一章、SHHZPD-3000智能局部放電檢測儀局放理論概述

在開始我們的實(shí)驗(yàn)以前，我們首先應(yīng)該對局部放電有個(gè)初步的了解，為什么要測量局部放電？局部放電有什么危害？怎樣準(zhǔn)確測量局部放電？有了上述理論基礎(chǔ)可以幫助我們理解測量過程中的正確操作。

  一、SHHZPD-3000智能局部放電檢測儀局部放電的定義及產(chǎn)生原因

     在電場作用下，絕緣系統(tǒng)中只有部分區(qū)域發(fā)生放電，但尚未擊穿，（即在施加電壓的導(dǎo)體之間沒有擊穿）。這種現(xiàn)象稱之為局部放電。局部放電可能發(fā)生在導(dǎo)體邊上，也可能發(fā)生在絕緣體的表面上和內(nèi)部，發(fā)生在表面的稱為表面局部放電。發(fā)生在內(nèi)部的稱為內(nèi)部局部放電。而對于被氣體包圍的導(dǎo)體附近發(fā)生的局部放電，稱之為電暈。由此 總結(jié)一下局部放電的定義，指部分的橋接導(dǎo)體間絕緣的一種電氣放電，局部放電產(chǎn)生原因主要有以下幾種：

電場不均勻。

電介質(zhì)不均勻。

制造過程的氣泡或雜質(zhì)。經(jīng)常發(fā)生放電的原因是絕緣體內(nèi)部或表面存在氣泡；其次是有些設(shè)備的運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生熱脹冷縮,不同材料特別是導(dǎo)體與介質(zhì)的膨脹系數(shù)不同，也會(huì)逐漸出現(xiàn)裂縫；再有一些是在運(yùn)行過程中有機(jī)高分子的老化，分解出各種揮發(fā)物，在高場強(qiáng)的作用下，電荷不斷地由導(dǎo)體進(jìn)入介質(zhì)中， 在注入點(diǎn)上就會(huì)使介質(zhì)氣化。

二 、局部放電的模擬電路及放電過程簡介

介質(zhì)內(nèi)部含有氣泡，在交流電壓下產(chǎn)生的內(nèi)部放電特性可由圖1—1的模擬電路(a b c等值電路)予以表示；其中Cc是模擬介質(zhì)中產(chǎn)生放電間隙(如氣泡)的電容；Cb代表與Cc串聯(lián)部分介質(zhì)的合成電容；Ca表示其余部分介質(zhì)的電容。

圖1—1中以并聯(lián)有—對火花間隙的電容Cc來模擬產(chǎn)生局部放電的內(nèi)部氣泡。圖1—2表示了在交流電壓下局部放電的發(fā)生過程。

U(t)一一外施交流電壓

Uc(t)一一氣泡不擊穿時(shí)在氣泡上的電壓

Uc’(t)一一有局部放電時(shí)氣泡上的實(shí)際電壓

Vc一一氣泡的擊穿電壓

Y r一一氣泡的殘余電壓   

Us—局部放電起始電壓(瞬時(shí)值)

Ur一一與氣泡殘余電壓v r對應(yīng)的外施電壓

Ir一一氣泡中的放電電流

電極間總電容Cx=Ca＋(Cb×Cc)/(Cb＋Cc)=Ca電極間施加交流電壓 u(t)時(shí)，氣泡電容Cc上對應(yīng)的電壓為Uc(t)。如圖2—1所示，此時(shí)的Uc(t)所代表的是氣泡理想狀態(tài)下的電壓（既氣泡不發(fā)生擊穿）。

Uc(t)=U(t)×Cb/Cc＋Cb

外施電壓U(t)上升時(shí)，氣泡上電壓Uc(t)也上升，當(dāng)U(t)上升到Us時(shí)，氣泡上電壓Uc達(dá)到氣泡擊穿電壓,氣泡擊穿，產(chǎn)生大量的正、負(fù)離子，在電場作用下各自遷移到氣泡上下壁，形成空間電菏，建立反電場，削弱了氣泡內(nèi)的總電場強(qiáng)度，使放電熄滅，氣泡又恢復(fù)絕緣性能。這樣的一次放電持續(xù)時(shí)間是極短暫的，對一般的空氣氣泡來說，大約只有幾個(gè)毫微秒(10的負(fù)8次方到10的負(fù)9次方秒)。所以電壓Uc(t)幾乎瞬間地從Vc降到Vr，Vr是殘余電壓；而氣泡上電壓Uc‘(t)將隨U(t)的增大而繼續(xù)由Vr升高到Vc時(shí)，氣泡再—次擊穿，發(fā)生又—次局部放電，但此時(shí)相應(yīng)的外施電壓比Us小，為(Us-Ur)，這是因?yàn)闅馀萆嫌袣堄嚯妷篤r的內(nèi)電場作用的結(jié)果。Vr是與氣泡殘余電壓Yr相應(yīng)的外施電壓，如此反復(fù)上述過程，即外施電壓每增加(Us-Ur)，就產(chǎn)生一次局部放電．直到前—次放電熄滅后，Uc’(t)上升到峰值時(shí)共增量不足以達(dá)Vc(相當(dāng)于外施電壓的增量Δ比(Us-Ur)小)為止。

