第5章 电力电容器局部放电测试方法
局部放电试验
局部放电试验局部放电测量指导书一、适用范围本指导书适用于电力设备在交流电压下进行局部放电试验，包括测量在某一定电压下的局部放电量、设备局部放电的起始电压和熄灭电压。
二、测量基本方法与步骤2.1试验方法：根据接线方式可分为并联法、串联法，即检测阻抗与被试品串联进行测量，称为串联法；检测阻抗与被试品并联进行测量，称为并联法，此时，需加测量用耦合电容器。
对于变压器来说，一般通过套管末屏处测量，类似并联法。
(1) 并联法：2.2试验步骤：2.2.1试验接线：应根据被试品的特点完成接线，检查试验加压回路、测量系统回路；2.2.2试验回路校准：在加压前应对测试回路中的仪器进行例行校正，以确定接入试品时测试回路的刻度系数，该系数受回路特性及试品电容量的影响。
在已校正的回路灵敏度下，观察未接通高压电源及接通高压电源后是否存在较大的干扰，如果有干扰应设法排除。
2.2.3试验前试品应按有关规定进行预处理：（1）使试品表面保持清洁、干燥，以防绝缘表面潮气或污染引起局放。
（2）在无特殊要求情况下，试验期间试品应处于环境温度。
（3）试品在前一次机械、热或电气作用以后，应静放一段时间再进行试验，以减少上述因素对本次试验结果的影响。
2.2.4测定局放起始电压和熄灭电压拆除校准装置，其他接线不变，在试验电压波形符合要求的情况下，电压从远低于预期的局放起始电压加起，按规定速度升压直至放电量达到某一规定值（一般为局放仪在测量时可观测到的设备放电）时，此时的电压即为局放起始电压。
其后电压再增加10%，然后降压直到放电量等于上述规定值，对应的电压即为局放熄灭电压。
测量时，不允许所加电压超过试品的额定耐受电压，另外，重复施加接近于它的电压也有可能损坏试品。
2.2.5测定局部放电量（1）无预加电压的测量试验时试品上的电压从较低值起逐渐增加到规定值，保持一定时间再测量局放量，然后降低电压，切断电源。
有时在电压升高、降低过程中或在规定电压下的整个试验期间测量局放量。
局部放电测试方法
局部放电测试方法局部放电测试方法随着电力设备电压等级的提高，人们对电力设备运行可靠性提出了更加苛刻的要求。
我国近年来110kV以上的大型变压器事故中50％是属正常运行下发生匝间或段间短路造成突发事故，原因也是局部放电所致。
局部放电检测作为一种非破坏性试验，越来越得到人们的重视。
虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。
若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。
对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。
因此，高压绝缘设备都把局部放电的测量列为检查产品质量的重要指标，产品不但在出厂时要做局部放电试验，而且在投入运行之后还要经常进行测量。
对电力设备进行局部放电测试是一项重要预防性试验。
根据局部放电产生的各种物理、化学现象，如电荷的交换，发射电磁波、声波、发热、光、产生分解物等，可以有很多测量局部放电的方法。
总的来说可分为电测法和非电测法两大类，电测法包括脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等，非电测法包括声测法、光测法、化学检测法和红外热测法等。
一、电测法局部放电最直接的现象即引起电极间的电荷移动。
每一次局部放电都伴有一定数量的电荷通过电介质，引起试样外部电极上的电压变化。
另外，每次放电过程持续时间很短，在气隙中一次放电过程在10 ns量级；在油隙中一次放电时间也只有1μs。
根据Maxwell电磁理论，如此短持续时间的放电脉冲会产生高频的电磁信号向外辐射。
局部放电电检测法即是基于这两个原理。
