缘材料的局部损坏引起的，该损坏可以由于机械切割、绝缘材料老化等原因导致。
3. 隙间放电：隙间放电发生在绝缘材料的内部空隙处。
这种放电现象通常由于材料缺陷和过电压引起，放电活动在隙间中产生的电弧形成的形态各异。
三、局部放电的影响局部放电在输电线路中产生的潜在危害有以下几个方面：1. 绝缘材料老化：局部放电会导致绝缘材料的老化，减少其绝缘性能，使得输电线路容易出现绝缘击穿现象。
2. 功率损耗：局部放电会引起电力损耗，降低输电线路的传输效率，增加能源消耗。
3. 火灾隐患：当局部放电发生时，有可能伴随放电弧，当放电弧产生足够的能量时，就有引发火灾的风险。
4. 过电压：局部放电可能引起过电压现象，导致设备损坏或系统崩溃。
四、局部放电检测方法为了及时检测和诊断输电线路中的局部放电现象，采取适当的检测方法非常重要。
以下是常用的几种方法：1. 电磁波法：利用局部放电产生的高频电磁波信号进行检测和定位。
变压器局部放电检测技术研究
变压器局部放电检测技术研究一、引言变压器作为电力系统中的主要设备，其可靠性与安全性对于电网运行至关重要。
变压器局部放电是变压器内部故障的重要特征之一，其可导致变压器的断电或失效。
因此，变压器局部放电检测技术的研究与应用对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
二、变压器局部放电概述局部放电是电学闪络的一种，指在电绝缘介质中仅在局部发生电弧放电。
局部放电的形式包括：空气孔道放电、气体空穴放电、壳体放电、间隙放电等。
变压器局部放电依据其产生位置不同，可分为油中放电、绕组放电和芯铁放电。
变压器局部放电可导致绝缘材料老化，劣化甚至破坏，在变压器运行过程中一旦发生局部放电，则必须及时采取处理措施，以防止继续扩散引起更加严重的故障和事故。
三、变压器局部放电检测技术的分类目前，变压器局部放电检测技术可以分为电磁检测技术、电学检测技术和超声检测技术等多种，下面简要介绍几种主要的检测技术。
1. 电磁检测技术电磁检测技术是利用变压器局部放电所产生的电磁波进行检测的一种非接触式检测技术。
电磁检测技术主要包括：电磁波检测技术、电感耦合技术、电容耦合技术和高频电纳技术等。
电磁检测技术具有检测范围广、检测操作简便等优点，但其灵敏度较低，不能完全覆盖所有局部放电故障。
2. 电学检测技术电学检测技术是利用变压器内部组件产生的电学信号进行检测的一种非接触式检测技术。
电学检测技术主要包括：ULPD检测技术和TEV检测技术等。
电学检测技术具有对绝缘材料劣化程度的检测能力强、振动和温度环境影响较小等优点，但其检测范围受限。
3. 超声检测技术超声检测技术是利用声波进行变压器局部放电检测的一种接触式检测技术。
超声检测技术主要包括：超声波检测技术和频响分析技术等。
超声检测技术具有灵敏度高、检测效率高等优点，但其操作方式较为繁琐，且检测过程中易造成对变压器的机械伤害。
四、技术应用现状目前，变压器局部放电检测技术已经得到广泛应用。
在具体实践中，电学检测技术是目前被广泛使用的技术之一。
高电压设备的局部放电检测与分析
高电压设备的局部放电检测与分析引言：随着现代工业的发展，高电压设备在能源、交通、通信等各个领域中得到了广泛的应用。
然而，高电压设备在使用过程中存在着一些潜在的问题，其中之一就是局部放电。
局部放电是一种在高电压设备内部出现的放电现象，它可能导致设备的损坏和事故的发生。
因此，对于高电压设备的局部放电检测与分析显得尤为重要。
本文将对高电压设备的局部放电进行深入的探讨，旨在为相关研究和工程实践提供参考。