此后，隨著外施電壓U(t)經(jīng)過峰值Um后減小，外施電壓在氣泡中建立反方向電場，由于氣泡中殘存的內(nèi)電場電壓方向與外電場方向相反，故外施電壓須經(jīng)(Us+Ur))的電壓變化，才能使氣泡上的電壓達(dá)到擊穿電壓Vc，(假定正、負(fù)方向擊穿電壓Vc相等)，產(chǎn)生一次局部放電。放電很快熄滅，氣泡中電壓瞬時(shí)降到殘余電壓Vr(也假定正、負(fù)方向相同)。外施電壓繼續(xù)下降，當(dāng)再下降(Us-Ur)時(shí)，氣泡電壓就又達(dá)到Vc從而又產(chǎn)生一次局部放電。如此重復(fù)上述過程，直到外施電壓升到反向蜂值一Um的增量Δ不足以達(dá)到(Us-Ur)為止。外施電壓經(jīng)過一Um峰值后，氣泡上的外電場方向又變?yōu)檎较?，與氣泡殘余電壓方向相反，故外施電壓又須上升(Us+Ur)產(chǎn)生第—次放電，熄滅后，每經(jīng)過Us—Ur的電壓上升就產(chǎn)生一次放電，重復(fù)前面所介紹的過程。如圖1—2所示。

由以上局部放電過程分析，同時(shí)根據(jù)局部放電的特點(diǎn)（同種試品，同樣的環(huán)境下，電壓越高局部放電量越大）可以知道：一般情況下，同一試品在一、三象限的局部放電量大于二、四象限的局部放電量。那是因?yàn)樗鼈兪请妷旱纳仙?。（第三象限是電壓?fù)的上升沿）。這就是我們測量中為什么把時(shí)間窗刻意擺在一、三象限的原因。

三、局部放電的測量原理：

局放儀運(yùn)用的原理是脈沖電流法原理，即產(chǎn)生一次局部放電時(shí)，試品Cx兩端產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)電壓變化Δu，此時(shí)若經(jīng)過電Ck耦合到一檢測阻抗Zd上，回路就會(huì)產(chǎn)生一脈沖電流I，將脈沖電流經(jīng)檢測阻抗產(chǎn)生的脈沖電壓信息，予以檢測、放大和顯示等處理，就可以測定局部放電的一些基本參量（主要是放電量q）。在這里需要指出的是，試品內(nèi)部實(shí)際的局部放電量是無法測量的，因?yàn)樵嚻穬?nèi)部的局部放電脈沖的傳輸路徑和方向是極其復(fù)雜的，因此我們只有通過對比法來檢測試品的視在放電電荷，即在測試之前先在試品兩端注入一定的電量，調(diào)節(jié)放大倍數(shù)來建立標(biāo)尺，然后將在實(shí)際電壓下收到的試品內(nèi)部的局部放電脈沖和標(biāo)尺進(jìn)行對比，以此來得到試品的視在放電電荷。

四、局部放電的表征參數(shù)

     局部放電是比較復(fù)雜的物理現(xiàn)象，必須通過多種表征參數(shù)才能全面的描繪其狀態(tài)，同時(shí)局部放電對絕緣破壞的機(jī)理也是很復(fù)雜的，也需要通過不同的參數(shù)來評定它對絕緣的損害，目前我們只關(guān)心兩個(gè)基本參數(shù)。

視在放電電荷——在絕緣體中發(fā)生局部放電時(shí)，絕緣體上施加電壓的兩端出現(xiàn)的脈動(dòng)電荷稱之為視在放電電荷，單位用皮庫（pc）表示，通常以穩(wěn)定出現(xiàn)的大視在放電電荷作為該試品的放電量。

放電重復(fù)率——在測量時(shí)間內(nèi)每秒中出現(xiàn)的放電次數(shù)的平均值稱為放電重復(fù)率，單位為次/秒，放電重復(fù)率越高，對絕緣的損害越大。

