电机局部放电超声特性
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。
局部放电超声波信号的检测及预处理
电压放 大器能 更好 地接 收 小 电容值 的 压 电传 感 器耦 合 的 超 声波 信 号 ； 带通 滤 波 器 能 有 效地 抑 制 背 景噪 声和 工频 干扰 ； 小波 包分 解后 的低 频重 构信 号设 定特征 量 及其 容 限 ， 小波 包重 构 时能分 离 对 在 出电磁 波． 超 声波信 号采 用这 种软 硬件 结合 的预 处理措 施 能 达到 满 意 的抑 制 各 种 噪 声和 干扰 的 对
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第 ４ Ｏ卷
第 ８期
西 安 交
通Байду номын сангаас
大 学 学
报
Ｖｏ ． ０ Ｎ ８ １４ ｏ
Ａｕ ｇ． ２ ６ ００
２０ ０ ６年 ８月
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩＡＮ Ｉ ＪＡＯＴＯＮＧ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＹ Ｉ
局 部 放 电超 声 波 信 号 的检 测 及 预 处 理
效 果．
关键 词 ：局部 放 电 ； 声波检测 ； 超 电荷 放 大器 ； 处理 预
中图分 类号 ：ＴＭ８ 文献标 识码 ：Ａ 文章 编 号 ： ２ ３９ ７ ２ ０ ） ８０ ６ —５ ５ ０ ５ —８ Ｘ（ Ｏ ６ Ｏ —９ ４０
Ｄｅ ｅ ｔｏ ａ ｅ ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｆＰａ ｔａ ｓ ｈ ｒ ｅ Ｕｌｒ ｓ ｎ ｃＳ ｇ ａ ｓ ｔ ｃ ｉｎ ｎｄ Ｐｒ ｌ ｏ ｅ ｓｎｇ ｏ ｒｉ ｌＤｉｃ ａ ｇ ｔ ａ ｏ ｉ ｉ ｎ ｌ
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超声波局部放电
意义：
1）确定局部放电现象是否存在，避免供电损失； 2）对设备状态进行评估； 3）实现状态检修，达到设备运行安全可靠、 检修成本合理的目的，提高供电可靠性。
带电检测
定义：
在电气设备运行状态下，对其所做的检测，只做电气检测，不做机械检测。 优势： 1）带电检测是在设备正常运行的情况下检测，减少了停电次数。 2） 对于无法承受瞬时高压的老式设备也能进行检测。 3）带电检测可以依据设备运行状态灵活安排检测周期，便于及时发现设备的隐患，了 解隐患的变化趋势。
超声波局部放电带电检测
定义：在设备正常运行的情况下，通过对电力设备发生局部放电时产生的超声
波信号进行采集、处理和分析来获取设备运行状态的一种检测技术 优势： （1）抗电磁干扰能力强 （2）便于实现放点定位 缺点： （1）对内部缺陷不敏感 （2）受机械干扰较大 （3）进行放电类型模式识别难度大 （4）检测范围小
05案例
案例1
案例2THANKS来自进行局部放电检测。超声波检测仪器
超声波检测方法
超声波检测仪可以把超声波传感器接收到 的超声波信号转换为电信号，这种电信号
通过声音传播出来。通过在软件中填写声
音、设备的基本信息分析设备的缺陷程度。
03检测流程
检测流程
（1）检测前的准备工作；
（2）检测点的选择； （3）背景的检测； （4）信号普测； （5）信号定位； （6）信号详测； （7）信号异常处理与分析； （8）分析报告。
局部放电定义
高压
非贯通性的放电称为局部放电;将引 起绝缘系统劣化，逐渐导致绝缘损坏。 可分为： 1、电晕放电
