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分享一種局部放電測試方法

順絡(luò)電子 ? 來源:順絡(luò)電子 ? 2023-02-24 10:56 ? 次閱讀

局部放電測試是一種非破壞性,帶有局部放電量檢測的感應(yīng)耐壓試驗。它是確定變壓器絕緣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可靠性的重要指標(biāo)之一,表征高壓電氣設(shè)備絕緣性能的重要參數(shù),也是發(fā)生絕緣故障的有效先兆信息

據(jù)統(tǒng)計,變壓器50%以上失效基本是因為它的存在,通常這種放電表現(xiàn)為持續(xù)時間小于1μs的脈沖,發(fā)生的幾個因素主要包含有①電場過于集中于某點;②固體介質(zhì)有氣泡,有害雜質(zhì)未除凈;③油中含水、含氣、有懸浮微粒;④不同的介質(zhì)組合中,在界面處有嚴(yán)重的電場畸變等。

例如變壓器油紙中含有氣泡,則氣泡中的電場強(qiáng)度E0比其周圍油紙中的電場強(qiáng)Ep要大εp/ε0倍。εp為油紙的相對介電常數(shù)約2.2;ε0為空氣的相對介電常數(shù)約為1,故E0=2.2Ep而氣體的擊穿場EB0為3kV/mm(大氣壓力下)而油紙的擊穿場強(qiáng)高達(dá)15kV/mm,很明顯氣泡首先放電而油紙仍然保持絕緣特性,這就出現(xiàn)局部放電。

局部放電測試則是最好的檢驗手段。

測試原理

局部放電會產(chǎn)生各種現(xiàn)象,如有電荷交換、電能損耗、電磁波輻射、發(fā)生聲波、發(fā)光、發(fā)熱以及分解出各種氣體或生成新的物質(zhì)。于是可以通過捕獲這些信息來檢測局部放電。

目前使用最多的是脈沖電流法,是IEC和GB推薦的方法,可定量,靈敏度高,它是根據(jù)PD的等效電路提出的。

設(shè)在絕緣體內(nèi)有一氣隙c;與此氣隙串聯(lián)的部分介質(zhì)為b,而其他部分介質(zhì)為a,如圖1. a)所示。相應(yīng)部分的電容CC、Cb、Ca組成等效電路如圖1.b)所示。

當(dāng)外加電壓U升高達(dá)到氣隙放電電壓uCB時,CC放電,放電使中性分子電離,產(chǎn)生電子和正離子,它們在外加電場作用下移動,累積在氣隙壁上,從而形成內(nèi)部電壓-△uc,這時CC上的實際電壓為uCB-△uc=ur<uCB,于是放電暫停,氣隙上的電壓又隨外加電壓上升而上升,升到uCB時又發(fā)生放電。

這樣在一個工頻周期內(nèi)可能出現(xiàn)很多次放電,如圖2所示。每次放電過程很快,大約在10-9~10-6s。于是在試品的兩端(電極間)就會出現(xiàn)許多脈沖電壓△ua。

從等效電路可推導(dǎo)出:

2c85a9ce-b365-11ed-bfe3-dac502259ad0.png2c9bff4e-b365-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

圖片來源于順絡(luò)內(nèi)部

瞬變的視在放電電荷通過與試品連接的測試回路,形成脈沖電流,可以用各種不同的傳感器耦合方法來檢測此脈沖電流,從而測得PD的各個表征參數(shù)。這就是脈沖電流法的測量原理。

注:資料源自西安交大科技園博源電氣

測試方法

根據(jù)IEC和GB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方法,通常情況下參考如下:

先將電壓從0升到1.25Ut,速率一般為500V/s或1000V/s,然后維持時間t1,再將電壓降至Ut,維持時間t2,通常規(guī)定在時間t2內(nèi)測量產(chǎn)品的局部放電量,并要求應(yīng)小于或等于10pC。

注:1.25Ut值和Ut值,以及時間t1和t2依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品要求規(guī)格書中有規(guī)定。

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圖3 電壓施加圖形

圖片來源于順絡(luò)內(nèi)部

產(chǎn)品測量

為了讓大家對測試有直觀的感受,我們選擇了電子變壓器的實際測試畫面展示。

2ce17c4a-b365-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

圖4 電子變壓器實際測試圖

圖片來源于順絡(luò)內(nèi)部

局部放電測試是保證產(chǎn)品可靠性及提高絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計的一項關(guān)鍵評估測試技術(shù),順絡(luò)電子在產(chǎn)品高可靠性設(shè)計方面建立了較完善的測試評估技術(shù),為高品質(zhì)產(chǎn)品保駕護(hù)航,給客戶提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務(wù)。






審核編輯:劉清

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原文標(biāo)題:局部放電測試方法

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