局放測試的試驗(yàn)系統(tǒng)接線。

    在了解了局部放電的基本理論之后，在本章我們的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向?qū)嶋H操作，我們先介紹局部放電測試中常用的三種接法，隨后我們再介紹整個(gè)系統(tǒng)的接線電路，后我們再分別介紹幾種典型的試品的試驗(yàn)線路。

局部放電測試電路的三種基本接法及優(yōu)缺點(diǎn)。

標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)電路，又稱并聯(lián)法。適合于必須接地的試品。

其缺點(diǎn)是高壓引線對地雜散電容并聯(lián)在 CX上，會(huì)降低測試靈敏度。

接法的串聯(lián)法，其要求試品低壓端對地浮置。

其優(yōu)點(diǎn)是變壓器入口電容、高壓線對地雜散電容與耦合電容CK并聯(lián)，有利于提高試驗(yàn)靈敏度。缺點(diǎn)是試樣損壞時(shí)會(huì)損壞輸入單元。

平衡法試驗(yàn)電路：要求兩個(gè)試品相接近，至少電容量為同一數(shù)量級其優(yōu)點(diǎn)是外干擾強(qiáng)烈的情況下，可取得較好抑制干擾的效果，并可消除變壓器雜散電容的影響，而且可做大電容試驗(yàn)。缺點(diǎn)是須要兩個(gè)相似的試品，且當(dāng)產(chǎn)生放電時(shí)，需設(shè)法判別是哪個(gè)試品放電。

值得提出的是：由于現(xiàn)場試驗(yàn)條件的限制（找到兩個(gè)相似的試品且要保證一個(gè)試品無放電不太容易），所以在現(xiàn)場平衡法比較難實(shí)現(xiàn)，另外，由于采用串聯(lián)法時(shí)，如果試品擊穿，將會(huì)對設(shè)備造成比較大的損害，所以出于對設(shè)備保護(hù)的想法，在現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)一般采用并聯(lián)法。

采用并聯(lián)法的整個(gè)系統(tǒng)的接線原理圖。

    該系統(tǒng)采用脈沖電流法檢測高壓試品的局部放電量，由控制臺控制調(diào)壓器和變壓器在試品的高壓端產(chǎn)生測試局放所需的預(yù)加電壓和測試電壓，通過無局放藕合電容器和檢測阻抗將局部放電信號取出并送至局部放電檢測儀顯示并判斷和測量。系統(tǒng)中的高壓電阻為了防止在測試過程中試品擊穿而損壞其他設(shè)備，兩個(gè)電源濾波器是將電源的干擾和整個(gè)測試系統(tǒng)分開，降低整個(gè)測試系統(tǒng)的背景干擾。

根據(jù)上述原理圖可以看出，局部放電測試的靈敏度和準(zhǔn)確度和整個(gè)系統(tǒng)密切相關(guān)，要想順利和準(zhǔn)確的進(jìn)行局部放電測試，就必須將整個(gè)系統(tǒng)考濾周到，包括系統(tǒng)的參數(shù)選取和連接方式。另外，在現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)，由于是驗(yàn)證性試驗(yàn)，高壓限流電阻可以省掉。

幾種典型試品的接線原理圖。

（1）電流互感器的局放測試接線原理圖

（2）電壓互感器的局放測試接線原理圖

A．工頻加壓方式接線原理圖

B．高頻加壓方式接線原理圖

為了防止電壓互感器在工頻電壓下產(chǎn)生大的勵(lì)磁電流而損壞，高壓電壓互感器一般采取自激勵(lì)的加壓方式。在電壓互感器的低壓側(cè)加一倍頻電源，在電壓互感器的高壓端感應(yīng)出高壓來進(jìn)行局部放電實(shí)驗(yàn)。這就是通常所說的三倍頻實(shí)驗(yàn)。其接線原理圖如下：

(3)高壓電容器.絕緣子的局放測試接線原理圖

(4) 發(fā)電機(jī)的局放測試接線原理圖

（5）變壓器的局部放電測試接線原理圖

我們僅僅是在原理性的總結(jié)了幾種典型試品的接線原理圖，至于各種試品的加壓方式和加壓值的多少，我們在做試驗(yàn)的時(shí)侯要嚴(yán)格遵守每種試品的出廠檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)或交接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

第三章  概述

智能局部放電檢測儀是我公司新推向市場的新一代數(shù)字智能儀器，該儀器在原有產(chǎn)品JF-2002、JF-2006局放儀的基礎(chǔ)上采用嵌入式ARM系統(tǒng)作為中央處理單元，控制12位分辨率的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將采集到的數(shù)據(jù)存放在雙端口RAM中。實(shí)現(xiàn)從模擬到數(shù)字的跨越。使用26萬色高分辨率TFT-LCD數(shù)字液晶顯示模組實(shí)時(shí)顯示放電脈沖波形，配備VGA接口，可外接顯示器。與傳統(tǒng)的模擬式示波管顯示局部放電檢測儀相比有以下特點(diǎn)：