接地端 Insulation Layer Void
2、沿面放电
3、内部放电
超声波局部放电
安全性问题研究
随着超声波局部放电应用的拓展，其安全性问题也日益凸 显，未来需要加强对其潜在风险的研究和防控。
THANKS
感谢观看
超声波在传播过程中，温度的变化会导致介质中的声速发生变化，从而 影响超声波的传播和接收。局部放电产生的超声波信号在传播过程中， 可能会受到环境温度的影响而产生误差。
湿度
环境中的湿度会影响空气的声学特性，如声速和声衰减等。对于超声波 局部放电检测，湿度的变化可能会导致信号幅度和传播时间的波动。
03
压力
超声波局部放电的产生机理
01Leabharlann 0203高频振动
超声波在绝缘材料中产生 高频振动，使得材料内部 的分子或离子发生位移， 引起电荷的局部积聚。
电场增强
超声波振动导致局部区域 的电场增强，当电场强度 超过绝缘材料的击穿场强 时，发生放电。
气体析出
超声波作用可能导致绝缘 材料内部的气体析出，形 成气泡。这些气泡在强电 场下容易发生放电。
超声波局部放电的危害
绝缘破坏：超声波局部放电会导致绝 缘材料的破坏，降低其绝缘性能，严 重时可能造成设备故障或事故。
电磁干扰：超声波局部放电会产生电 磁辐射，可能对周围电子设备产生干 扰，影响其正常运行。
电能损耗：放电过程会伴随能量损耗 ，导致电力系统的电能损耗增加，降 低能源利用效率。
因此，需要加强对超声波局部放电现 象的研究和防范，提高电力设备和系 统的运行可靠性和安全性。
采样频率和分辨率
采样频率和分辨率决定了超声波信号的采集精度。较低的采 样频率和分辨率可能会导致信号细节的丢失，影响局部放电 特征提取的准确性。
运行条件因素
电压和电流
电气设备的运行电压和电流是影响局部放电的主要因素。 电压和电流的变化可能会导致设备内部电场分布的改变， 从而影响局部放电的强度和频率。
超声波局部放电检测
超声波局部放电检测
组合电器内部产生局部放电信号的时候，在放电的区域中，分子间产生剧烈的撞击，这种撞击在宏观上表现为一种压力。
由于局部放电是一连串的脉冲形式，所以由此产生的压力波也是脉冲形式的，即产生了声波。
局部放电源一般较小，一般为点声源。
局部放电产生的声波频率在101-107Hz数量级范围，即为超声波（声音频率超过20kHz范围的称为超声波）。
超声波传感器分成两种，一种为接触式（压电式）超声波传感器（AE）,一种为开放式（敞开式）超声波传感器，接触式传感器是将传感器贴在电力设备表面，检测局放产生的超声波信号在电力设备表面金属板中传播所感应的振动现象，主要用于GIS、变压器、电缆等密封性电力设备的局放检测，但这种检测方式容易受到外界声音及电力设备运行过程中自身振动的干扰。
开放式超声波传感器是检测放电产生的超声波信号在空气中传播时的振动现象，用于检测电力设备与传感器间有空气通道（如开关柜及户外的电力设备）的局放检测，这种检测技术能够利用外差技术将超声波信号转换成人耳可听到的声音信号，通过局放的特征声音，能够更好的判断局放存在（不受干扰影响）和定位。
开放式超声传感器结构图见图。
超声波法测量局部放电，利用的是外差法将被接收的信号转换成一个人耳可判别、可听见的声音信号，并将放电所产生的超声波大小以声压的形式显示出来，这样，测量人员便可以通过耳机听到放电声音，并能从测量仪器上查看声压信号。
外差法原理类似于收音机，把信号转换成人可识别的声音。
主要流程是：超声波信号经过主机选频得到所需信号，然后经本地振荡器产生一个同接收频率差不多的本振信号，两者混频后产生差频，即中频信号，此信号经过中频选频。
局部放电检测原理介绍
