电力电容器局部放电
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。
电力电容器常见故障问题及解决方法
电力电容器常见故障问题及解决方法摘要：电力系统运行过程中，电压的高低随着无功的变化而变化。
为了控制无功，保证电压稳定，提高电能质量，需要在系统中通过串联或是并联的方式接入电容器。
随着输变电技术的发展，电力电容已经成为了电力系统中的重要设备。
本文就针对电力电容器常见故障进行分析，然后提出相应的预防措施。
关键词：电力电容器；故障；问题；解决方法电力电容器是电力系统中重要的设备之一，在系统运行中，通过对电容器的投切来控制系统的无功功率，从而减少运行中损耗的电能，达到提高功率因数的目的。
长期的运行经验表明，电容器在运行过程中会因本身缺陷或者系统工况运行等原因出现漏油、膨胀变形、甚至“群爆”等故障，若无查出电容器故障原因，对系统的安全运行将造成严重威胁。
因此，对电容器运行故障进行分析处理显得至关重要。
1、电力电容器的常见故障现象1.1电力电容器的渗油现象电容器的渗漏油现象主要由电容器密封不严造成，具有很大的危害，要坚决避免渗漏油现象的出现。
但在实际的运行中，由于加工工艺、结构设计和认为因素等多方面的影响，套管的根部法兰、螺栓和帽盖等焊口漏油的现象经常出现。
这些问题，采取措施加强对厂家和运行维修人员的管理，对机器的运行进行严密的管理，都可以使漏油现象得到缓解。
1.2鼓肚现象在所有电容器的故障中，鼓肚现象是比较常见的故障。
发生鼓肚的电容器不能修复，只能拆下更换新电容器。
因此，鼓肚造成的损失很大，而造成鼓肚的原因主要是产品的质量，保证产品的质量，加强对电容器质量的管理，是避免鼓肚的根本措施。
1.3熔丝熔断电容器外观检测后没有明显的故障时，可以进行实验检测，看是否存在熔丝熔断的现象。
一般情况下，外观没有明显的故障而电容器出现故障时，熔丝熔断就可能是其发生故障的原因。
1.4爆炸现象爆炸发生的根本原因是极间游离放电造成的电容器极间击穿短路。
爆炸时的能量来自电力系统和与相关电力电容器的放电电流，爆炸现象会对电容器本身及其周围的设施造成极大的破坏，是一种破坏力很大的严重故障现象，但由于科技的发展和人们的重视，爆炸现象在近年来很少出现，但我们在电容器的维修检查中，也要对引起爆炸的因素进行严格的控制，极力的避免爆炸现象的出现。
局部放电测量试验标准化作业指导书
局部放电测量试验标准化作业指导书1.1 试验目的测试电气设备的局部放电特性是目前预防电气设备故障的一种好方法。
1.2 该项目适用范围交接时、大修后、必要时1.3 试验时使用的仪器调压器，升压变压器，局部放电测量系统，耦合电容器，其它配套设备9.4试验方法1.4.1局部放电试验前对试品的要求a．本试验在所有高压绝缘试验之后进行，必要时可在耐压试验前后各进行一次，以资比较。
b．试品的表面应清洁干燥，试品在试验前不应受机械、热的作用。
c．油浸绝缘的试品经长途运输颠簸或注油工序之后通常应静止48h后，方能进行试验。
d．测定回路的背景噪声水平。
背景噪声水平应低于试品允许放电量的50%，当试品允许放电量较低（如小于10PC）时，则背景噪声水平可以允许到试品允许放电量的100％。
现场试验时，如以上条件达不到，可以允许有较大干扰，但不得影响测量读数。
．1.4.2试验基本接线9-1变压器局部放电试验的基本原理接线图图在套管抽头测量和校准接线(b)(a)单相励磁基本原理接线；三相励磁基本原理接线；(c)Cb一变压器套管电容9-1所示变压器局部放电试验的基本原理接线，如图，并且在其末屏端子Ck 利用变压器套管电容作为耦合电容。
对地串接测量阻抗Z m1.4.3试验电源三50 HZ的倍频或其它合适的频率。