1.彩色顯示器，雙色顯示波形，更清晰直觀；

2.可鎖定波形，更方便仔細(xì)查看放電波形細(xì)節(jié)；

3.自動(dòng)測量并顯示試驗(yàn)電源時(shí)基頻率，無需手動(dòng)切換；

4.配備VGA接口，可外接大尺寸顯示器；

5.與示波管相比壽命更長。

6.具有波形鎖定、打印試驗(yàn)報(bào)告功能

    本儀器檢測靈敏度高，試樣電容覆蓋范圍大，適用試品范圍廣，輸入單元（檢測阻抗）配備齊全，頻帶組合多（九種）。儀器經(jīng)適當(dāng)定標(biāo)后能直讀放電脈沖的放電量。

    本儀器是電力部門、制造廠家和科研單位等廣泛使用的局部放電測試儀器。

第四章  主要技術(shù)指標(biāo)：

    1．可測試品的電容范圍： 6PF—250uF。

    2．檢測靈敏度（見表一）：

表一

3、放大器頻帶：

（1）低端：10KHZ、20KHZ、40KHZ任選。

（2）頂端：80KHZ、200KHZ、300KHZ任選。

4、放大器增益調(diào)節(jié)：

粗調(diào)六檔，檔間增益20±1dB；細(xì)調(diào)范圍≥20dB。每檔之間數(shù)據(jù)為10倍關(guān)系：如第三檔檢測數(shù)據(jù)為98，則第二檔顯示數(shù)據(jù)為9.8，如在第三檔檢測數(shù)據(jù)超過120，則應(yīng)調(diào)至第二檔來檢測數(shù)據(jù)，所得數(shù)據(jù)應(yīng)乘以10才為實(shí)際測量值。

5、時(shí)間窗：

（1）窗寬：可調(diào)范圍15°-175°；

（2）窗位置：每一窗可旋轉(zhuǎn)0°- 180°；

（3）兩個(gè)時(shí)間窗可分別開或同時(shí)開。

6、放電量表：

0-10*<±3％（以滿度計(jì)）。

7、橢圓時(shí)基：

（1）頻率：50HZ、或外部電源同步（任意頻率）

（2）橢圓旋轉(zhuǎn)：以30°為一檔，可作360°旋轉(zhuǎn)。

（3）顯示方式：橢圓—直線。

8、試驗(yàn)電壓表：

精度：優(yōu)于±3％（以滿度計(jì)）。

9、體積： 320×480×190（寬×深×高）mm3。

10、重量：約15Kg。

三、系統(tǒng)工作原理：

本機(jī)的局部放電測試原理是高頻脈沖電流測量法（ERA法）。

試品Ca在試驗(yàn)電壓下產(chǎn)生局部放電時(shí)，放電脈沖信號經(jīng)藕合電容Ca送入輸入單元，由輸入單元拾取到脈沖信號，經(jīng)低噪聲前置放大器放大，濾波放大器選擇所需頻帶及主放大器放大（達(dá)到所需幅值與產(chǎn)生零標(biāo)志脈沖）后，在示波屏的橢圓掃描基線上產(chǎn)生可見的放電脈沖，同時(shí)也送至脈沖峰值表顯示其峰值。

時(shí)間窗單元控制試驗(yàn)電壓每一周期內(nèi)脈沖峰值的工作時(shí)間，并在這段時(shí)間內(nèi)將示波屏的相應(yīng)顯示區(qū)加亮，用它可以排除固定相位的干擾。

試驗(yàn)電壓表經(jīng)電容分壓器產(chǎn)生試驗(yàn)電壓過零標(biāo)志訊號，在示波屏上顯示零標(biāo)脈沖，橢圓時(shí)基上兩個(gè)零標(biāo)脈沖，通過時(shí)間窗的寬窄調(diào)節(jié)可確定試驗(yàn)電壓的相位，試驗(yàn)電壓大小由數(shù)字電壓表指示。

整個(gè)系統(tǒng)的工作原理可參看方框圖（圖一）。

四、結(jié)構(gòu)說明

本儀器為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱結(jié)構(gòu)，儀器分前面板及后面板兩部分，各調(diào)節(jié)元件的位置及位置和功能見下圖說明。