局部放电检测原理介绍超声波检测法由于声音的传播速度比电磁波慢很多，时间差更容易进行测量，定位更加准确，并且定位后还可通过敲击GIS外壳的方法进行验证，所以在放电定位方面，声学检测法比电学的方法更优越，加之超声波传感器与GIS设备的电气回路之间无任何联系，抗电磁干扰性较好，因此人们对超声法的研究较为深入，技术手段较为成熟。
但是超声波检测法的灵敏度不仅取决于局部放电的能量，而且取决于超声波信号在传播路径上的衰减，在大多数情况下，超声传感器的灵敏度不是很高。
近年来，由于声—电换能器效率的提高和电子放大技术的发展，超声波检测法的灵敏度有了较大的提高[66-77]，但是超声传感器的有效检测范围仍然较小，完成一个较大规模GIS变电站的检测通常需要数天的时间，检测效率不高。
在GIS中，除局部放电产生的声波外，还有微粒碰撞绝缘子或外壳、电磁振动、操作引起的机械振动等也会发出的声波。
气体和液体中只传播纵波，固体中传播的声波除纵波外还有横波。
GIS设备局部放电的超声波检测法是利用安装在GIS外壳上的超声波传感器接收局部放电产生的振动信号以达到检测内部局部放电的目的。
故在GIS中沿SF6气体传播的声波和在变压器油中一样只有纵波，但其传播速度很慢，要比油中低10倍，衰减也大，且随频率的增加而增大。
测量超声波信号的传感器主要有加速度和声发射两种。
当采用加速度传感器时，要采用高通滤波器以消除较低频率的背景干扰；声发射传感器的原理是利用谐振方式，其频率特性中已经包含了高通特性，因此无需另外附加相应的滤波器件。
特高频法特高频法(Ultra High Frequency，简称UHF) 是近年发展起来的一种新的GIS设备局部放电的检测技术。
它是利用装设在GIS内部或外部的天线传感器接受局部放电辐射出的300～3000MHz频段的特高频电磁波信号进行局部放电的检测和分GIS设备的腔体结构相当于一个良好的同轴波导，非常有利于电磁波的传播。
特高频局部放电检测技术知识讲解
特高频局部放电检测技术知识讲解电力设备的局部放电是一种常见的电气现象，它预示着设备的绝缘状况可能出现问题。
特高频局部放电检测技术是一种先进的检测技术，能够有效地检测和识别电力设备的局部放电。
本文将详细介绍特高频局部放电检测技术的原理、应用及优势。
一、特高频局部放电检测技术原理特高频局部放电检测技术主要利用局部放电产生的电磁波进行检测。
当电力设备发生局部放电时，放电产生的电流会激发出电磁波，这些电磁波的频率通常在数吉赫兹到数百吉赫兹之间。
特高频局部放电检测设备能够捕捉到这些特高频电磁波，并对其进行处理和分析。
二、特高频局部放电检测技术的应用特高频局部放电检测技术在电力设备检测中具有广泛的应用。
例如，它可以用于变压器、电缆、断路器等电力设备的检测。
通过对特高频电磁波的分析，可以判断出设备的绝缘状况，发现潜在的故障，从而预防设备故障的发生。
三、特高频局部放电检测技术的优势特高频局部放电检测技术相比传统的检测方法具有以下优势：1、高灵敏度：特高频局部放电检测技术对局部放电产生的电磁波非常敏感，可以检测到非常微弱的放电信号，从而能够发现潜在的设备故障。
2、宽频带：特高频局部放电检测设备具有宽频带的接收能力，可以接收到的电磁波频率范围很广，从而能够获得更全面的设备信息。
3、抗干扰能力强：特高频局部放电检测技术对噪声的抑制能力较强，可以有效地避免干扰信号对检测结果的影响。
4、非接触式检测：特高频局部放电检测技术可以采用非接触式的方式进行检测，无需接触设备，从而不会对设备的正常运行产生影响。
四、结论特高频局部放电检测技术是一种先进的电力设备检测技术，具有高灵敏度、宽频带、抗干扰能力强和非接触式检测等优势。
通过对电力设备的特高频电磁波进行检测和分析，可以有效地发现潜在的设备故障，预防设备故障的发生。
