局部放电
变压器局部放电
变压器局部放电变压器是电力系统中不可缺少的设备，用于改变电压的大小，以实现电能的传输和分配。
然而，变压器在运行过程中可能会出现局部放电的问题。
局部放电是指在变压器内部的绝缘材料中发生的局部放电现象，它可能会导致设备故障和电力系统的不稳定性。
本文将讨论变压器局部放电的原因、检测方法以及预防措施。
一、局部放电的原因1. 绝缘材料缺陷：变压器的绝缘材料可能存在缺陷，如气泡、杂质和裂缝等。
这些缺陷会影响材料的绝缘性能，从而导致局部放电的发生。
2. 老化和磨损：长时间的运行和负荷变化会导致变压器内部的绝缘材料老化和磨损。
老化的绝缘材料会失去原有的绝缘性能，容易引发局部放电。
3. 过电压：电力系统中的过电压是变压器局部放电的主要原因之一。
过电压可能由外部因素，如雷击，或者内部因素，如开关操作而产生。
当电压超过材料的击穿电压时，局部放电就会发生。
二、局部放电的检测方法1. 电压法：通过测量变压器的局部放电产生的脉冲电压来进行检测。
这种方法需要使用高频电压脉冲发生装置和电磁传感器来采集变压器局部放电产生的脉冲信号。
通过分析脉冲信号的特征可以判断局部放电的程度和位置。
2. 频谱分析法：该方法通过对变压器的电流或电压信号进行频谱分析来检测局部放电。
局部放电会产生特定的频谱特征，通过对频谱图的分析可以确定局部放电的存在和程度。
3. 热像仪法：利用红外热像仪对变压器表面进行扫描，通过测量热量分布来检测局部放电。
局部放电会产生热量，导致变压器表面温度的异常升高。
热像仪可以实时监测变压器表面温度的变化，从而判断局部放电的情况。
三、局部放电的预防措施1. 绝缘材料的选择：选择具有良好绝缘性能的绝缘材料，减少绝缘材料的缺陷和老化现象。
2. 绝缘材料的维护：定期检查和维护变压器的绝缘材料，及时更换老化和磨损严重的部件，确保其良好的绝缘性能。
3. 过电压保护：安装过电压保护装置，及时检测和抑制过电压现象，保护变压器免受过电压的侵害。
局放试验
超声波是一种振荡频率高于20kHz的声波，超 声波的波长较短，可以在气体、液体和固体等 媒介中传播，传播的方向性较强、故能量较集 中，因此通过超声波测试技术可以测定局部放 电的位置和放电程度。
超声波局部放电测量特点： 1. 可以较准确的测定局部放电的位置。 2. 测量简便。可在被测设备外壳任意安装传感器。 3. 不受电源信号的干扰。
如采用示波器观察脉冲，应先调节宽带放大器的增益， 得到一个高度为L0mm的脉冲，然后计算单位刻度的放电量 q0/ L 0，此时L0= q0。试品册得的视在放电量q= UN.Cq （L/ L0）若放大器变档则：
q= UN.Cq（L/ L0）×10(N1-N2) 示波器读数 L:测量信号高度 ；L0：校正信号高度 N1:测量档位 N2:校 正档位
低压施加3相倍频电源。
试验方法：测量A相，B、C分别接地，其他两相同 理。判定时取最大值。试验时铁心接地。
第六节 局部放电波形图谱识别 1.内部放电：
单气隙
多气隙
2.表面放电：
3.电晕放电： 4.干扰放电波形：
接触不良
可控硅元件动作
磁饱和产生的谐振波形
调制或非调制的干扰波形
荧光灯产生的干扰
第七节 局部放电试验应注意的事项：
三、放电量与各参数间的关系 一个脉冲真实放电量qr，Ug、Ur等参数在实际试品中 是不可知的，同时绝缘缺陷各不相同，故真实放电量 是不可以直接测量的。 局部放电将引起绝缘上所施加电压的变化,产生一个 ΔU,同时也引起绝缘介质中电荷q的转移,我们称之为视 在放电量。
第二节 局部放电测量方法
局部放电会产生各种物理、化学变化，如发生 电荷转移交换，发射电磁波、声波、发热、发 光、产生分解物等，所以有很多测量局部放电 的方法，一般分为电测法和非电测法。
GIS局部放电检测方法及原理
GIS局部放电检测方法及原理局部放电（Partial Discharge，PD）是指在绝缘材料内部或表面的缺陷处产生的电气放电现象。
对于高压设备来说，局部放电是一种常见的故障现象，它会导致设备的绝缘性能下降，甚至引起设备的损坏和故障。
因此，准确地检测和定位局部放电对于高压设备的正常运行和维护至关重要。
GIS（Gas Insulated Switchgear）是一种常用于高压电力系统中的绝缘开关设备，它采用SF6（六氟化硫）气体作为绝缘介质。