1、4：長按改變門窗的位置

2、3：長按改變門窗的寬度

5：時(shí)鐘設(shè)置按鈕

6：按9號鍵鎖定后再按此鍵，即可打印試驗(yàn)報(bào)告

7：分壓比設(shè)置按鈕

8：門開關(guān)，重復(fù)按可選擇左右門

9：波形鎖定按鍵

10：橢圓旋轉(zhuǎn)按鈕

11：顯示方式按鈕

12：取消按鈕

A、B、C通道選擇旋鈕與后面板A、B、C測量通道相對應(yīng)

備注： 如需數(shù)據(jù)導(dǎo)出，步驟如下：

（1）在電腦上安裝好RS232通用串口線驅(qū)動(dòng)。（驅(qū)動(dòng)盤里有安裝介紹）及局放試驗(yàn)報(bào)告編輯器軟件。

（2）將串口線和局放儀后面的數(shù)據(jù)接口連接好。   

（3）將需要保存的波形鎖定然后點(diǎn)擊 局放試驗(yàn)報(bào)告編輯器

（4）點(diǎn)擊Start鍵生成鎖定后的數(shù)據(jù)，然后點(diǎn)擊測試報(bào)告如下圖所示： 

（5）點(diǎn)擊測試報(bào)告后則會(huì)出現(xiàn)局放試驗(yàn)報(bào)告編輯器可以根據(jù)需要填寫上面的內(nèi)容。

（6）填寫好表格后點(diǎn)擊生成報(bào)告數(shù)據(jù)會(huì)以Word文檔的形式出現(xiàn)，再將數(shù)據(jù)保存至電腦，如下圖所示：

第五章  操作說明

1、試驗(yàn)準(zhǔn)備：將機(jī)器后面板的三個(gè)開關(guān)都置于“關(guān)”的狀態(tài)

（1）檢查試驗(yàn)場地的接地情況，將本儀器后部的接地螺栓用粗銅線（用編制銅帶）與試驗(yàn)場地的接地妥善相接，輸入單元的接地短路片也要妥善接地。

（2）根椐試品電容Ca，藕合電容Ck的大小，選取合適序號的輸入單元（表一），表一中調(diào)諧電容量是指從輸入單元初級繞組兩端看到的電容（按Cx和Ck的串聯(lián)值粗略估算）。

輸入單元應(yīng)盡量靠近被測試品，輸入單元插座經(jīng)8米長電纜與后面板上輸入插座相接。

（3）試品接入輸入單元的方法主要有以下幾種：

圖中：Ca——試品    Ck——藕合電容    Z——阻塞阻抗

R3、C3、R4、C4——橋式接法中平衡調(diào)節(jié)阻抗。

（4）在高壓端接上電壓表電阻或電容分壓器，其輸出經(jīng)測量電纜接到后面板試驗(yàn)電壓輸入插座30。

（5）在未加試驗(yàn)電壓的情況下，將JF-2006校正脈沖發(fā)生器的輸出接試品兩端。

2、使用步驟

（1）開機(jī)準(zhǔn)備：將時(shí)基顯示方式置于“橢圓”。

（2）放電量的校正：按圖接好線后，在未加試驗(yàn)電壓之前

用LJF-2006校正脈沖發(fā)生器予以校正。

注意：方波測量盒應(yīng)盡量靠近試品的高壓端。紅端子引線接高壓端。

然后調(diào)節(jié)放大器增益調(diào)節(jié)，使該注入脈沖高度適當(dāng)（示波屏上高度2cm以下），使數(shù)字表讀數(shù)值與注入的已知電量相符。調(diào)定后放大器細(xì)調(diào)旋鈕的位置不能再改變，需保持與校正時(shí)相同。

校正完成后必須去掉校正方波發(fā)生器與試驗(yàn)回路的連接。

（3）測試操作：

接通高壓試驗(yàn)回路電源，零標(biāo)開關(guān)至“通”位置，緩緩升高試驗(yàn)電壓，橢圓上出現(xiàn)兩個(gè)零標(biāo)脈沖。

旋轉(zhuǎn)“橢圓旋轉(zhuǎn)”開關(guān)，使橢圓旋轉(zhuǎn)到預(yù)期的放電處于有利于觀測的位置，連續(xù)升高電壓，注意一次出現(xiàn)的持續(xù)放電，當(dāng)放電量超過規(guī)定的低值時(shí)的電壓即為局部放電起始電壓。

在規(guī)定的試驗(yàn)電壓下，觀測到放電脈沖信號后，調(diào)節(jié)放大器粗調(diào)開關(guān)（注意：細(xì)調(diào)旋鈕的位置不能再變動(dòng)），使顯示屏上放電脈沖高度在0.2~2cm之間（數(shù)字電壓表上的PC讀數(shù)有效數(shù)字不能超過120.0），超過120至需要降低增益檔測量。

