電力行業使用設備“智能局放檢定裝（zhuāng）置”使用指南

電網作為高度（dù）嵌（qiàn）入經濟社會生產活動中的公共基礎設施（shī），其數字化水平將對能（néng）源電力市場（chǎng）化程（chéng）度產生更加直接和深遠（yuǎn）的影響。電網作為能源轉換利用（yòng）和輸送配置的樞紐平台，需要（yào）結合數字（zì）經濟（jì）與新（xīn）基建的政策機遇，著重發揮規模經濟與網絡效（xiào）益優勢，促進電力供（gòng）需更（gèng）平衡、資源配置（zhì）更優化。

當前，電力係統從傳統電力係統向新型電力係統演（yǎn）進，這對電網可靠、高（gāo）效、優化運行提出了更大挑戰。隨著高比例新能源、新型儲能、柔性（xìng）直流輸電等電力技術快速發展和（hé）推廣應用，電網形態複雜化、電網相關主體多元化運行方式多（duō）樣化的特點愈發明顯，高（gāo）低（dī）壓層級（jí）電網之間、送受（shòu）端電網之間協調（diào）難度加大。

目前，電網的（de）生（shēng）產運營、調度交易等活動已經體現出高度（dù）的（de）信息化（huà）與自動（dòng）化，正在進一步成為調配能源資源的重要（yào）平（píng）台。隨著數字經濟時（shí）代（dài）的（de）到來，數字化、智能（néng）化發展成為新（xīn）的（de）趨勢（shì），表現為數字（zì）技術與實體（tǐ）經濟的深度融合，以及數據要素、數字（zì）平台對電網整體與各個環節的賦能（néng）賦（fù）智。

一（yī）、定義及產生原因（LYTCD-9308電力行業（yè）使用設（shè）備“智能局放檢定裝置”使用指南）

在電場作用下，絕緣係統中隻有部分區域發生放電，但（dàn）尚未擊（jī）穿，（即在施（shī）加電壓的導體之間沒（méi）有擊穿）。這種現象稱之為（wéi）局部放（fàng）電。局部放電可能發生在（zài）導體邊上，也可能發生在絕緣體的表麵上和（hé）內部，發生在表麵的稱為表（biǎo）麵局部放電。發生在內部的稱為內部局部放電。而對於被氣（qì）體包圍的導體附近發生的局部放電，稱之為電暈。由此 總結一下局部放電的定義，指部分的橋（qiáo）接導體間絕緣的一種電氣放電（diàn），局部放電產生原因主要有以下幾（jǐ）種：

電（diàn）場不均勻。

電介質不（bú）均勻。

製造過（guò）程的（de）氣泡或雜質。經常發（fā）生放電的原（yuán）因是絕緣體內部或表麵存在氣泡（pào）；其次（cì）是有些設備的運行過（guò）程中會發生熱脹冷縮,不同（tóng）材料特（tè）別是導（dǎo）體與介（jiè）質的（de）膨脹係數（shù）不同，也會逐漸出現（xiàn）裂（liè）縫；再有一些是在運行過程中有機高分子的老化，分解（jiě）出各種揮發物，在高場強的作用下，電荷不斷地由導體進入介（jiè）質中， 在注入（rù）點上就會使介質（zhì）氣（qì）化。

二、模擬電路及放電過程簡介（LYTCD-9308電力行業使用設備“智能局放（fàng）檢定裝置”使用指南）

介質內部含有氣泡，在交流電壓下（xià）產生的內部放（fàng）電特性可由（yóu）圖1—1的模擬（nǐ）電路(a b c等值電路)予以表示；其中Cc是模擬介質中產生放電間隙(如氣泡)的電容；Cb代表與Cc串聯部（bù）分介質（zhì）的合成電容；Ca表示其餘部分介質的電容。

             (a)  實際介質                            (b)  模擬電路

I——介質有（yǒu）缺陷(氣泡)的部份(虛線表示（shì）)