在未来的电力设备检测中，特高频局部放电检测技术将会发挥越来越重要的作用。
随着电力系统的不断发展，人们对电力设备的安全与稳定性要求越来越高。
超声波法检测局部放电的原理与设计
超声波法检测局部放电的原理与设计超声波法是一种常用的局部放电检测方法，广泛应用于变压器、绝缘子、电缆等高压设备的监测与故障诊断。
其原理主要基于超声波在空气和介质中传播的特性，通过检测局部放电所产生的超声波信号来判断设备是否存在放电故障，并进一步确定放电的位置和性质。
超声波法的设计主要包括传感器设计、信号采集与处理以及故障诊断方法。
传感器是超声波法的核心部分，常用的传感器包括接触式传感器和无接触式传感器。
接触式传感器通常由振动传感器和耦合装置组成，它们能够在设备表面感知到放电产生的超声波信号。
无接触式传感器则通过无线红外热像仪或激光干涉仪等设备来测量放电时产生的温度变化，从而获取超声波信号。
信号采集与处理是超声波法中的另一个重要环节。
传感器所获得的信号通常是微弱的，需要经过放大和滤波等处理才能得到有效的信号。
常用的信号处理方法包括模拟信号放大、数字信号滤波、频谱分析以及相关算法等。
其中，频谱分析是一种常用的方法，通过将信号转化为频域表示，可以更加清晰地分析信号中不同频率的特征。
故障诊断方法是超声波法的最终目的，其主要目标是通过分析超声波信号来判断设备的放电类型、位置和严重程度。
传统的故障诊断方法包括时域分析和频域分析两种。
时域分析主要是通过观察超声波信号的波形特征来诊断故障，如振幅、周期、波形变化等。
频域分析则是通过计算信号的频谱特性，如功率谱密度、频率域特征等，来判断放电的性质与位置。
除了传统的分析方法外，近年来还出现了一些新的故障诊断方法。
例如，机器学习算法可以通过对大量样本数据进行训练，自动学习特征模式，并将其应用于新的信号诊断中。
深度学习算法则可以通过构建多层神经网络模型，自动提取信号中的抽象特征，从而实现更加精确的故障诊断。
综上所述，超声波法检测局部放电的原理与设计主要包括传感器设计、信号采集与处理以及故障诊断方法。
通过合理设计与选择传感器，对信号进行适当的处理与分析，可以准确地检测和诊断设备的放电故障，为设备的安全运行提供可靠的保障。
局部放电信号波形及频谱特性_图文(精)
环氧浇铸固体电容试验用环氧浇铸固体电容作为试品 , 电压加到工作电压的一半即有放电产生 , 放电脉冲个数 , 多 , 两极对称 , 且随着电压的变化能明显地看出放电脉冲个数及放电量的变化。
测量的波形。
及频谱分析见图 n 所示 o o E 其波形和特征与上述的气泡放电和场强集中放电相似一 0 3 3 卜、 . 90 63E 时间1 普 ooE s 3 E + o 一 4( 振幅谱 4 , 2 6 E 一0 1 一 . 3 13 一0 2 葫混E 一“ 佑 (b 环氧电容 1. 25 M Hz a 环氧固体电容 ( 图1 电容放电 ( 2 变压器局部放电测量在一台 2 20kV 时的放电量较小 , 、 2 6 万k V A 的变压器上测量了局部放电 , , 施加激发电压后 , 则出现有大幅值放电 , , 该变压器在额定测量电压以下有时几秒或数 1。
秒不出现放电 , 脉冲每周期只有一次随着加压时间增长慢慢趋于稳定。
分别将几秒放电波形记录并作分 , 析 , 发现较小的放电 ( 属于允许放电范围内的波形与场强集中及杂质放电的模拟试验结果。
相似而当大幅值放电出现时波形与悬浮金属放电模拟相同 , 并且将在变压器不同点测得的 , . 1 放电脉冲波形作频谱分析其频谱特性是一样的山此判断该放电是由一个故障点引起属于悬浮尖端放电 ; 放电点距各测点主要是以电容分布也即各测点距放电点的电户‘ 即离相 ._ 近后经介体证实分析是合理的放电是由于一细铜丝附着在低压绕绍 L 端玻璃丝邺带 , 。