注意：

本儀器使用數(shù)字表顯示放電量，其滿度值定為100超過該值即為過載，不能保證精度，超過該值需撥動(dòng)增益粗調(diào)開關(guān)轉(zhuǎn)換到低增益檔。

試驗(yàn)過程中常會(huì)發(fā)現(xiàn)有各種干擾，對于固定相位的干擾，可用時(shí)間窗裝置來避開。合上開關(guān)用一個(gè)或兩個(gè)時(shí)間窗，并調(diào)節(jié)門寬位置來改變橢圓上加亮區(qū)域（黃色）的寬度和位置，使其避開干擾脈沖之處，用時(shí)間窗裝置可以分別測量產(chǎn)生于兩個(gè)半波內(nèi)的放電量。

三倍頻感應(yīng)法的試驗(yàn)步驟：將高頻電源接入儀器后面板的高頻電源插座，并將電源開關(guān)置于“開”的位子，其他試驗(yàn)方式同前試驗(yàn)。

打印報(bào)告：完成試驗(yàn)后，若需要記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，只需要按鎖定按鍵，然后按打印按鈕就可以直接打印試驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)告。

第六章  抗干擾措施和局部放電圖譜簡介

對于局部放電實(shí)驗(yàn)我們怕的就是干擾，下面簡單介紹一下實(shí)驗(yàn)中可能遇到的干擾以及抗干擾的方法：

測量的干擾分類

干擾有來自電網(wǎng)的和來自空間的。按表現(xiàn)形式分又分為固定的和移動(dòng)的。主要的干擾源有以下一些：

①懸浮電位物體放電，通過對地雜散電容耦合

②外部電暈

③可控硅元件在鄰近運(yùn)行

④繼電器，接觸器，輝光管等物品

⑤接觸不良

⑥無線電干擾

⑦熒光燈干擾

⑧電動(dòng)機(jī)干擾

⑨中高頻工業(yè)設(shè)備

（二）抗干擾方法

采用帶調(diào)壓器，隔離變壓器和濾波器的控制電源

設(shè)置屏蔽室，可只屏蔽試驗(yàn)回路部分

可靠的單點(diǎn)接地，將試驗(yàn)回路系統(tǒng)設(shè)計(jì)成單點(diǎn)接地結(jié)構(gòu)，接地電阻要小，接地點(diǎn)要與一般試驗(yàn)室的地網(wǎng)及電力網(wǎng)中線分開。

  采用高壓濾波器

用平衡法或橋式試驗(yàn)電路

利用時(shí)間窗，使固定相位干擾處于亮窗之外

采用較窄頻帶，或用頻帶躲開干擾大的頻率范圍

在高壓端加裝高壓屏蔽罩或半導(dǎo)體橡膠帽以防電暈干擾

試驗(yàn)電路遠(yuǎn)離周圍物體，尤其是懸浮的金屬固體！

（三）初做實(shí)驗(yàn)者對波形辨認(rèn)還是有一定困難的，下面就簡單介紹一     放電類型和干擾的初步辯認(rèn)：

1． 典型的內(nèi)部氣泡放電的波形特點(diǎn)：(圖 5—01)

A．放電主要顯示在試驗(yàn)電壓由零升到峰值的兩個(gè)橢圓象限內(nèi)。

B．在起始電壓Ui時(shí)，放電通常發(fā)生在峰值附近，試驗(yàn)電壓超過Ui時(shí)，放電向零相位延伸。

C．兩個(gè)相反半周上放電次數(shù)和幅值大致相同（大相差至3：1）。

D．放電波形可辯。

E．q與試驗(yàn)電壓關(guān)系不大，但放電重復(fù)率n隨試驗(yàn)電壓上升而加大。

F．局部放電起始電壓Ui和熄滅電壓Ue基本相等。

G．放電量q與時(shí)間關(guān)系不大。

H．如果放電量隨試驗(yàn)電壓上升而增大，并且放電波形變得模糊不可分辨，則往往是介質(zhì)內(nèi)含有多種大小氣泡，或是介質(zhì)表面放電。如果除了上述情況，而且放電幅值隨加壓時(shí)間而迅速增長（可達(dá)100倍或更多），則往往是絕緣液體中的氣泡放電，典型例子是油浸紙電容器的放電。

2． 金屬與介質(zhì)間氣泡的放電波形特點(diǎn)：               

正半周有許多幅值小的放電，負(fù)半周有很少幅值大的放電。幅值相差可達(dá)10﹕1，其他同上。典型例子：絕緣與導(dǎo)體粘附不良的聚乙烯電纜的放電。q與試驗(yàn)電壓關(guān)系不大。（圖 5—02）