II——介質無缺（quē）陷部份

圖1—1  表示具有內部放電的（de）模擬電路

圖1—1中以並聯有—對火花間隙的電容Cc來模擬產生局部放電的內部氣泡。圖1—2表示了在交流電壓下局（jú）部（bù）放電的發生過程（chéng）。

圖1-2  介質內單個氣泡（pào）在交流電（diàn）壓下的局部放電（diàn）過程

U(t)一一外施交流電（diàn）壓

Uc(t)一（yī）一氣泡不擊穿時在氣泡上的電壓

Uc’(t)一一有局部放（fàng）電（diàn）時氣泡上的實際電壓

Vc一一氣（qì）泡的擊穿電壓

Y r一一氣泡的殘餘電壓   

Us—局（jú）部放電起始電壓(瞬時值)

Ur一一與氣泡（pào）殘餘電壓v r對應的外施電壓（yā）

Ir一一氣泡中（zhōng）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，氣泡電容Cc上對應的電壓為Uc(t)。如圖2—1所（suǒ）示，此時的Uc(t)所代表的是氣泡理想（xiǎng）狀態下的電壓（既氣泡不（bú）發生擊穿）。

Uc(t)=U(t)×Cb/Cc＋Cb

外施電壓U(t)上升時，氣泡上電壓Uc(t)也上升，當U(t)上升到Us時，氣（qì）泡上電壓Uc達到氣泡擊穿電壓,氣泡擊穿（chuān），產生大量的正、負離子，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，削弱了氣泡內的總電場強度，使放電（diàn）熄滅，氣泡又恢複（fù）絕緣（yuán）性能。這樣的（de）一次放電持續（xù）時間是極短暫的，對一（yī）般的空氣氣泡來說，大約隻有幾個毫微秒(10的負8次方到10的負9次方秒)。所以電壓Uc(t)幾乎瞬間地從Vc降到Vr，Vr是殘餘（yú）電壓；而氣泡上電壓Uc‘(t)將隨U(t)的（de）增大而繼續由Vr升高到Vc時，氣泡（pào）再—次擊穿，發生又—次局部放電，但此時相（xiàng）應的外施電（diàn）壓比Us小（xiǎo），為(Us-Ur)，這是因為氣泡上有（yǒu）殘餘電壓Vr的內（nèi）電場作用的結果。Vr是與氣泡殘餘（yú）電壓Yr相（xiàng）應的外（wài）施電壓，如此反複上述過程，即外施電壓每增加(Us-Ur)，就產（chǎn）生（shēng）一次局部放電．直到前—次（cì）放電熄滅後，Uc’(t)上升到峰值時共增（zēng）量不足以達Vc(相（xiàng）當於外施電壓的增量Δ比(Us-Ur)小)為止。

此後，隨著外施電壓U(t)經過峰值Um後減小，外施電壓（yā）在氣泡中（zhōng）建（jiàn）立反方向電場，由於氣泡（pào）中殘（cán）存的內電場電壓方向與外（wài）電場方向相反（fǎn），故外施電壓須經(Us+Ur))的電壓變化，才（cái）能使氣泡上的電壓達（dá）到（dào）擊穿電（diàn）壓Vc，(假定正、負方向擊穿電壓Vc相等)，產生一次局部放電。放電很快熄滅，氣泡（pào）中電壓瞬時降到殘餘電壓Vr(也（yě）假定正、負方向（xiàng）相同)。外施電壓繼續下降，當再下降(Us-Ur)時，氣（qì）泡電壓就又達到Vc從而又（yòu）產生一次局部放電。如此重複上述過程，直（zhí）到外施電壓升到（dào）反向蜂值一Um的增（zēng）量Δ不足以達到(Us-Ur)為止。外施電壓經（jīng）過一Um峰值後，氣泡上的外電（diàn）場（chǎng）方向又變為正（zhèng）方向（xiàng），與氣泡殘餘電壓方向相反，故（gù）外施（shī）電壓又須上升(Us+Ur)產生第—次放電（diàn），熄滅後，每經過Us—Ur的電壓上升就產生一次放電，重複前麵所介紹的過程。如圖（tú）1—2所（suǒ）示。