一、局部放电的基本原理局部放电是指在电气设备的绝缘系统中，由于绝缘的不完善或因其它原因，使电场强度突破绝缘破坏电场强度，形成放电通道，电场能引起气体分子的电离和激发而发生的放电现象。
它可分为表面放电和体内放电两种形式，分别指绝缘材料表面的局部放电和在绝缘材料内部的局部放电。
二、局部放电的检测方法1. 频域法频域法通过采集信号并对其进行频谱分析来检测局部放电。
其中一种常用的方法是傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，从而得到局部放电的频谱信息。
通过对频谱数据进行处理和分析，可以定位和判断局部放电的位置和程度。
2. 时域法时域法是通过采集信号并对其进行时域分析来检测局部放电。
这种方法通常包括测量和分析局部放电脉冲的幅值、上升时间、下降时间等参数。
通过对这些参数的分析，可以判断局部放电的强度和形式。
3. 超声波法超声波法是一种利用超声波技术来检测和分析局部放电的方法。
它通过将超声波传感器放置在设备上，利用超声波传感器接收到的信号来检测局部放电的存在。
这种方法具有高灵敏度、高分辨率和无损检测等优点，因此被广泛应用于局部放电检测领域。
三、局部放电的分析手段1. 统计学分析统计学分析是一种通过对大量数据进行统计和分析来研究局部放电的性质和规律的方法。
通过对局部放电的参数进行统计学分析，可以了解局部放电的数量、强度和频率等信息，从而判断设备的健康状态和预测设备的寿命。
2. 图像处理分析图像处理分析是一种通过对局部放电产生的图像进行处理和分析来研究局部放电的性质和特点的方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
对于图4所示的电脉冲时域特性，可以采用非线性指数脉 冲函数进行非线性曲线拟合。根据多次计算结果可知， 选用下列指数脉冲函数作为拟合函数较为合理。
（8）
其中是C1、C2是常数，且C1>0，C2>0，t>0 在实际计算时，考虑到图4的特殊情况将式(8)变为 如下形式:
（9）
式中x=(t-t0),且x>0
第三部分 全文总结
我们在一定的近似条件下建立了描述内部局部放 电的动态数学模型，并利用数值近似求解法获得 了内部局部放电电脉冲动态时域特性的近似数值 解，为了解决一些参数是时间的复杂隐函数的困 难，本文成功地采用非线性曲线拟合的方式进行 了曲线拟合，效果满意；并对拟合函数进行了 Fourier变换，确定了内部局部放电电脉冲的频 域特性。上述计算结果与相关文献中实测结果基 本相符， 从而证实了本文数学模型和计算方法的 正确性和可行性。本文研究结果还表明，内部局 部放电电脉冲中包含有大量的频率大于的1MHz 高频分量，不能忽略。
第四部分 我们自己
组长：张 岩
（负责整个研究过程中人员的配置和协商，及研究报告的编写排版）
组员：杨建洲（PPT制作） 楚禹航（PPT答辩及讲解） 胡 强（外文期刊文献翻译） 杜佳徽（相关资料文献收集整理） 杨庆超（相关资料文献收集整理） 薛博水（数值计算与分析） 张珂豪（数值计算与分析）
致谢
首先感谢本组所有成员的辛勤付出，不管 我们的研究正确与否，我想这都是值得的 其次向所有关心和帮助过我们的人表示真 心的感谢。并且由衷感谢大家坚持听完我 们不知所谓的研究报告。
t0是在一定外施电压和内部局部放电电脉冲幅值 开始剧增成为电脉冲峰值10%瞬时时间； t是任意时间t>t0，y代表 时刻所对应的 电脉冲幅值 。 将式（9）变形为：
（10）
令：
则式（10）变为下式：
（11）
式（11）表明Z与成线性关系，这样通过上述变换，已将非线性 曲线拟合转变为较易进行的线性回归，从而可以确定非线性拟合 函数 。在进行上述拟合时相关系数R按定义如下：