, 。
上 , 离高派首端较近将围屏烧坏 . 5 。
1 1 亥变优器是高低结构 , 细铜丝另。
·端靠近围屏 , 产生对围屏的尖端放电 , , 并形成树枝放电向围屏纵向四面发展 , 分析讨论 ( ! 从经试验的儿种频潜图形比较来看谱图相似的有: 电晕放电( 见图 12 ; 受潮绝缘 _ 纸板放电 ( 见图 1 3 ; 纸板介质中金属放电〔见图 7 (a }; 环氧电容器内部认包放电这些放电产 , 增化的幅值都较小模拟试验时电晕放电幅值在起始后基本不随电压变化 ( 仅是放电脉冲个数多 ;另外三种放电都是放电个数和幅值都随电压升高而增多放电量在2 0 一 lo 0 P C 之间变 , , , , pC 。
局部放电试验原理
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。
局部放电的种类：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。
③对绝缘系统寿命的评估分散性很大。
发展时间、局放种类、产生位置、绝缘种类等有关。
④局部放电试验属非破坏试验。
不会造成绝缘损伤。
局部放电测试的目的和意义：确定试品是否存在放电及放电是否超标,确定局部放电起始和熄灭电压。
发现其它绝缘试验不能检查出来的绝缘局部隐形缺陷及故障。
局部放电主要参量：①局部放电的视在电荷q：电荷瞬时注入试品两端时,试品两端电压的瞬时变化量与试品局部放电本身所引起的电压瞬变量相等的电荷量,一般用pC(皮库)表示。
②局部放电试验电压：按相关规定施加的局部放电试验电压，在此电压下局部放电量不应超过规定的局部放电量值。
③规定的局部放电量值：在规定的电压下，对给定的试品，在规程或规范中规定的局部放电参量的数值。
④局部放电起始电压Ui：试品两端出现局部放电时，施加在试品两端的电压值。
⑤局部放电熄灭电压Ui:试品两端局部放电消失时的电压值。
（理论上比起始电压低一半，但实际上要低很多5%-20%甚至更低）二、局部放电机理：内部放电：绝缘材料中含有气隙、油隙、杂质等，在电场的作用下会出现介质内部或介质与电极之间的放电。
等效原理图：Ua Ug Cg放电局部放电放电的产生与介质内部电场分布有关，空穴与介质完好部分电压分布关系如下：介质总电容:设空穴与其串联部分介质的总电容Cn:因为介质电容充电电荷q=UC C=εS/dEg:空穴电场强度εg:空穴介电常数Eb:与空穴串联部分电场强度εb: 与空穴串联部分介电常数设qn为空穴充电电荷Ug=qn/Cg空穴电场强度Eg= Ug/dg=q/dgCgdg:空穴距离 db:串联部分完好介质厚度介质中平均场强εg=1空穴大多为空气εb>1 所以空穴的E高于完好介质,同时，完好介质的临界场强远高于空气，如环氧树脂Ec=200-300(kV/cm),而空气为25-30(kV/cm)，当外施电压达一定值时空穴首先击穿,其它介质完好,形成局部放电。
局部放电试验原理
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。
3规定的局部放电量值：
在规定的电压下，对给定的试品，在规程或规范中规定的局部放电参量的数值。
4局部放电起始电压Ui:
试品两端出现局部放电时，施加在试品两端的电压值。
5局部放电熄灭电压Ui:
试品两端局部放电消失时
的电压值。（理论上比起始电
压低一半，但实际上要低很多
5%-20%甚至更低）
二、局部放电机理：
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 附近，也可发生在其它位置。
局部放电的种类：
