浅谈局部放电试验在电气设备中应用

浅谈局部放电试验在电气设备中应用
摘要：局部放电试验在保证电气设备运行稳定性方面发挥着至关重要的作用，若是局部放电试验中，试验电压不发生骤降，而且在施加电压的过程中，放电量
控制在规定的限值以下，则说明试验合格；若是在施加电压的过程中，放电量先
超过规定的限值，然后又降低到限值以下，此时试验可以继续进行，直到放电量
持续控制在规定限值以下为止。

关键词：电气设备；局部放电试验；应用
1.局部放电试验的目的
电气设备局部放电对设备绝缘有着很大的危害，因此进行局部放电的测量，
能够及时发现设备结构和制造工艺的缺陷，防止局部放电对绝缘造成破坏具有重
要的意义。

2.局部放电的机理
局部放电既可能发生于两极板间的均匀电场中的某些薄弱环节，如固体绝缘
的空穴中、液体绝缘的气泡中或不同介电特性的绝缘层间；也可能发生在极板边
缘处电场集中的部位，如金属表面的边缘尖角部位。

所以放电类型分为三类，即
绝缘材料内部放电、表面放电及高压电极的尖端放电。

2.1内部放电
绝缘材料中含有气隙、杂质、油隙等，这时可能会出现介质内部或介质与电
极之间的放电，其放电特性与介质特性及夹杂物的形状、大小及位置有关系。

当
外施电压Ua上升，直到空穴电压达到空穴的击穿电压值Ug时，空穴开始放电，
即发生局部放电。

2.2表面放电
在电场中，介质表面的场强达到击穿场强时，则出现表面放电。

表面放电可
能出现在套管法兰处、电缆终端部、导体和介质弯角表面处。

2.3电晕放电
电晕放电是在电场极不均匀的情况下，导体表面附近的电场强度达到气体的
击穿场强时所发生的放电。

在高压电极边缘，尖端周围由于电场集中而造成电晕
放电。

3.局部放电的参数
起始放电电压:当外施电压逐渐上升过程中，能看到局部放电超过某一规定
值的最低电压，称为起始放电电压。

熄灭放电电压：当外施电压逐渐降低过程中，局部放电量小于某一规定值的最高电压，称为熄灭放电电压。

局部放电试验电压：施加某一规定电压，在此电压下，试品不应出现超过规定数值的局部放电。

视在
放电量：局部放电时，其真实的放电量是无法测量的。

可采用专门仪器，模拟实
际放电的瞬变电荷注入试品的两端，出现的脉冲电压与局部放电时相同，则注入
的电荷称为视在放电量g单位为pC(皮库仑)。

放电重复率：放电时，每秒放电脉
冲次数，称为放电重复率。

4.局部放电试验的基本仪器和设备
目前，国内电气设备局部放电测试普遍采用脉冲电流法，该方法灵敏度和准
确度较高，因此，是局部放电测试的最基本方法。

（1）测量仪器（M）
局部放电测量仪器有模拟信号处理的脉冲显示仪器和数字分析仪两种。

用模
拟器件组成的电子仪器仅能观察脉冲，测量局部放电量的大小：而数字分析仪是
由计算机控制的智能化仪器，能记录分析局部放电信号。

（2）测量(检测)阻抗（Zm）
检测阻抗是一个四端网络元件,具有阻止试验电源频率进入仪器的频率响应。

（3）同轴电缆
连接测量阻抗和测量仪器中放大单元的连接引线，通常采用带屏蔽同轴电缆。

（4）升压设备
对被试品施加局部放电测量电压的设备，如无局放升压变压器、谐振升压器
或发电机组等。

5.局部放电的基本试验接线
局部放电脉冲电流法试验接线有三种，分别为并联回路法、串联回路法和平
衡回路法。

（1）并联回路法
并联回路法主要用于试品一端接地情况，适用于试品电容量较大及与地无法
分开的设备。

（2）串联回路法
串联回路法主要用于试品末端与地之间绝缘的情况，多用于试品电容较小的
设备。

（3）平衡回路法
平衡回路法是利用电桥平衡原理将外来干扰信号平衡掉。

该方法抗干扰能力强，但测量灵敏度略低于串联回路法和并联回路法。