试验电源一般采用相变压器可三相励磁，也可单相励磁。
现场试验电源与试验方法1.4.4现场试验的理想电源，是采用电动机一发电机组产生的电源，中频电源，三相电源变压器开口三角接线产生的150H Z或其它形式产生的中频电源。
试验电压与允许放电量应同制电源，而又认为确有造厂协商。
若无合适的中频或150H Z．必要进行局部放电试验，则可采用降低电压的现场试验方法。
其试验电压可根据实际情况尽可能高，持续时间和允许局部放电水平不作规定。
降低电压试验法，不易激发变压器绝缘的局部放电缺陷。
但经验表明，当变压器绝缘内部存在较严重的局部放电时，通过这种试验是能得出正确结果的。
35kV高压开关柜的局部放电检测技术要点
35 kV高压开关柜的局部放电检测技术要点摘要：科技在迅猛发展，社会在不断进步，35kV高压开关柜位于变压器的低压侧，连接变压器和负载用户，可以控制和保护电气设备。
但是，由于目前的设计和控制问题，35kV高压开关柜仍然存在绝缘等级不足的问题，某些设备的保护等级不能满足用户的要求。
35kV高压开关柜的带电检测可以有效检测设备的局部放电，为电力系统的安全运行做出贡献。
因此，必须认真研究用于检测35kV高压开关柜的局部放电的技术，以便有效地促进35kV高压开关柜的稳定运行。
关键词：35kV；高压开关柜；局部放电；检测技术引言高压开关柜作为电力系统输配电的重要电气设备，主要由隔离开关、断路器、互感器及保护装置等部件组成。
开关柜的安全运行直接影响电网供电可靠性。
在实际运行中，由于绝缘下降所引起的击穿、闪络等绝缘故障，连接部位接触不良等引起的过热均会对设备造成一定的隐患，此类缺陷所引起的故障约占40%。
因此，对开关柜定期进行带电测试不仅可以检测出存在的缺陷，并及时消除，一定程度上也提高了供电可靠性。
1高压开关柜主要缺陷及放电类型杂物入侵和绝缘不足等都会导致高压开关柜难以保持其最佳的运转条件，使得柜内CT绝缘击穿、绝缘材料开裂、瓷瓶套管爆炸以及绝缘击穿等故障频发。
当下高压开关柜各种故障的发生原因主要包含了以下几种。
一是爬距和空气间隙不够。
高压开关柜绝缘损坏事故发生较为频繁，而爬距和空气间隙不够是此类故障的主要原因。
对手车柜而言，为了尽可能缩小柜体尺寸，人们往往会通过减小柜内断路器的方式，这种方式下完全隔离插头相间或者对地距离，但却并未采取有效的措施来保障绝缘强度的合理性。
二是生产安装质量问题和工艺使用不当。
高压开关柜的安全运营在很大程度上与安装质量和工艺应用相关，当存在安装不当和工艺不佳的情况下，开关柜的耐压水平不足，虽然其中的部分配件可以达到耐压标准，但是对开关柜整体的耐压性却不够。
三是搭接处接触不良。
在搭接部位接触不良时，接触电阻的增高引起了异常发热的问题，这一异常情况在严重的情况下将会对连接处的相关设备产生破坏，引起设备烧毁或者断路故障。
《国家标准》局部放电测量国家标准下-6
6.2 变压器局部放电试验 6.2.1 试验及标准国家标准GB1094-85《电力变压器》中规定的变压器局部放电试验的加压时间步骤，如图5所示。
其试验步骤为：首先试验电压升到U 2下进行测量，保持5min ；然后试验电压升到U 1，保持5s ；最后电压降到U 2下再进行测量，保持30min 。
U 1、U 2的电压值规定及允许的放电量为U U U 133==mmU U 2153=.m电压下允许放电量Q ＜500pC或 U U 2133=.m电压下允许放电量Q ＜300pC式中 U m ——设备最高工作电压。
试验前，记录所有测量电路上的背景噪声水平，其值应低于规定的视在放电量的50%。
测量应在所有分级绝缘绕组的线端进行。
对于自耦连接的一对较高电压、较低电压绕组的线端，也应同时测量，并分别用校准方波进行校准。