常见的检测方法有脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等。
1．脉冲电流法脉冲电流法是一种应用最为广泛的局部放电测试方法。
脉冲电流法的基本测量回路见图3-5 。
图中C x代表试品电容，Z m（Z'm）代表测量阻抗，C k代表耦合电容，它的作用是为C x与Z m之间提供一个低阻抗的通道。
电力电容器的局部放电测量
电力电容器的局部放电测量
王安明
【期刊名称】《电力电容器技术》
【年(卷),期】1990(000)002
【总页数】3页(P27-29)
【作者】王安明
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TM531.406
【相关文献】
1.电力电容器主绝缘局部放电特性的研究 [J], 李舟;程璐;李原;刘轩东;张乔根
2.电力电容器局部放电数字测量技术 [J], 周舟
3.电力电容器局部放电测量中一些问题的探讨 [J], 龚家卿
4.基于SLO实时分解的电力电容器局部放电信号检测方法研究 [J], 杨轶婷
5.电力电容器浸渍剂及电容器极对壳的局部放电测量研究 [J], 任双赞;蒲路;黄国强;琚泽立;赵学风;刘洋;刘晶;曹晓珑
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局部放电试验的方法与步骤
局部放电试验的方法与步骤
试验方法
按GB 1094．3《电力变压器第三部分绝缘水平和绝缘试验》第11.4款和附录A及GB7354的规定。
被试绕组的中性点端子应接地。
对于其他的独立绕组如为星形连接应将其中性点端子接地，如为三角形连接应将其一个端子接地。
一台三相变压器，可按照单相连接的方式逐相地将电压加在线端进行试验。
试验接线
试验原理接线图如图1所示，试验接线完成后检查接线的正确性。
试验步骤
作业负责人检查试验接线正确，确认试验现场布置好安全围栏并无人后即可开始试验，试验按照图2加压程序图进行，在不大于1/3U1。
的电压下接通电源并增加至U1，持续5 min，再增加至U2，保持5 s，然后，立即将U2降低到U1，保持30 min，当电压再降低到1/3 U1以下时方可切断电源。
试验过程中保持对局部放电仪的观察，若出现异常，应停止试验。
试验完成后，由试验负责人对实验结果正确性的初步确认。
局部放电测试方法
局部放电测试方法随着电力设备电压等级的提高，人们对电力设备运行可靠性提出了更加苛刻的要求。
我国近年来110kV以上的大型变压器事故中50％是属正常运行下发生匝间或段间短路造成突发事故，原因也是局部放电所致。
局部放电检测作为一种非破坏性试验，越来越得到人们的重视。
虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。
若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。
对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。
因此，高压绝缘设备都把局部放电的测量列为检查产品质量的重要指标，产品不但在出厂时要做局部放电试验，而且在投入运行之后还要经常进行测量。
对电力设备进行局部放电测试是一项重要预防性试验。
根据局部放电产生的各种物理、化学现象，如电荷的交换，发射电磁波、声波、发热、光、产生分解物等，可以有很多测量局部放电的方法。
总的来说可分为电测法和非电测法两大类，电测法包括脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等，非电测法包括声测法、光测法、化学检测法和红外热测法等。
一、电测法局部放电最直接的现象即引起电极间的电荷移动。
每一次局部放电都伴有一定数量的电荷通过电介质，引起试样外部电极上的电压变化。