局部放电检测对于GIS设备尤为重要，因为SF6气体中的水分和杂质会导致局部放电的发生和发展。
局部放电检测方法主要可以分为以下几种：1.电流法：通过测量设备中的电流来检测局部放电。
当局部放电发生时，会产生很小的电流信号，可以通过高灵敏度的电流传感器进行检测。
电流法检测的优点是简单、直接，可以实现在线监测，但其对放电的定位能力有限。
2.光纤法：利用光纤传感器对局部放电进行检测。
光纤传感器可以将放电信号转化为光信号，通过光纤传输到检测系统进行分析。
光纤法的优点是高灵敏度、抗干扰能力强，且可以实现多点监测和远程监控。
3.超声法：通过检测局部放电产生的超声波信号来确定放电源的位置。
超声波可以通过绝缘材料传播，当局部放电发生时，会产生高频的超声波信号。
超声法的优点是对放电的定位能力强，可以准确地确定放电源所在的位置。
4.热像法：通过红外热像仪对设备进行检测，通过测量设备表面的温度分布来判断是否存在局部放电。
局部放电会产生热量，导致设备表面温度的升高，可以通过热像法进行检测。
热像法的优点是对设备进行非接触式检测，可以实现远程遥测和实时监测。
局部放电检测的原理主要包括以下几个方面：1.电场效应：局部放电的发生和发展会引起绝缘材料内部或表面电场的变化。
通过对电场分布和变化进行监测和分析，可以检测到局部放电的存在。
2.微波效应：局部放电会产生高频的电磁波信号，可以通过检测和分析这些信号来判断放电源的位置和强度。
高压开关的局部放电分析与检测
高压开关的局部放电分析与检测高压开关是电力系统中重要的设备之一，其中局部放电是常见的故障现象。
局部放电的存在会导致开关的性能下降，甚至引发故障，因此对高压开关进行局部放电的分析与检测至关重要。
1. 局部放电的定义与原理局部放电是指在高电场强度作用下，介质中局部地出现的暂时的放电现象。
由于高压开关通常处于高压环境下工作，介质中存在着微小的缺陷，当电场强度超过局部放电起始电场强度时，缺陷处会出现放电现象。
局部放电会产生瞬时的电流和电压波形，导致系统的故障。
2. 局部放电的检测方法目前，常用的局部放电检测方法包括超声波法、电容法、累积量法和谐波分析法等。
2.1 超声波法超声波法是通过检测局部放电产生的声波信号来判断是否存在局部放电。
超声波法能够检测到开关内部的放电现象，并可以通过声音的强弱来评估放电的严重程度。
该方法具有精度高、对环境影响较小等优点。
2.2 电容法电容法是利用高压开关系统内部的电容来检测局部放电。
通过测量电容的变化，可以判断是否存在放电现象。
电容法相比其他方法具有灵敏度高、实时性好的特点。
2.3 累积量法累积量法是将局部放电产生的离子进行收集和计数，通过计算累积量的变化来分析放电的程度。
累积量法具有可靠性高、抗干扰能力强的优点。
2.4 谐波分析法谐波分析法是通过分析局部放电产生的谐波特征来判断放电的现象。
利用高频和超高频谐波频谱的变化，可以评估放电的强度和位置。
谐波分析法准确性高，但需要专业仪器进行分析。
3. 局部放电分析的意义与要求局部放电的分析可以帮助我们评估高压开关的健康状况，及时发现潜在的故障风险，采取相应的维修和保养措施。
为了准确分析局部放电，有以下几点要求。
3.1 选取合适的检测方法不同的局部放电检测方法适用于不同的情况，我们需根据具体情况选择合适的检测方法。
例如，对于已安装的高压开关，超声波法可能是最合适的检测方法之一。
3.2 确定检测频率和周期检测局部放电的频率和周期需要合理选择，过低的频率和长的周期可能会导致漏检，而过高的频率和短的周期则可能会造成浪费和资源消耗。
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.。
局部放电
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第 一 章
静 电 场
2.产生局部放电的原因 ① 设备电极系统不对称，如针对板、圆柱体等。 在变压器的高压出线端，电缆的末端等部位电 场比较集中，容易首先产生放电； ② 介质不均匀，介质中的电场强度反比于介电常 数，因此介电常数小的介质中电场强度就高于 介电常数大的； ③ 绝缘体中含有气泡或其他杂质。绝缘体中有气 泡存在是产生局部放电的最普遍原因。此外， 裂缝、高场强中有电位悬浮的金属存在；