如果隨試驗(yàn)電壓升高，放電幅值也增大，而且放電波形變得模糊，則往往是含有不同大小多個(gè)氣泡，或是外露的金屬與介質(zhì)表面之間出現(xiàn)的表面放電。（圖 5—03）

（四）下面介紹一些主要視為干擾或非正常放電的情況：

（1）懸浮電位物體放電波形特點(diǎn)：

    在電壓峰值前的正負(fù)半周兩個(gè)象限里出現(xiàn)幅值。脈沖數(shù)和位置均相同，成對出現(xiàn)。放電可移動(dòng)，但它們間的相互間隔不變，電壓升高時(shí)，根數(shù)增加，間隔縮小，但幅值不變。有時(shí)電壓升到一定值時(shí)會(huì)消失，但降至此值又重新出現(xiàn)。

原因：金屬間的間隙產(chǎn)生的放電，間隙可能是地面上兩個(gè)獨(dú)立的金屬體間（通過雜散電容耦合）也可能在樣品內(nèi)，例如屏蔽松散。

（2）外部電暈放電波形特點(diǎn)：

起始放電僅出現(xiàn)在試驗(yàn)電壓的一個(gè)半周上，并對稱地分布在峰值兩側(cè)。試驗(yàn)電壓升高時(shí)，放電脈沖數(shù)急劇增加，但幅值不變，并向兩側(cè)伸展。

原因：空氣中高壓或邊緣放電。如果放電出現(xiàn)在負(fù)半周，表示處于高壓，如果放電出現(xiàn)在正半周則處于地電位。

（3）液體介質(zhì)中的電暈放電波形特點(diǎn)：

放電出現(xiàn)在兩個(gè)半周上，對稱地分布在峰值兩側(cè)。每一組放電均為等間隔，但一組幅值較大的放電先出現(xiàn)，隨試驗(yàn)電壓升高而幅值增大，不一定等幅值；一組幅值小的放電幅值相等，并且不隨電壓變化。

  原因：絕緣液體中或邊緣放電。如一組大的放電出現(xiàn)在正半周，則處于高壓；如出現(xiàn)在負(fù)半周，則地電位。

（4）接觸不良的干擾圖形。

波形特點(diǎn)：對稱地分布在實(shí)驗(yàn)電壓零點(diǎn)兩側(cè)，幅值大致不變，但在實(shí)驗(yàn)電壓峰值附近下降為零。波形粗糙不清晰，低電壓下即出現(xiàn)。電壓升高時(shí)，幅值緩慢增加，有時(shí)在電壓達(dá)到一定值后會(huì)*消失。

原因：實(shí)驗(yàn)回路中金屬與金屬不良接觸的連接點(diǎn)；塑料電纜屏蔽層半導(dǎo)體粒子的不良接觸；電容器鋁箔的插接片等（可將電容器充電然后短路來消除）。               

（5）可控硅元件的干擾圖形。

波形特點(diǎn)：位置固定，每只元件產(chǎn)生一個(gè)獨(dú)立訊號。電路接通，電磁耦合效應(yīng)增強(qiáng)時(shí)訊號幅值增加，試驗(yàn)調(diào)壓時(shí)，該脈沖訊號會(huì)發(fā)生高頻波形展寬，從而占位增加。

   原因：鄰近有可控硅元件在運(yùn)行。

（6）繼電器、接觸器、輝光管等動(dòng)作的干擾。

波形特點(diǎn)：分布不規(guī)則或間斷出現(xiàn)，同試驗(yàn)電壓無關(guān)。

原因：熱繼電器、接觸器和各種火花試驗(yàn)器及有火花放電的記錄器動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生。

（7）熒光燈的干擾圖形。

波形特點(diǎn)：欄柵狀，幅值大致相同的脈沖，伴有正負(fù)半波對稱出現(xiàn)的兩簇脈沖組。

 原因：熒光燈照明                                                                                     

（8）無線電干擾的干擾圖形。

波形特點(diǎn)：幅值有調(diào)制的高頻正弦波，同試驗(yàn)電壓無關(guān)。

    原因：無線電話、廣播話筒、載波通訊等。

（9）電動(dòng)機(jī)干擾的干擾圖形（圖5—12）

波形特點(diǎn)：放電波形沿橢圓基線均勻分布，每個(gè)單個(gè)訊號呈“山”字形。

原因：帶換向器的電動(dòng)機(jī)，如電扇、電吹風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的干擾。