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， 重复击穿和熄灭现象-局部放电。
1.校正方法：注入qO=UN.Cq
试品的电容Cx为 已知，Cx两端的 电荷：qO=UN CxCq/Cx+Cq Cq<< Cx所以qO~UN.Cq一般Cq为固定值，调节UN得到不同的qO值。不论采用何种接线， 校准信号 必须从试品两端注入。
直测法。
仪器测得的信号Uf=Ua-Ub
检测阻抗：
测量阻抗Zm测量阻抗是一个四端网络的元件，它可以是电阻R或电感L的单一元件，也
超声波法检测局部放电的原理与设计
超声波法检测局部放电的原理与设计1.1局部放电的机理1.1.1局部放电基本概念及原理绝缘介质内部含有一个气隙时的放电情况是最简单的，如图 2.1(a)所示。
图中c 代表气隙，b 是与气隙串联部分的介质，a 是除了b 之外其他部分的介质。
假定这一介质是处在平行板电极之中，在交流电场作用下气隙和介质中的放电过程可以用图1.l(b)所示的等效电路来分析。
假定在介质中的气隙是扁平状而且是与电场方向相垂直，则按电流连续性原理可得b bc c Y U Y U = （1.1）式中c U 、bU 分别气隙和介质上的电压, Y c 、 Y b 分别为气隙和介质的等效电导 。
工频电场中若c γ和b γ均小于10－11(Ω·m)-1，则气隙和b 部分绝缘上的电压的数值关系可简化为 )()()(2222δεδεωωωγωγ-==++==d C C C C U U u u c b c b c c b b bc b c （1.2） 式中c ε、b ε分别为气隙和绝缘介质的相对介电常数，气隙和介质中的电场强度E c 、E b 的关系为U + - δ c b ba a d C c Cb Rc R b C a R a Uu c u b δ－气隙厚度 d －整个介质的厚度 R c 、C c －气泡的电阻和电容R b 、C b －与气泡串联部分介质的电阻和电容 R a 、C a 一其余部分介质的电阻和电容 图1.1含有单气隙的绝缘介质，（a ）绝缘介质中的气隙，（b ）放电等效电路（a ）（b ）cb b C bcd u u E E εεδδ=-=)( （1.3） 由式（1.3）可见：(1) 气隙放电在工频电场中气隙中的电场强度是介质中电场强度的c b εε倍。
通常情况下1=c ε，而1>b ε，即气隙中的场强要比介质中的高，而另一方面气体的击穿场强一般都比气体的击穿场强低，因此，在外加电压足够高时，气隙首先被击穿，而周围的介质仍然保持其绝缘特性，电极之间并没有形成贯穿性的通道。
局部放电特征及原理.
局部放电特征及原理一、局部放电的特征局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电,它是由于设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷, 在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。
它表现为绝缘内气体的击穿、小范围内固体或液体介质的局部击穿或金属表面的边缘及尖角部位场强集中引起局部击穿放电等。
这种放电的能量是很小的, 所以它的短时存在并不影响到电气设备的绝缘强度。
但若电气设备绝缘在运行电压下不断出现局部放电, 这些微弱的放电将产生累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大,最后导致整个绝缘击穿。
局部放电是一种复杂的物理过程除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外,还会产生电磁辐射、超声波、光、热以及新的生成物等。