第 一 章
静 电 场
第 一 章
静 电 场
金属污染缺陷电场分析
第 一 章
静 电 场
气泡缺陷电场分析
第 一 章
静 电 场
局 部 放 电 的 基 本 概 念
1.局部放电的定义 电气设备的绝缘系统中，当局部区域的电场强 度达到该区域介质的击穿场强时，该区域就会出现 放电，但放电并没有贯穿施加电压的两导体之间， 即整个绝缘系统并没有击穿，仍然保持绝缘性能， 这种现象称为局部放电。发生在绝缘体内的称为内 部局部放电；发生在绝缘体表面的称为表面局部放 电；发生在导体边缘而周围都是气体的，可称之为 电晕。
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第 一 章
静 电 场
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第 一 章
静 电 场
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第 一 章
静 电 场
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第 一 章
静 电 场
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第 一 章
静 电 场
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பைடு நூலகம்
第 一 章
静 电 场
SMC护套
导电杆
半导电漆涂刷位置
瓷套 变压器箱盖板
第 一 章
静 电 场
电流互感器的 盆式绝缘子
局部放电的检测方法
局部放电的检测方法局部放电是一种电气设备故障的早期警示信号，它是导体表面或导体内部的局部区域发生放电现象。
局部放电会持续排放大量的电磁波，这些电磁波会通过空气传播到设备的周围，可以被适当的检测方法所捕捉到。
下面介绍几种常用的局部放电检测方法：1. 空气色谱法：这种方法使用特殊的气体传感器，如由电化学气体传感器或红外线气体传感器组成的阵列。
当设备发生局部放电时，电离的气体会在气体传感器上产生响应，从而通过分析气体成分和浓度来确定设备是否发生局部放电。
2. 红外热成像法：这种方法使用红外热成像相机来检测设备表面的温度变化。
当设备发生局部放电时，放电区域会产生热量，从而引起表面温度的不均匀分布。
通过使用红外热成像相机可以实时监测设备的表面温度，并从中检测出局部放电的存在。
3. 频率响应分析法：这种方法通过在电气设备上施加正弦交流电压，然后测量设备的频率响应来检测局部放电。
当设备出现局部放电现象时，放电区域会产生电荷积累，从而改变设备的频率响应。
通过测量频率响应曲线的变化，可以确定设备是否发生局部放电。
4. 超声波法：这种方法利用超声波传感器来检测设备发出的声音信号，从而确定设备是否存在局部放电。
当设备发生局部放电时，放电区域会产生特定频率的声音波，并通过超声波传感器捕捉到。
通过分析声音信号的频谱和幅值，可以确定设备是否存在局部放电。
5. 频谱分析法：这种方法通过将局部放电信号的频谱进行分析，来确定设备是否出现局部放电。
局部放电产生的信号包含多个频率成分，通过对信号进行频谱分析，可以确定是否存在局部放电，并确定其频率范围和幅值。
综上所述，局部放电的检测方法可以根据具体的需求和设备特点选择合适的方法进行检测。
不同方法有其特点和适用范围，可以互相补充，提高局部放电的检测准确性和可靠性，从而及时预警并采取必要的维护措施，避免设备故障的发生。
局部放电定义及类型
手持式局放检测仪PDSurveyor™
手持式局放检测仪标配置：
英国HVPD局放在线检测设备联系方式
上海砾亨通用设备有限公司 上海市宛平南路75号建科大厦2108室 邮编：200032 电话： 传真： 网址: 联系人：刘信
谢谢！
表面放电示意图 高压电缆的表面放电
电晕放电
什么是电晕放电 带电体表面在气体或液体介质中局部放电的现象，常发生在不均匀
电场中场强比较高的区域 电晕放电产生的原因 1) 电晕放电通常发生在尖端电极周围，在高压电气设备的尖端处通常都
存在尖端电极。 2) 当尖端电极周围的电场强度超过30kV/cm或更高时，将会产生电晕放电
局部放电产生的能量造成的 危害有：