由以上局部放電過程分析（xī），同時根據局部放電的特點（同種試（shì）品，同樣的環（huán）境下，電壓越高局部放電量（liàng）越大）可以知道：一般情況下，同一試品（pǐn）在一、三象限的局部放電量大於二、四象限的（de）局部放電量。那是因為它們是電壓的上升沿。（第三象限是電壓負的上升沿）。這就是我們測量中為什麽把（bǎ）時間窗刻意擺在一、三象限（xiàn）的原因。

三（sān）、測量原理：（LYTCD-9308電力行業（yè）使用設備“智能局放檢定裝置”使用指南）

局放儀運用的原理（lǐ）是脈（mò）衝電（diàn）流法原理，即產生（shēng）一次局部放電時，試品Cx兩端產生一個瞬（shùn）時電壓變化Δu，此時若經過電Ck耦合到一檢測阻抗Zd上，回路就會產生一（yī）脈衝電流I，將脈衝電流經檢測阻抗產生的脈衝（chōng）電壓信息，予以檢測、放大和顯示等（děng）處理，就（jiù）可以測定局部（bù）放電的一些基本參量（主要是放電（diàn）量q）。在（zài）這裏需要指出的是，試品內部實際的局部放電量是無法測量的，因為試品（pǐn）內部的局部放電脈衝的傳輸（shū）路徑和方向是極其複（fù）雜的，因此我們（men）隻（zhī）有通過對比法來檢測試品的視在放電電（diàn）荷，即在測試之前先在試品兩端注入一（yī）定的電量，調節放大倍數來建立標尺（chǐ），然後將在實際電壓下收到的試品（pǐn）內部的局部放電脈衝和標尺進行對（duì）比（bǐ），以此（cǐ）來得到試品的視在放電電荷。

四、表征（zhēng）參數（LYTCD-9308電（diàn）力行（háng）業使用設備“智能局放檢定裝（zhuāng）置”使用指南）

局部放電（diàn）是比較複雜的物理現象，必須通過多種表征參數才能全方位的描繪其狀態，同時局部放（fàng）電對（duì）絕緣破壞的機（jī）理也是很複雜的，也需要通過不同的參數來評（píng）定它對絕緣的（de）損害，目前我們（men）隻關心兩（liǎng）個基本參數。

視在放電電荷——在絕緣（yuán）體中發生局部放電時，絕（jué）緣體上施加電壓的兩端出（chū）現的脈動電荷稱之為視在放電電荷，單位用皮庫（pc）表示，通常以穩定出現的*大視在（zài）放電電荷作為該試（shì）品的（de）放電量。

放電重複率（lǜ）——在測量時間內每秒中出現的放電次數的平均（jun1）值稱為放電重複率，單位為次/秒，放電重複率越高，對絕緣的損害越大。

局放測試的試驗係統接線。

在了解了局部放電的基本（běn）理論之後，在本章我們的重點（diǎn）轉（zhuǎn）向實際操（cāo）作，我們先介紹局部放電測試中常用的三種接法，隨後我們再（zài）介紹整個係統的接線電（diàn）路，*後我們再分別（bié）介紹幾種典（diǎn）型的試（shì）品的試驗線路。

局部放電測試電路的三（sān）種基本接法（fǎ）及優缺點。

標準試驗電路，又稱並聯（lián）法。適合（hé）於必須接地的試品。

其缺點是高壓引線對地雜散電容（róng）並聯在 CX上（shàng），會降（jiàng）低測試靈敏度。

接法的串聯法，其要求試品低壓端對地浮置。

其優點（diǎn）是變壓器入口電（diàn）容、高壓線對地雜散電（diàn）容與耦合電容CK並聯，有利於提高試驗靈敏度。缺點是試（shì）樣損壞時會損壞輸（shū）入單元。

平衡法試驗電路：要求兩個試品相接近，至少電容量為同一數量級其優點是外幹擾強烈的情況下，可取得較好抑製幹擾的效果，並可消除變（biàn）壓（yā）器雜散（sàn）電容的影響，而且可做大電容試驗（yàn）。缺點是須（xū）要兩個相（xiàng）似的試品，且當（dāng）產生放電時，需設法判別是哪個試品放電。