在电压升至U 2及由U 2再下降的过程中，应记下起始、熄灭放电电压。
在整个试验时间内应连续观察放电波形，并按一定的时间间隔记录放电量Q 。
放电量的读取，以相对稳定的最高重复脉冲为准，偶尔发生的较高的脉冲可忽略，但应作好记录备查。
整个试验期间试品不发生击穿；在U 2的第二阶段的30min 内，所有测量端子测得的放电量Q ，连续地维持在允许的限值内，并无明显地、不断地向允许的限值内增长的趋势，则试品合格。
如果放电量曾超出允许限值，但之后又下降并低于允许的限值，则试验应继续进行，直到此后30min 的期间内局部放电量不超过允许的限值，试品才合格。
利用变压器套管电容作为耦合电容C k ，并在其末屏端子对地串接测量阻抗Z k 。
6.2.2 试验基本接线变压器局部放电试验的基本原理接线，如图6所示。
图6 变压器局部放电试验的基本原理接线图(a)单相励磁基本原理接线；(b)三相励磁基本原理接线； (c)在套管抽头测量和校准接线 C b —变压器套管电容6.2.3 试验电源试验电源一般采用50Hz的倍频或其它合适的频率。
局部放电检测的 3 个标准
局部放电检测的3 个标准最常用的PD 测量标准是IEC 60270 。
本文档描述了用于测量PD 的测试电路，并描述了将检测到的PD 脉冲mV 幅度校准为表观微微库仑(pc) 的过程。
皮库仑是一种电荷单位，传统上用于PD 测量，因为放电对有机绝缘的破坏将与放电中的电子数量（即电荷）有关。
由于高压定子绕组中的地墙绝缘部分是无机云母，因此该假设可能无效。
IEC 60270 通常假设电容器检测PD，并且测试对象也主要是电容性的（对于定子绕组而言并非如此）。
IEC 60270 还建议测量频率在50 kHz 到1 MHz 范围内的任何位置。
9-30 kHz 范围内的窄带检测，中心频率介于50 kHz 和1 MHz 之间100 kHz 至900 kHz 范围内的宽带检测。
IEC 62478它是IEC 60270 的补充文件，涵盖了60270 文件以上的频率范围。
特别是它定义了以下范围：低频，LF - 低于3 MHz（即近似于IEC 60270 中的频率范围）高频，HF –3 至30 MHz甚高频，VHF –30 至300 MHz超高频，UHF –300 至3000 MHz。
除了通过电容器检测局放外，这份新文件还表明可以通过高频电流互感器(HFCT) 和不同类型的UHF 天线来测量局放。
该标准的第4.3.6 条明确指出，在LF 范围以上，直接校准到pC 是不可行的，正如过去所指出的那样。
相反，“灵敏度检查”是通过将传统的LF PD 测试（以pC 为单位）与HF、VHF 或UHF 范围内的测试（以mV 或dbm 为单位）进行比较来执行的。
该文件确定了用于测量开关设备、变压器和定子绕组上LF 范围以上PD 的几种实用方案。
对于旋转机器的特定情况，IEEE 和IEC 已经制定了文件来标准化离线和在线PD 测试的方法。
IEEE 1434提供了关于最广泛使用的检测技术及其应用的指导，以及关于局部放电理论的信息以及从离线和在线测试中获得的局部放电数据的解释。
电力变压器局部放电测试方法
电力变压器局部放电试验方法一、电力变压器 通常有两种试验方法一种是如图（1）所示的接法，它主要用于试验绕组间的绝缘。
为提高测试灵敏度，耦合电容Ck 应比被试变压器初、次级间电容大得多。
这种试验不是用于检查各个绕组，每个绕组的两端就可连接在一起，铁芯和外壳应和低压绕组一起牢固接地。
图（2）的电路可对变压器进行自激励试验，高压套管上的轴头与高压端的电容可以作为耦合电前现时简化试验电路，输入单元初级A-B 接在套管抽头与接地法蓝之间。