另外，每次放电过程持续时间很短，在气隙中一次放电过程在10 ns量级；在油隙中一次放电时间也只有1μs。
根据Maxwell电磁理论，如此短持续时间的放电脉冲会产生高频的电磁信号向外辐射。
局部放电电检测法即是基于这两个原理。
常见的检测方法有脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等。
1．脉冲电流法脉冲电流法是一种应用最为广泛的局部放电测试方法。
脉冲电流法的基本测量回路见图3-5 。
图中Cx 代表试品电容，Zm（Z'm）代表测量阻抗，C k代表耦合电容，它的作用是为C x与Z m之间提供一个低阻抗的通道。
电线电缆电性能试验方法局部放电试验
中华人民共和国国家标准电线电缆电性能试验方法局部放电试验Test methods for determining electrical properties of electric cables and wiresPartial discharge testGB／T 3048.12—1994代替GB 3048.12—1983国家技术监督局1994-05-19批准1995-01-01实施本标准等效采用IEC 885-3(1988)整根挤包电缆局部放电试验。
1 主题内容与适用范围本标准规定了局部放电的试验设备、试样制备、试验步骤及注意事项。
本试验方法适用于测量不同长度挤包绝缘电力电缆的局部放电，即在规定电压下和给定灵敏度下测量电缆的放电量或检验放电量是否超过规定值。
电线电缆电性能试验的一般要求、定义及试验设备的定期校验要求规定在GB／T 3048.1中。
2 引用标准GB／T 3048.1 电线电缆电性能试验方法总则3 试验设备3.1试验设备由千伏安容量满足被试电缆长度要求的高压电源，高压电压表，测量回路，放电量校正器，双脉冲发生器等组成。
如有必要，还包括终端阻抗或反射抑制器。
试验设备所有部件的噪声水平应足够低，以得到所要求的灵敏度。
试验电源的频率取接近正弦波形的工频交流49～61Hz。
峰值与有效值之比等于2，误差±7%。
3.1.1试验回路和仪器试验回路包括试品，耦合电容器和测量回路。
测量回路由测量阻抗(测量仪器的输入阻抗和选定与电缆阻抗匹配的输入单元)，连接导线和测量仪器等组成。
测量仪器或检测器包括合适的放大器，示波器，另外可根据需要增加仪器指示局部放电的存在并测出视在电荷。
3.1.2双脉冲发生器局部放电测试回路的特性需用双脉冲发生器进行校核，双脉冲应与工频同步，两个结对且相等的脉冲，其间隔时间，应从0.2到100μs连续可调，脉冲的前沿(上升时间)应不超过20ns，从10%波头值到10%波尾值的时间应不超过150ns。
局部放电试验方法
局部放电试验方法1. 引言局部放电试验是一种常用的电力设备故障预警和健康评估手段。
本文介绍了局部放电试验的基本原理、试验设备和试验方法。
2. 基本原理局部放电是在电器设备绝缘系统中出现的一种电击穿放电现象。
通过监测和分析局部放电信号，可以判断设备绝缘的健康状况。
局部放电试验基于以下两个基本原理：- 电压波形检测：通过施加一定的电压波形，监测设备绝缘系统中是否发生局部放电。
常用的电压波形包括直流、交流等。
- 放电信号分析：通过分析局部放电信号的特征，判断放电的类型和位置。
常用的分析方法包括时间域分析、频谱分析等。
3. 试验设备进行局部放电试验需要以下基本设备：- 发生器：用于产生所需的电压波形。
- 电流传感器：用于监测局部放电产生的电流信号。
- 放电检测器：用于检测和记录局部放电信号，并对信号进行分析。
- 数据分析软件：用于对局部放电信号的特征进行分析和判别。
4. 试验方法局部放电试验一般按照以下步骤进行：1. 确定试验对象：选择需要进行局部放电试验的电器设备。
2. 准备试验设备：根据试验对象的特点和试验要求，配置相应的发生器、电流传感器、放电检测器和数据分析软件。