实际测量中常将两台试品相
互作为耦合电容并平衡抑制干扰，或将电容值差别不大的另一电容器作为耦合电
容
6.局部放电试验的注意事项
（1）局部放电试验前被试设备完成全部常规试验，结果合格；（2）被试设
备附近的围栏、油箱等可能电位悬浮的导体均应可靠接地，防止因杂散电容耦合
而产生悬浮电位放电；（3）被试设备周围的电气施工尽可能停止，特别是电焊
作业，以减少试验干扰；（4）为消除地网中杂散电流对测试的影响，应检查地线连接,使局部放电试验测试回路一点接地；（5）短接被试品TA二次端子。

7.局部放电的试验方法
根据被试设备的类型、参数、试验电压的大小和现有试验设备的条件，选择合适的试验方法及试验设备。

例如，当被试设备为变压器时，根据变压器的实际参数和施加压的类型(频率在100Hz以上)，计算加压设备的试验容量，所有连接线不出现电晕等，保证满足局部放电测试的试验要求。

测量回路的校正：现场多采用标准方波发生器直接在试品两端注入已知电荷Q0，假设这时测量系统响应为L1，取下方波发生器，加试验电压，当试品内部有放电时，系统响应为L。

则试品的视在放电量为Q=Q0L/Q1。

进行局部放测量:按照相关标准的规定,对被试设备加压，加压过程严格按照标准规定执行。

施加试验电压时，接通电源并增加至局放测量电压，持续5min，读取放电量值；无异常再增加电压至耐受电压，进行耐受电压试验，耐压时间为(120x50/f)s；然后，立即将电压从耐受电压降低至局放测量电压，保持30min或60min(按标准规定)，进行局部放电观测，在此过程中，每5min记录一次放电量值；降压，当电压降到0时切断电源，试验完毕。

对于变压器类设备局部放电试验，一般还要增加1.1倍额定电压下的局放测量作为参考，保持5min。

局部放电测量后的工作：对试验回路充分放电后拆线,恢复被试设备到试验前状态。

U2测量电压，U3变压器1.1倍额定电压下的局放测量电压。

8.对试验结果的分析判断
（1）如果在局部放电的观测过程中，试验电压不产生突然下降，并在施加电压时间内，所测的视在放电量的连续水平低于规定的限值，则试验为合格；（2）如果在一段时间内，视在放电量的读数超过规定的限值，但之后又低于这个限值，则试验不必中断仍可连续进行，直到在此后持续期间内取得可以接受的读数为止。

9.开关柜局部放电试验的应用实例
当变电站10kV开关柜内有噪声，那么可以选用超声波检测技术以及暂态地电压检测技术对开关柜进行局部放电进行带电检测。

首先采用便携式局部放电测试仪对开关柜进行带电检测，若发现测量值存在问题时，则利用局部放电定位仪PDL1，对开关柜局部放电的具体位置进行准确定位，然后根据开关柜内发生故障的设备和故障的具体严重情况，制定合理的应对措施，确保电力系统的安全稳定运行。

开关柜TEV测量信号的大小与不同电压等级和不同测量的位置有着很大的联系。

在确定开关柜检测位置的时候，首先要对信号可能经过的路径进行估计，尽可能对于设备的各个组成部分进行测量，检测点可以选择信号可能出现最大的地方。

10.结束语
局部放电试验在当前社会的电力系统稳定性、可靠性、安全性保障方面具有重要的价值，可将其视为状态维修的核心部分。

通过不同的局部放电试验技术配合应用，不仅可以避免大规模停电的负面问题，还可以提高检修质量、效率，避免安全事故，更好地为经济发展提供支持。

参考文献：
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界,2017(12):472-472.
[2]刘苛,刘天齐.电气设备局部放电试验[J].科技资讯,2013(28):104-105.。