从电性方面分析,产生放电时,在放电处有电荷交换、有电磁波辐射、有能量损耗。
最明显的是反映到试品施加电压的两端, 有微弱的脉冲电压出现。
如果绝缘中存在有气泡, 当工频高压施加于绝缘体的两端时, 如果气泡上承受的电压没有达到气泡的击穿电压, 则气泡上的电压就随外加电压的变化而变化。
若外加电压足够高, 即上升到气泡的击穿电压时, 气泡发生放电, 放电过程使大量中性气体分子电离, 变成正离子和电子或负离子, 形成了大量的空间电荷, 这些空间电荷, 在外加电场作用下迁移到气泡壁上, 形成了与外加电场方向相反的内部电压, 这时气泡上剩余电压应是两者叠加的结果, 当气泡上的实际电压小于气泡的击穿电压时, 于是气泡的放电暂停, 气泡上的电压又随外加电压的上升而上升, 直到重新到达其击穿电压时, 又出现第二次放电, 如此出现多次放电。
当试品中的气隙放电时,相当于试品失去电荷 q ,并使其端电压突然下降△U ,这个一般只有微伏级的电源脉冲叠加在千伏级的外施电压上。
所有局部放电测试设备的工作原理,就是将这种电压脉冲检测出来。
其中电荷 q 称为视在放电量。
二、局部放电的机理1.局部放电的发生机理局部放电的发生机理可以用放电间隙和电容组合的电气的等值回路来代替, 在电极之间放有绝缘物, 对它施加交流电压时, 在电极之间局部出现的放电现象, 可以看成是在导体之间串联放置着 2个以上的电容, 其中一个发生了火花放电。
高压发电机试验中的局部放电检测与定位
高压发电机试验中的局部放电检测与定位在高压发电机的运行和试验中，局部放电是一种常见的故障形式。
它可能导致设备损坏、电力损耗和安全隐患。
因此，准确地进行局部放电检测与定位是非常重要的。
本文将介绍高压发电机试验中的局部放电检测与定位方法，并探讨其应用。
一、局部放电检测方法1. 基于电压法的局部放电检测电压法是一种常用的局部放电检测方法。
在高压发电机试验中，可以通过测量设备绕组上的电压波形以及电压的频谱特性来间接检测局部放电情况。
通过对电压信号的分析，可以判断是否存在局部放电活动，并确定其位置。
2. 基于电流法的局部放电检测电流法是另一种常用的局部放电检测方法。
在高压发电机试验中，可以通过测量电流波形以及电流的频谱特性来判断是否存在局部放电。
与电压法相比，电流法直接测量了设备绕组中产生的电流信号，更加准确和可靠。
3. 基于超声波法的局部放电检测超声波法是一种无损检测方法，可以用于局部放电的检测和定位。
在高压发电机试验中，通过对设备绕组发出的超声波信号进行采集和分析，可以确定局部放电的存在以及其位置。
这种方法具有灵敏度高、定位准确等优点，广泛应用于实际工程中。
二、局部放电定位方法1. 基于时差法的局部放电定位时差法是一种常用的局部放电定位方法。
在高压发电机试验中，通过同时测量局部放电信号在设备不同位置的传播时间差，可以计算得到局部放电的位置。
该方法需要至少三个传感器进行数据采集和处理，具有一定的复杂性，但是定位精度较高。
2. 基于相对测量法的局部放电定位相对测量法是另一种常用的局部放电定位方法。
在高压发电机试验中，可以通过测量局部放电信号在设备绕组上的传播速度来计算其位置。
该方法只需要一个传感器进行测量，相对于时差法更加简单和方便。
3. 基于图像处理的局部放电定位图像处理是一种新兴的局部放电定位方法。
在高压发电机试验中，可以通过对局部放电信号进行图像重建和处理，实现定位目标。
该方法基于计算机视觉和图像处理算法，可以提供更加直观和直观的定位结果。
电气设备局部放电的超声波检测方法
电气 设 备局 部 放 电的超 声 波检 测 方法
张 宇鹏 ， 永 明 ， 承 河 ， 杨 杨 王 波