1.介质局部温度上升，氧化加速，使介质的 电器、机械性能下降。
2.带电粒子撞击介质，切断分子结构。 3.放电作用下产生的活性气体与介质发生化 学反应，使介质性能变坏。
局部放电产生的能量的危害
局部放电产生的能量的危害
局部放电产生的能量的危害
局部放电的种类
表面放电 空穴放电 电晕放电
手持式局放检测仪PDSurveyor™的原理
• TEV （地电波检测探头）电路 –开关，电 缆接头，发电机和变压器的内部局放活动 都会产生瞬时接地电压(TEV)局放信号（这 个信号是纳秒级的）。TEV信号在一个更高 的频率范围5MHz – 70MHz之间。
• 该设备具有内置的TEV传感器，测试时背 对着设备放置可以测量到这些信号。合成 的局放信号用dB (分贝)来测量，这也符合在 线开关柜测量的惯例。
表面放电
什么是表面放电 表面放电是由绝缘体表面的污垢、水分和灰尘引起的一种放电现
象。 从微观上理解就是污染物在绝缘体周围将会产生高电场应力, 沿
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DGA
可靠性高。 判定指标规程完 善。
HFCT
操作简单。 判断方式容易掌 握。 放电测量可以定 量分析
UHF
局部放电检测灵 敏度高。 现场该频段干扰 小。 有GIS等设备成 功应用可以借鉴。
AE
受电气干扰少， 应用最为成熟；
带电检测，安全 可靠； 随时进行检测，
实践证明局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的主要 原因。其中，中、高压设备中高达85%的破坏性故障是由局部放电引 起的。 局部放电对绝缘产生的破坏作用可归纳为以下几种基本形式： 1. 带电质点的轰击 2. 热效应 3. 活性生成物（臭氧、硝酸、亚硝酸、草酸等）
4. 辐射效应
5. 机械力的效应 以上几种破坏机理往往同时存在，对于不同材料和不同工作条件， 可能以其中的某一种为主。
局部放电应用技术
2016-02-29
主要内容
• • • • • • • • 1.局部放电的概述 2.局放测试的发展 3.局部带电检测技术 4.AE技术 5.HFCT技术 6.UHF技术 7.TEV技术 8.总结
1.局部放电
概念：绝缘体中只有局部区域发生的放电，而没有贯穿施加电压的导体
之间，可以发生在导体附近，也可以发生在其他地方，这种现象称为局 部放电。
• 局部放电是一种脉冲放电，它会在电力设备内部和周围空间 产生一系列的 等物理现象和化学 变化。这些伴随局部放电而产生的各种物理和化学变化可以 为监测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。
解剖运行中老化了的电工设备和观察人工加速电老化的试样，经常可以看 到绝缘体表面或内部存在树枝状的放电痕迹，这些痕迹通常是由于局部放电使 绝缘材料碳化所遗留下来的，因此树枝放电的发展过程，就是最普遍的电老化 过程。 （a）树枝引发机理可能是气隙、油隙或其它杂质引起局部放电而产生的； （b）也可能是高场强下，电极电子注入介质，在很大的电流密度下，使介 质气化爆裂而形成的； （c）也可能是由于在交变电场下，麦克斯韦力的反复作用，使介质疲劳开 裂而造成的。
检测阻抗
接RC 检测阻抗的测试回路
并联法测量回路
串联法测量回路
平衡法测量回路
（a）并联法多用于试品电容较大或试品有可能被击穿的情况下，过大的 工频电流不会流入检测阻抗Zd而将Zd烧损并在测试仪器上出现过电压的 危险。 （b）串联法多用于试品电容较小情况下，耦合电容具有滤波作用，能 够抑制外部干扰，而且 测量灵敏度随Ck/Cx的增大而提高。 （c）平衡法需要两个相似的试品，其中一个充当耦合电容。它是利用电 桥平衡的原理将外来的干扰消除掉，因而抗干扰能力强。
脉冲电流法基本电路示意图
检测阻抗，也称为输入单元，其主要作用是取得局部放电所产生 的高频脉冲电流信号， 并对试验电源的工频及其谐波低频信号则予以 抑制。检测阻抗是连接试品与仪器主体部分的关键部件，对仪器的频 率特性与灵敏度有直接关系。检测阻抗可分为RC型及LCR型两大类， 如下图所示，图中电容Cd主要由至仪器主体连接电缆的电容、放大器 输人电容等组成。