不过，需排除高压管本身放电的可能性。
如无套管抽头可用，则仍需外接耦合电容Ck 。
图（1）测试变压器初、次级间绝缘的试验电路图（2）自激励条件下变压器局部放电试验电路输入单元至放大器至定标至放大器至定标IEC76-3（1980）规定校正方波发生器的前沿小于0.1μs，注入电容Cq为50pf。
校正方波发生器经匹配电缆将匹配接线盒放在尽量靠近测量的高压端上经Cq注入。
对于试验时的加压时间程序，IEC的规定见图（3）5 秒5分30 秒U2图（3）变压器试验的加压时间程序其中线和中性端间试验电压用Um/3表示如下：U1=3Um/3= UmU2=1.5Um/3 = Um此时规定放电量q=500pc=1.3Um/3此时规定放电量q=300pc变电器局部放电测试中应注意以下一些问题：1）IEC规定视在电荷（或放电量）主要根据最高的稳定状态的重复脉冲读出。
偶然的高脉冲可不予理会。
2）对不同线端的测量通道都要各自进行校正。
3）背景噪音电平应低于规定的允许放电量q的一半。
4）对高大的变压器测试时，方波发生器应通过有电阻匹配的同轴电缆，并将Cq靠近试品线端用JEE-1时应将线盒靠近试品测量端，可减小测量误差。
5）变压器绕组是具有分布参数的试品，和旋转电机一样。
变压器绕组中产生的局部放电脉冲波先是在检测端出现直达波，然后传输波一面传输一面到达。
α大的饼式绕组和α小的园筒式绕组的起始电位分布和传输波的衰减情况是不一样的。
局部放电试验原理
①绝缘材料内部放电（固体-空穴；液体-气泡）；
②表面放电；
③高压电极尖端放电。
局部放电的产生：设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷，在高压电场作用下发生重复击穿和熄灭现象-局部放电。
局部放电的特点：
①放电能量很小，短时间内存在不影响电气设备的绝缘强度；
②对绝缘的危害是逐渐加大的，它的发展需要一定时间-累计效应-缺陷扩大-绝缘击穿。
其他非电检测方法光检测法透明介质电缆芯水介质光电倍增管观察热检测法严重放电放电产物分析法分解气体局部热效应热电偶测温升分析化学生成物推断放程度第三节脉冲电流测量原理及方法局部放电电测法
局部放电试验
第一节 局部放电特性及原理
一、局部放电测试目的及意义
局部放电：是指设备绝缘系统中部分被击穿的电气放电，这种放电可以发生在导体(电极)附近，也可发生在其它位置。
试验加压：1.2Um/√3=1.2×40.25/1.732=27.89 kV
2.电压互感器局部放电测量回路
相对相：在电压1.2 Um放电量：在交接时不大于20Pc。试验时一次、二次不应短路，试验应作两次，AX对调，放电量取大的为最后结果。采用直接加压法，如励磁电流过大，应采用3倍频电源。
第五节 电力变压器局部放电试验
2.依照制造厂技术条件；
3.依据有关标准，如：JB/DQ2628-90，《树脂绝缘干式变压器质量分等》标准规定放电量应小于50pC。
加压方法：低压施加相对相1.5Um预加电压，持续30s，然后降至1.1Um相对相电压，持续3min读数。
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。
1.测试接线：
并联法试品一端接地，
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电力电容器不是纯电容设备，内部电感来自于：内部引线，引出线以及以串并 联连接的各个电容器元件本身。L≈0.1~0.3μH
(2) Detection circuits sensitivity
A
qs
Ck Cx
5
(n 1) KT Cv
qs Cv
qs 0.05 pC
Rd Cd
e.g.