3. 设置试验参数：根据试验要求，设置合适的电压波形和试验时长。
4. 进行试验：按照设定的试验参数，施加电压波形，并监测和记录局部放电信号。
5. 数据分析：利用数据分析软件对采集到的局部放电信号进行分析和判别，评估设备绝缘的健康状况。
6. 结果报告：根据分析结果，撰写局部放电试验的结果报告，并提出相应的建议和措施。
5. 结论局部放电试验是一种有效的电力设备故障预警和健康评估手段。
通过合理选择试验方法和设备，并对局部放电信号进行准确的分析，可以提高设备绝缘的检测和评估能力，确保设备运行的安全可靠。
参考文献：- 张三, 李四. 局部放电试验方法及应用研究. 电力设备管理, 2020, 20(3): 12-17.。
电力电容器的局部放电测量17页PPT
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
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电力电容器的局部放电测量
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第5章电力电容器局部放电测试方法5.1 电力电容器局部放电的产生和危害电力电容器采用浸渍纸、浸渍薄膜以及浸渍纸和薄膜组合的绝缘结构。
与其它绝缘结构相比，电力电容器的重要特点是介质的工作场强特别高，由于局部放电使电容膨胀，早期损坏以及发生爆炸的现象早已引起制造部门和运行部门的重视。
例如，在全膜电容器中，介质损耗大大降低，热击穿可能性下降了，更加突出了电击穿的可能性。
因此，在设计制造全膜电容器时，首先应考虑的就是局部放电问题。
电容器是由几种介质串联的组合绝缘，在交流电压下，电压分配与各层的电容量成反比，在直流电压下，电压分配与各层的绝缘电阻成正比，因此组合绝缘的耐电强度与各成分的耐电强度和搭配情况有关。
局部放电包括绝缘结构内气隙中的放电和浸渍剂中的局部放电。
局部放电可以发生在电容器极下面的绝缘层中，即均匀电场部分所包含的气隙中，也可以发生在极板边缘电场集中处。
绝缘中气泡发生放电后，除了产生热，破坏介质的热稳定性之外，还产生离子或电子对介质的撞击破坏，以及形成臭氧和氮的氧化物，对介质产生化学腐蚀作用。
当气隙厚度增加、介质厚度增加或介质的介电常数增加时，均使局部放电场强下降。
在理想情况下E可以很高，但如果浸渍剂干燥不够，去气不彻底或液体中含有杂质，则会使电场i发生畸变，产生电场集中，使E下降很多。
因此，电容器必须采取严格的真空浸渍。
i另外，产生放电的原因是过电压的作用使介质内部某处场强过高而产生局部放电。
在交流电压作用下，电容器绝缘中局部放电首先在场强较高的电极边缘产生。
用显微镜观察油浸纸局部放电的破坏过程，当电场足够高时、首先在电极边缘上的纸纤维发生断裂，于是电极边缘下的纸发生突起并出现小洞，此后小洞不断扩大延伸到下一层纸，这时部分纤维断裂完全脱离了纸，扩散到油中或沉积在损伤部位，但纸没有炭化，最后多层纸均被损伤，在最薄弱点产生击穿，在击穿通道上生成整齐的炭化边缘。
当遇到纸层中弱点时也会贯穿纸层，最后发生击穿。
对绝缘材料研究表明，在局部放电作用下寿命是随电场的增加而呈指数式下降的。
大量的事实证明，电力电容器内部局部放电是造成电容器膨胀和早期损坏的一个重要原因。
5.2 电力电容器局部放电测量参数及技术规定5.2.1 评定电力电容器局部放电的参数目前，在电力电容器局部放电试验中主要有放电量、起始放电电压以及放电熄灭电压等。
一、放电量q有的产品（如耦合电容器）规定，在测量电压下放电量不超过某一数值为合格；在另一些产品中（如移相、串联等电容器）只规定在测量电压下一定时间内放电量不变大就为合格。
放电量q随电压作用时间的变化趋势分析是判断试品质量的重要手段，如图5.1中曲线a中放电量随电压作用时间变化而增加不多，而曲线b却增加很多，显然试品a的质量好于b。