值得提（tí）出的是：由於現場試驗條件的限製（找到兩個相似的試品且要保證一個試品無放電不太容易），所以（yǐ）在現場平衡法比較難實（shí）現，另外，由（yóu）於采用串聯法時，如果試品擊穿，將會對設備造成比較大的損害，所以出於對設備保護的想法，在現場試驗時一般采用並聯法。

采（cǎi）用並（bìng）聯法的整個係統的接線原理圖。

該係統采（cǎi）用脈衝電流法檢測（cè）高壓試品的局部放電量，由控製台控製調壓器和變壓器在試（shì）品的高壓端（duān）產生測（cè）試局放所需的預（yù）加電（diàn）壓和測試電壓，通過無局（jú）放藕合電容器和（hé）檢測阻抗將局部放電信（xìn）號取（qǔ）出（chū）並送至局部放電檢（jiǎn）測儀顯示並判斷和測量。係統中的高壓電阻為了防止在測（cè）試（shì）過程中試品擊穿而損壞其他設備，兩個電源濾波器是將電（diàn）源的幹擾和整個測試係統分開，降（jiàng）低整個測試係統（tǒng）的背（bèi）景幹擾（rǎo）。

根據上述原理圖可以看（kàn）出，局部放電測試的靈敏度和準確度和整個係統密切相關，要想順利和準確的進行局（jú）部放（fàng）電測試，就必須將整個係統考濾周到，包括係（xì）統的參數（shù）選取和連接方式。另（lìng）外，在現場試驗時（shí），由（yóu）於是驗證性試驗，高（gāo）壓限流電阻可以省（shěng）掉。

幾（jǐ）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

a電流互感器接線

（2）電壓互感器的（de）局放（fàng）測試接線（xiàn）原理圖（tú）

 A．工頻加壓方式接線原理圖

B．高頻（pín）加壓方式接線原理圖

為了防止電壓互感器在工頻電壓下（xià）產生大的勵磁電流而損壞，高壓電壓互感器一般采取自激勵的加壓（yā）方式。在電壓互感器的低壓側加一倍頻電源，在電壓互感器的高壓端感應出高壓來進行局部放（fàng）電（diàn）實驗。這就是通常所（suǒ）說的（de）三倍（bèi）頻實驗。其接線原理圖如下：

(3)高壓電容器.絕緣子的局放（fàng）測試（shì）接線原理圖

(4) 發電機的（de）局放測試接線原理圖

（5）變壓器（qì）的局部放電測試接線原（yuán）理圖

我們僅僅是在原理性的總（zǒng）結了幾（jǐ）種典型試品（pǐn）的接線原理圖，至於各種試品的加壓方式和加壓值的多少（shǎo），我們在做試驗的時侯要嚴格遵守每種試品的出廠檢驗標準或交（jiāo）接檢驗標準。

第三章  概述

ＫＪＦ-2020智能局部放電檢測儀（yí）是我公司*新推向市場的新一代數字（zì）智能儀器，該儀器在（zài）原有產品（pǐn）JF-2002、JF-2006局放儀的基礎上（shàng）采用（yòng）嵌入式ARM係統作為中央處（chù）理單元，控製12位分辨率的高速模數轉換芯片進行數據采集，將采集到的數據存放在雙端口（kǒu）RAM中。實現從（cóng）模擬到數字的跨越。使用26萬色高分（fèn）辨率TFT-LCD數字液晶顯示模組實（shí）時顯示放電脈衝波形，配備VGA接口，可外接顯示器。與傳統的模（mó）擬式示波管顯示局部放電（diàn）檢測儀相比有以下特（tè）點：