图2
第二部分 局部放电的数学模型研究
参考相关文献建立了局部放电含内部介质气道的 人工试样模型与其等效电路图如下：
图3
由电路模型外施电压引起的内部气道中的电场强 度Eg近似为：
(1)
ε
式中 u——外施电压 ｄ——内部气道的厚度， 且d=d2=d3=0.18mm ε ——聚醋材料在工频室温时的相对介电系数，取=3.2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（12）
其中：
并且 。若 越接近1，则表示拟合的相 关性越好，所选取的拟合函数越好。
在确定了系数C1、C2后，就可以按Fourier变换方法 和拟合函数（8）求出其相应频域特性
（13）
幅频特性为：
（14）
其中，
为角频率，f为频率。
归一化后的幅频特性 ：
（15）
由该特性方程可得出频率特性如下图示
局部放电物理模型、频谱分析研究
班级：电自101班
LOGO
系统的背景及意义
定义：在极不均匀电场中，可能只有部分间隙中的场强达 到临界值，出现放电，这种现象叫做局部放电。
意义：在整个研究过程中，我们各施其职，展现了 各自优秀的能力。并且达到了深化课程学习，理解 课程内容的目的
背景：为提高高电压技术的学习效果，同时基于本 课程的理解以及深化对流注理论的认识，我们选择 了局部放电的研究课题
m，n，T，a是与电场强度和时间有关的中间变量，其定义 详见文献
考虑到内部气道中总电场强度E，包括外施电压产生的电 场强度和内部局部放电产生的电子电荷电场Ee这两部分 ，即
（6）
Eg按式一计算，因为气道内部的尺寸比 故可以采用一维泊松方程求解如下：
（7）
图4是在不同的外施电压和内部气压条件下计算 得到的内部放电电脉冲的动态
式(1) 与在平板形绝缘结构中含有扁平内部气隙时 得到的结果完全一致
设内部气道里向如图2所示，根据气体放电理论 可知，描述内部放电的动态过程数学模型就是下 列连续方程 ：
式中：ρ——电子电荷密度 υ——电子迁移速度 α——电子碰撞电离系数 x——空间变量
t——时间变量
为了求解偏微分方程(2)，还必须确定相应的初始条件和边界条件 初始条件 边界条件 （ 3） （ 4）
图4 局部放电电脉冲的频谱特性
图4是两种不同条件下的计算结果，可见计算得到的内部局 部放电电脉冲的频谱特性中确实有大量的高于频率的高频信 号分量，并且有超过的高频分量，图4中拟合相关系数接近 于1说明拟合效果满意，拟合函数选择得好。
P=60kPa，u=1.8kv
P=40kPa，u=1.2kv
图5内部局部放电的频域特性
主要内容
第一部分：电子崩、流注理论相关介绍 第二部分：局部放电的数学模型研究 第三部分：参考文献 第四部分：献给我们自己
第一部分
汤逊理论认为，δd 较小时气体间隙的击穿主 要由电子的碰撞游离和正离子撞击阴极表面 造成的表面游离所引起的。电子崩形成如下 图所示：
图1
流注理论
在外施电场作用下，电子崩由阴极向阳极发展，由于气 体原子（或分子）的激励、电离、复合等过程产生光电 离，在电子崩附近由光电子引起新的子电子崩，电子崩 接近阳极时，电离最强,光辐射也强。光电子产生的子 电子崩汇集到由阳极生长的放电通道，并帮助它的发展 ，形成由阳极向阴极前进的流注
j t
d
对于方程及初始条件和边界条件，利用仍变换方法 可以导出描述内部局部放电电脉冲的动态时域特性， 即流过气隙间距为d的平均电子流密度 如下
对于方程及初始条件和边界条件，利用仍变换方法可以导出描述内部局部放电电脉冲的动态时域特性，即流过气隙间距为d的平均电子流密度
如下
（5）
式中是内部气道负表面单位面积上的初始电荷密度；