ba302010 01020 时间 (m in)放电量q (p C )图5.1 放电量随施加电压时间的变化(a) 好试品 (b) 劣试品二、局部放电起始电压i U 和熄灭电压e U试验电压从不发生局部放电的较低电压逐渐增加，当观察到的放电量超过规定值时，外加电压的最低值为局部放电的起始电压。
这里的规定值是随试品容量不同而变化的：当试品容量小于40nF 时，规定值为3pC ；当试品电容大于或等于40nF 时，规定值为)pC (10/5.1x C ，其中x C 为试品电容以nF 计。
这主要是考虑到脉冲电流法的灵敏度大约是与x C 成反比，因此，x C 大时最小可测放电量就相应增大。
电容器技术条件规定，整台电容器做局部放电试验时，施加电压不得超过额定耐受试验电压T U ，若起始放电电压i U 高于T U ，则不必测量i U ；若T i U U <，则应记下i U 值。
通常都是Ti U U >的，因而整台电容器的起始放电电压往往是通过测量元件的起始放电电压来评估的。
在第3章中已提到，油纸绝缘中经常会出现在试验电压上升过程测得的放电量q 值，比下降过程在同一电压下测得的q 值小。
使u q -曲线呈回滞曲线。
电容器油的吸气性能愈差，回滞曲线所围的面积就愈大，放电起始电压与熄灭电压之比就愈大。
i U 、e U 和i e U U /比值愈高，说明电容器承受高电压的能力愈强，在过电压作用后能很快恢复而不会造成破坏。
一般电容器的i e U U /约为0.7，n e U U /约为1.15~1.2(n U 为额定电压)。
5.2.2 电力电容器局部放电测量技术规定不同类型的电力电容器对局部放电有不同的要求，主要产品的局部放电试验见表5.1。
表5.1 几种电容器局部放电测试技术规定(1) 试验电压应为正弦波，其频率为50Hz 或60Hz ，试验电路应有适当阻尼，以降低由于过渡过程引起的过电压，使电容器达到热平衡后再按表5.1的加压程序进行试验；(2) 测试前后测量电容，两次测量值之差应不超过元件中一根熔丝断开所造成的差值； (3) 试验在整台电容器上进行，但如果因被试电容太大，在整台上测局部放电不能得到满意的精度或设备容量不够时，可用模拟的较小电容器进行试验。
耦合电容器的局部放电试验应将交流电压施加于叠柱的高压端子和接地端子之间，并从较低电压值迅速增加到预加电压值，加压程序见表5.2。
表5.2 耦合电容器局部放电测量表中施加电压时间要大于1min ，这是由于刚升到预定电压时，局部放电有时由于有滞后现象不能马上出现，同时电压也还不稳定，所以要延时1min以后测。
5.3 电力电容器局部放电电测法5.3.1 试验电源电力电容器的电容量比一般高压设备如变压器、套管等大得多。
因此，测量时试验设备的容量也很大，如测量两台100kvar(接成平衡回路)的试品，设备容量若无补偿装置时，要大于200kV A 。
目前单台电力电容器的容量不断增大，单台224kvar 的电容器已大批量生产，就要求有更大的设备容量。
LI cue图5.2 L 、C 并联时的电容电流和电感电流 图5.3 L 、C 串联时电容和电感上的电压为了减少试验变压器的容量，采用补偿电抗器与被试电容器并联或串联组成谐振回路。
并联谐振时电抗器通过的电感电流抵消电容电流，这就可以大大减少试验变压器的容量，如图5.2所示，L I 和C I 相互补偿，使总电流I 减少。
串联谐振时，电感L 和电容器C 两端的电压会大大超过外施电压，见图5.3。
采用串联谐振回路，一方面可以在试品的两端得到高电压(试验电压)，另一方面电源波形也较好(电感起到一定的滤波作用)。
同时，这种线路也比较完全，一旦试品击穿，就失去谐振条件，电压就跟随着下降，对仪器也起到了一定的保护作用。
脉冲电流法要求试验电源如变压器、电抗器等本身都不放电或只有较小的放电量。
不然，这些设备本身的局部放电将给测量带来很大的干扰。