脉冲性：局放表现为脉冲。由于每次放电时间都极短，大约在 10~100ns，即放电的表现是很高频的脉冲信号，因此交流电压下的 局部放电等效电路为传统的三电容模型，忽略了等效电阻的存在。
相位性：在交流电压下有明显的相位特征，起始放电相位为45º~90º， 225º~270º；
对称性：单个周期的放电脉冲幅值不整齐，一、三象限不完全相同， 但在统计和概率的意义上讲是对称的。
TEV
受外界干扰小 带电检测，安全可 靠； 可以对设备内部的 局部放电源进行定 位。
概念新颖，符合 用户需要。
随时跟踪分析绝 缘缺陷。 可以对变压器内 部的局部放电源 进行准确定位。
油中溶解气体
高频电流检测
特高频检测
超声波检测
暂态地电压
在绝缘介质中，由于在制造或使用过程中会残留一些气泡或其他杂 质，于是在绝缘体内部或表面就会出现某些区域的电场强度高于平均电 场强度，而某些区域的电场强度低于平均电场强度，因此在某些区域就 会首先发生放电，而其他区域仍然保持绝缘的特性。 局部电场畸变、局部场强集中，从而导致绝缘介质局部范围内的气 体放电或击穿所造成的。它可能发生在导体边上，也可能发生在绝缘体 的表面或内部。在绝缘体中的局部放电甚至会腐蚀绝缘材料，并最后导 致绝缘击穿。
试品的视在放电量为：
Ko=qo/Ho q=KoH
为弥补传统预防性检测手段的不足，有必要推行一种新的检修形式，即电力设 备绝缘状态的带电检测和在线监测，在不停电的情况下对电力设备的运行状态 进行检测。这种检测形式可以大大提高试验的真实性与灵敏度，及时发现各类 缺陷。带电检测不影响设备的正常运行，不需要停电，弥补了常规检测的不足。
不论树枝放电是怎样引发的，一旦引发之后，其发展过程和局部放电分不开。
开始
成长分枝
到达另一电极
击穿
影响电老化速度的诸多因素 局部放电对绝缘的破坏速度即电老化速度，影响电老化速度的因 素很多，除了电介质本身的特性之外，大致可归纳为以下几方面： 1. 电场强度：提高电场强度会使局部放电加剧，放电量、放电次数、 放电功率都会相应增加 2. 频率：局部放电对绝缘体的破坏，与放电重复率有关，放电重复率 高，绝缘体就被破坏得快，而放电重复率几乎与施加电压的频率成正 比。 3. 气隙的状态与气体成分：绝缘体中放电气隙的形状、大小、位置分 布以及气隙中气体成分、压力等等都会影响局 部放电的状态，从而影 响电老化寿命 4. 环境的温度、湿度：温度和湿度对电老化的影响是比较复杂的，在 不同的条件下往往会导致完全相反的结果。
化学、电磁辐射等多种物理想象，并且油中放电还会分解出气体，产生 能量损耗，引起局部过热。因此，根据监测的物理量不同，局部放电检 测方法总体上可以分为电测发和非电测法。 1. 电测法 脉冲电流法
： 绝缘介质产生局部放电时伴随出现声、光、
无线电干扰法
介质损耗法 2. 非电测法 声测法（超声检测） 光测法（荧光光纤检测） 温度测量法（光纤测温检测） 化学分析法（色谱分析）
在局部放电的电测法中，如果未经放电量的校正，就无法知道检测 仪显示的放电脉冲的幅值代表试品的多少放电量。电测法局部放电检测 系统的定量校正是根据视在放电量的定义，如果定量校正试品Cx产生的 局部放电量，可以用幅值为U0的方波电压源串联小容量C0组成人工模拟 支路并将产生的放电量q0注入Cx两端，次注入的电荷量为q0=U0C0，这 时在局部放电检测仪的显示器上可测到脉冲高度H0，则放电量的分度系 数为：
5. 机械应力：试验证明存在机械应力会使电老化寿命缩短，这可能是 由于机械应力的存在，促进了电老化过程微小裂纹的产生和发展。
2.局部放电技术的发展
1. 与交流耐压试验相比，局部放电试验是非破坏性试验，不会损害绝缘性 能。
2. 局部放电试验具有较ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的灵敏度。 3. 局部放电监测可以弥补耐压试验的不足。对运行中的电气设备进行定期 局部放电追踪测试，可以确保设备的安全运行。
绝缘介质内部含有一个气隙时的放电情况是最简单的，如下图(a) 所示。图中c 代表气隙，b 是与气隙串联部分的介质，a 是除了b 之 外其他部分的介质。假定这一介质是处在平行板电极之中，在交流电 场作用下气隙和介质中的放电过程可以用下图(b)所示的等效电路来分 析。
a) 绝缘介质的气隙
b)等效电路
（a）绝缘介质内气隙放电空间电荷分布