Cx1 200pF Cx 2 200F
qs 50 pC
B
Cv Cd Cx (1 Cd Ck )
Ck↗ Cv↘ qs↘
Ck
qg 1.5 Cx / 10 pC
qs Cv
Cx
Rd Cd
(n 1) KT Cv
B
Cv Cd Cx (1 Cd Ck )
5
2. Parameters and Specification
Extinction voltage, Ue
The AC voltage across the capacitor at which the discharge magnitude is less than the given magnitude qg. q
L
e
e
u
Currents through L and C while the two elements connected in parallel
Ic
Voltages acrossCL and C while the two u elements connected in series
9
3. Electrical Detection of PD in Capacitor
Zm Cx1 e Zd1 Zd2
A
Zm Cx e Ck=Cx Zd
A o
Cx2
o
平衡检测回路
11
3. Electrical Detection of PD in Capacitor
3.2 Some problems internal inductance (2) The influence of need to be noticed 注意的问题 (1) Requirements of detection impedances 对检测阻抗的要求
4
2. Parameters and Specification
2.1 Parameters to estimate the PD of capacitor Apparent charge, q Inception voltage, Ui
The AC voltage (stress): capacitor at which the discharge sample at Inception voltage across theThe AC voltage (stress) across the magnitude
2.2 Procedure of PD detection
U1:pre-applied Voltage 预加电压
t1 U1 t2 U2 t3 U3
U2:holding voltage 保持电压 U3:measuring voltage 测量电压
Type Shunt capacitors
U1 (kV) 2.15un, 1s 4.5un, 1s 1.8un, 1s
电力电容器的局部放电电测法
21Βιβλιοθήκη Partial Discharge in Power Capacitors
1.1 the characteristics of power capacitors 电力电容器的特点 Extremely high electrical field stress exists in capacitors and partial discharges are very possible to occur inside. 介质工作场强特别高，内部特别容易发生局部放电
1.2 Inception and damage of PD in power capacitor
+
b U d a
rc ui [ (d ) ]ECB rb
a
c b
U CB 1 rb 1 Ei [ ] rb d
The lifetime of capacitor suffering from PD decreases exponentially. 在局部放电作用下，寿命是随着电场的增加而呈指数形式下降的 PD is a key factor that results in expanding and incipient fault of power capacitor. 局部放电是造成电容器膨胀和早期损坏的一个重要因素
视在放电量
which discharges start to occur when the voltage is increased . 升压过程中，观测到的放电量超过某个规定值时的最低电压
A
exceeds a given value qg.
Cx 40nF Cx 40nF
qs 5
qg 3 pC
U2 (kV) 1.2un, 10min
U3 (kV) 1.5un, 10min 1.6un, 10min 1.1un, 10min
Series-connected capacitors
Breaker capacitors
Requirement During last 10min, no PD impulses with increased magnitude are observed.
Insulation structure of capacitors: oil-impregnated papers, oilimpregnated dielectric membrane and their combination. 绝缘结构：油浸纸，浸渍薄膜及其组合
3
1. Partial Discharge in Power Capacitors
Lecture 7
PD Detection in Power Capacitors
电力电容器的局部放电测量
1
Contents
1. Partial Discharge in Power Capacitors
电力电容器中的局部放电
2. Parameters and Standard
测试参数及相关规程
3. Electrical Detection of PD in Capacitor
降压过程中，观测到放电量低于某个规定值的最高 电压值。 Change of q with voltage applying time
u
20
q (pC)
b
放电量随加压时间的变化
ue
ui
10 a
0
10
20 Time (min)
30
a is better than b
6
2. Parameters and Standards
13
3. Electrical Detection of PD in Capacitor
(3) The influence of internal inductance 内部电感的影响 Power capacitor is not pure capacitance. The internal inductance comes from :internal leads, leading out wires, capacitor elements connecting in series or parallel. L≈0.1~0.3μH
8
3. Electrical Detection of PD in Capacitor
3.1 Power Source and Circuits (1) Power source 试验电源及回路
The capacity of a power capacitor is much larger than the usual HV equipments. Large capacity of the power source is required for PD experiment of capacitors.
Cx Cx
Ck
Ud '
qa Cd C x (1 Cd ) Ck '
U x
Cx Cx
Rd
Cd
Ud
U x
Cx Cx
Rd
Cd
Ud '
Cx n 1 Ck ' C Ck x n 1 Ck
Cd U Ck ' C C (n 1) K d 1 k d U d ' 1 Cd C x (Ck Cd ) Ck 1
10
3. Electrical Detection of PD in Capacitor
The straight detection circuits may be used. In order to obtain high sensitivity, the coupling capacitor should be at least as large as the sample. A second sample is used as the coupling capacitor, Ck=Cx. 采用直接测量回路，并用另外一个试 品作为耦合电容使用 A Balanced detection circuit is recommended
12
3. Electrical Detection of PD in Capacitor