5.3.2 测试线路前面所介绍的基本测量回路都可用于电力电容器的测试。
但由于电力电容器的容量较大，如果耦合电容器kC较小，灵敏度更会大大降低。
另外，为了提高抗干扰的能力，一般在电力电容器的测试中均采用平衡回路，其线路如图5.4所示。
L调压器图5.4 电力电容器局部放电测试回路5.3.3 测量时应注意的问题一、检测阻抗的选择电力电容器的电容量从几百皮法到几百微法，比其它电工产品电容量的变化范围大，故要准备多个检测阻抗。
对不同容量的试品都能使试验电路的电容与检测阻抗的一次电感相匹配，使测试回路的频带能在放大器的频带范围之内。
随着电容量增大，局部放电的测试灵敏度将降低，而电容器所允许的放电量又远比变压器等低得多，所以选配合适全检测阻抗对提高测量灵敏度就显得更为重要了。
另外，电力电容器通常有较大的电容电流，并联电容器单台电容电流可能高达数十安培。
测量局部放电时，要求检测阻抗能承受较大的电流，在选用检测阻抗时要特别注意这一点，以免烧坏检测阻抗，使设备损坏。
选择检测阻抗的原则是首先考虑检测阻抗所能承受的电流，然后在此基础上尽量使调谐电容与检测阻抗的一次电感相匹配，以提高测试电路的灵敏度。
二、对整台电容器测量时应注意的问题1、要注意区别干扰信号对整台电容器进行局部放电测量时，由于电压较高，电源变压器、电抗器及高压引线的放电以及其它部位的放电(出线套管内及引线对壳等处的放电)都与元件介质内部的局部放电混杂在一起，这时可根据不同的放电波形、放电脉冲的相位及放电波形随加压时间的变化来加以区别，并采取相应的改进措施。
在耦合电容器的测试中，由于电压很高，允许的放电量又很小，所以还要特别注意排除高压引线上的电晕放电干扰，要在产品的高压端戴上防晕罩，同时还要注意排除因金属体处于悬浮电位造成的放电。
2、电容器元件串并联及电容器内部电感对整台电容器测试的影响 （1） 电容器元件串并联的影响电容器内部是由很多元件串并联组成的，不同产品其串并联数也不同。
由试验结果可知，当局部放电发生在某一元件内部时，从该元件两端与从整台电容器两端测得的放电量是不同的，差异主要决定于元件串联结构。
例如，有一台由8个相同元件串联组成的模拟电容器，每个元件都有一个抽头，顺序为1、2……9，现行取其中第5个元件进行测量，即将校正脉冲接在5、6两个抽头，并将此元件作为试样(即5、6两个抽头)，接到测试回路中，测得放电量为66pC ，以后校正脉冲不变(仍然接在5、6两个抽头上，而且注入的电荷也不变)，但以整台电容器作为试样，即将1、9两端接到测试回路中，这时测得的放电量为8.5pC 。
约来原来的1/8。
改换其他元件做同样试验，得到的结果都很接近。
这一现象不难解释：在整台试验时，放电只发生在一个元件内，假定一个元件的电容为C ，则式(1–5)中C c =C ，C b =C /7，实际放电量q C 为66pC ，在整台电容器两端(1、9两端)的视在放电电荷8.2566/8cb b ca ==+=C C C q q （pC ） (5.1)实际测得的略大一些，这可能是由于各端头的杂散电容的影响。
（2） 电容器中电感的影响通常测量电容器局部放电时，都是把电容器看作纯电容试品。
电力电容器的内部结构比较，其内部连线有电感，引出线也有电感，串并联元件本身也有电感，所以有时不能把它当作纯电容看待。
其中引线电感比元件电感大得多，所以电容器中固有电感主要为与电容相串联的引线电感所决定。
电容器的电感一般在0.1~0.3μH 之间。
电容器中固有电感对局部放电测量的影响有两方面：一方面是由于固有电感的存在，改变了测试回路的频率响应特性，从而影响测量的结果；另一方面是由于局部放电测量时，只能从电容器的外部端头上注入校正脉冲，即电荷不是真正注入到试品电容C x 两端，而是注入到C x 与电感L 串联的两端，这样测得的结果与没有电感存在时是有差别的，这些在实际测量中都应做具体分析。