（10）中高頻工業(yè)設(shè)備的干擾圖形。

波形特點(diǎn)：連續(xù)發(fā)生，僅出現(xiàn)在電源波形的半周內(nèi)。

     原因：感應(yīng)加熱裝置和頻率接近檢測頻率的超聲波發(fā)生器等。

（11）鐵芯磁飽和諧波的干擾圖形（圖5—14）

波形特點(diǎn)：較低頻率的諧波振蕩，出現(xiàn)在兩個(gè)半周上，幅值隨試驗(yàn)電壓升高而增大，不加電壓時(shí)消失，有重現(xiàn)性。

    原因：試驗(yàn)系統(tǒng)各種鐵芯設(shè)備（試驗(yàn)變壓器、濾波電抗器、隔離變壓器等）磁飽和產(chǎn)生的諧振。                                 

（12）電極在電場方向機(jī)械移動(dòng)的干擾圖形。

波形特點(diǎn)：僅在試驗(yàn)電壓的半周（正或負(fù)）上出現(xiàn)的與峰值對稱的兩個(gè)放電響應(yīng)，幅值相等，而脈沖方向相反，起始電壓時(shí)兩個(gè)脈沖在峰值處靠得很近，電壓升高時(shí)逐漸分開，并可能產(chǎn)生新的脈沖訊號對。

原因：電極的部分（尤其是金屬箔電極）在電場作用下運(yùn)動(dòng)。                          

（14）漏電痕跡和樹枝放電

波形特點(diǎn)：放電訊號波形與一般典型圖象均不符合，波形不規(guī)則不確定。

原因：玷污了的絕緣上漏電或絕緣局部過熱而致的碳化痕跡或樹枝通道。

在放電測試中必須保證測試回路中其它元件（試驗(yàn)變壓器、阻塞線圈、耦合電容器、電壓表電阻等）均不放電，常用的辦法是用與試品電容數(shù)量級相同的無放電電容或絕緣結(jié)構(gòu)取代試品試驗(yàn)，看看有無放電。

了解了各種放電類型的波形特征，來源以及識別干擾后就可按具體情況采取措施排除干擾和正確地進(jìn)行放電測量了。

第七章     局部放電測試當(dāng)中應(yīng)該注意的問題

實(shí)驗(yàn)前，試品的絕緣表面（尤其是高壓端）應(yīng)作清潔化處理

2、   各連接點(diǎn)應(yīng)接觸良好，尤其是高壓端不要留下尖銳的接點(diǎn)，高壓導(dǎo)線應(yīng)盡可能粗以防電暈，可用蛇皮管。

輸入單元要盡量靠近試品，而且接地要可靠，接地線用編織銅帶。主機(jī)也須接地，以保證安全。

試驗(yàn)回路盡可能緊湊。即高壓連線盡可能短，試驗(yàn)回路所圍面 積盡可能小。

在進(jìn)行110KV及以上等級的局放試驗(yàn)時(shí)，試品周圍的懸浮金屬物體應(yīng)妥善接地。

考慮到油浸式試品局部放電存在滯后效應(yīng)，因此在局放試驗(yàn)前幾小時(shí)，不要對試品施加超過局部放電試驗(yàn)電壓的高電壓。

第八章  附件

    1、測量電纜線6米         2根

    2、電源線                     1根

    3、1.0A保險(xiǎn)絲                 4根

    4、使用說明書                 1份

校正脈沖發(fā)生器使用說明

用途與適用范圍：

校正脈沖發(fā)生器是一個(gè)小型的廉價(jià)的電池供電的局部放電校正器，它適用于需要攜帶和使用靈活的場合。

主要規(guī)格及技術(shù)參數(shù)：

輸出電荷量：5PC  50PC  100PC  500PC

上升時(shí)間：<100ns

衰減時(shí)間：>100us

極性：正、負(fù)極性

重復(fù)頻率：1KHz

頻率變化：>±100Hz

尺寸：160×120×50mm

重量：0.5Kg

電池：6F22  9V

操作與作用：

首先打開校正脈沖發(fā)生器后蓋板，裝入電池，蓋好蓋板。將輸出紅黑兩個(gè)端子接上導(dǎo)線，紅端子上的導(dǎo)線盡量且靠近試品的高壓端，黑端導(dǎo)線接試品和低壓端，將校正電量開關(guān)置于合適的位置，即可校正，頻率可在1KHz附近調(diào)節(jié)，面板上電壓表指示機(jī)內(nèi)電源的情況，一般指示8V以上才能保證工作，低于8V則需調(diào)換電池。

校正后切記將校正脈沖發(fā)生器取下！