1.彩色顯示器，雙色顯示波形，更清晰直觀；

2.可鎖定（dìng）波形，更方便仔（zǎi）細查（chá）看放（fàng）電波形細節；

3.自動測量並顯示（shì）試驗電源時基頻率（lǜ），無需手動切換；

4.配備VGA接（jiē）口，可外接大尺寸顯示（shì）器；

5.與示波管（guǎn）相比壽命更長。

6.具有（yǒu）波（bō）形鎖定、打印試驗報告功能

本儀器檢測靈敏度高，試樣電容覆蓋範圍大，適用試品範圍廣，輸入（rù）單元（檢測阻抗（kàng））配（pèi）備齊全，頻帶組合多（duō）（九種）。儀（yí）器經適當定標後能直（zhí）讀（dú）放電脈衝的放電量。

本儀器是電力部門（mén）、製造廠家和科研（yán）單位等廣泛使用的局部放電測試儀器。

第四章（zhāng） 主要（yào）技術指標：（LYTCD-9308電力行業（yè）使用設（shè）備“智能局放檢定裝置”使用（yòng）指南）

1．可測試品的電容範圍： 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）優異：80KHZ、200KHZ、300KHZ任選。

4、放大器（qì）增益調節：

粗調六檔，檔間增益20±1dB；細調範圍≥20dB。每檔之間（jiān）數據為10倍關係：如第三檔（dàng）檢測數據為98，則（zé）第2檔（dàng）顯示數據為9.8，如在第三（sān）檔檢測數據超過120，則應調（diào）至第2檔來檢測數（shù）據，所得數據應乘以10才為（wéi）實際測量（liàng）值。

5、時間窗：

（1）窗寬：可調範圍（wéi）15°-175°；

（2）窗（chuāng）位置：每一窗（chuāng）可旋轉0°- 180°；

（3）兩個（gè）時（shí）間窗可（kě）分別開或同時開。

6、放（fàng）電量表（biǎo）：

0-100誤（wù）差<±3％（以滿度計）。

7、橢圓時基：

（1）頻率：50HZ、或外部電源同步（任意頻（pín）率）

（2）橢（tuǒ）圓旋轉：以30°為一檔，可作360°旋轉（zhuǎn）。

（3）顯示方式（shì）：橢圓（yuán）—直線。

8、試驗電壓表：

精度：優於±3％（以滿（mǎn）度計）。

9、體積： 320×480×190（寬×深×高）mm3。

10、重量：約15Kg。

鹽城（chéng）供電三（sān）新公（gōng）司便倉業務所通過“人巡+機巡”，隨時關注天氣變化，增加巡視頻次、擴展巡視範圍，對線路上所有設備進行拉網式隱患排（pái）查全方位“體檢”，建立詳細的設備台賬（zhàng），對（duì）巡視發現（xiàn）的問題（tí）及時記錄分析，采取妥善的處置方（fāng）案（àn），對采集（jí）到的數據進行圖像（xiàng）保存並（bìng）及時分析，全方位掌握（wò）存在的（de）薄弱環節和因素，為線路可靠運（yùn）行提供資料；他們采取“日巡+夜巡”的（de）方式，根據設（shè）備的特點和用電負荷情況（kuàng），對轄區內線路進行巡視、側負荷工作，重點對調度係統中顯示負荷較大的線路（lù）電纜接頭、線路接（jiē）頭、配電變壓器、斷路器、隔離開關、設（shè）備線夾、負載率過高的線路及台區以及重要供電線（xiàn）路等進行（háng）夜間巡視，對負荷異常現（xiàn）象進行認真分析，發現缺（quē）陷及時處理，在很短時間（jiān）內（nèi）消除隱患，做到隱患早（zǎo）發現、早（zǎo）治理，實（shí）時掌握線路設備的“健康”狀（zhuàng）況，確保線路設備可靠穩定運行；他們加強設備運行管理，在用電高峰時段開展紅外精準測溫工作，全方位掌握配電設備在高（gāo）溫、高負荷情況下的運行狀況（kuàng），對發現的問題和紅外測溫照片進行匯總、歸檔、分析和（hé）保存。對測量過程中發現的（de）發熱點和負荷異常現（xiàn）象進行重點分析，並針對性地迅速製訂檢修計劃。對於不能及時整改消除的隱患，認真進行記錄和上報（bào），確保將缺陷隱患消除在萌芽（yá）狀態。

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