（ 重庆 大 学 输 变 电 安 全与 电工 新技 术 国家 重 点试 验 室 ， 庆 ４ ０ ４ ） 重 ０ ０ ４
摘
要 ： 对 传 统 方 法检 测 局 部 放 电信 号 的局 限性 ， 用 压 电 传 感 器 研 制 了 局 部 放 电 的超 声 波 检 测 系 统 。 利 针 采
ＺＨＡ ＮＧ ｐｅ ｇ， ＹＡ ＮＧ ｎ ｍ ｉ ｇ， ＹＡ ＮＧ ｅ ｈｅ，Ｗ ＡＮＧ Ｙｕ ｎ Ｙｏ ｇ ｎ Ｃｈ ｎｇ Ｂｏ
（ ｔ ｔ ｙ Ｌａ ．ｏ ｗｅ ａ ｓ ｓ ｉｎ Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ＆ Ｓ ｓ ｅ Ｓ ｃ ｒｔ ｎ ｗ ｃ ｏ ｏ ． Ｓ ａ ｅ Ｋｅ ｂ ｆＰｏ ｒ Ｔｒ ｎ ｍｉｓ ｏ ｕ ｐ ｎ ｙ ｔ ｍ ｅ ｕ ｉｙ ａ ｄ Ｎｅ Ｔｅ ｈｎ ｌｇｙ
在设 备外部 安装声 电转 换 器 ， 可将 声 信 号转 化 为 电
信号 ， 然后经 一系列 的处理 ， 可得 到代表设备 局放 就 信息 的特征量 。 超 声 波 检 测 受 电 气 干 扰 小 ， 实 现 远 距 离 无 线 可 测量， 相对 于传统 的 电脉 冲等检 测方法 ， 明显 的优 有 点， 尤其是 在大容量 电容 器的局部放 电检测 方面 ， 其 灵 敏 度 甚 至 高 于 电脉 冲 法 ＿ 。 １ 。 。
第 ３ 卷 第３ ２ 期
２ ０ ６ ０１ 年 月
压
电
与
声
光
Ｖｏ ２ Ｎｏ ３ Ｌ３ ．
Ｐ Ｅ ＯＥ ＣＴＲＩ ＆ ＡＣＯＵＳ Ｉ Ｚ ＬＥ ＣＳ ＴＯＯＰＴＩ ＣＳ
Ｊｎ ０ ０ ｕ ｅ２ １
基于小波理论的局部放电超声波信号分析
（ ｏｔ ｈｎ ｌ ｔｃＰｗｅ ｉｅｓｙ ａｄｎ ７ ０ ３Ｃｈ ａ Ｎ ｒ Ｃ ｉａ ｅ ｒ ｏ ｒ ｈ Ｅ ｃｌ Ｕｎｖｒ ｔ，Ｂ ｏｉｇ０ １０ ， ｉ ） ｉ ｎ
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局部放电超声波波长
局部放电超声波波长
局部放电超声波波长是指在局部放电过程中传播的超声波的波长。
局部放电是一种电击穿的前兆，通常发生在绝缘介质中的微小缺陷或部分放电源处。
当局部放电发生时，会产生高频的超声波，这些超声波可以通过传播距离和单位时间传播的波长来描述。
超声波的波长与频率有关，一般情况下，频率越高，波长越短。
在局部放电过程中，产生的超声波频率通常在几十kHz到几百kHz之间。
根据声波的传播速度和频率之间的关系，可以计算出局部放电超声波的波长。
超声波的传播速度取决于介质的性质，一般来说，固体中的超声波传播速度比液体和气体中的要高。
在绝缘介质中，例如油纸绝缘材料，超声波的传播速度通常在数千米/秒到几万米/秒之间。
综上所述，局部放电超声波的波长取决于超声波的频率和介质的传播速度，通常在数毫米到数十毫米之间。
超声波局部放电
THANKS
感谢观看
设备故障诊断的效率和准确性。
研究结论与建议
超声波局部放电检测技术是一种具有广泛应用前景的设备状态监测方法，能够实时检测设备的局部放 电现象。
在实际应用中，需要进一步研究和优化信号处理方法和数据处理能力，以提高设备的适用性和故障诊断 的准确性。
建议加强与设备制造厂家和运行维护部门的合作，共同推进超声波局部放电检测技术的实际应用和发展 。
误差分析
测量误差：由于实验设备的精度限制和操作不当 等因素，可能导致测量误差。
环境干扰：实验环境中的干扰因素，如电磁干扰 、机械振动等，可能对实验结果产生影响。
数据处理误差：在数据处理过程中，如数据筛选 、滤波等操作，也可能产生误差。
通过对实验结果和分析的详细描述，我们可以得 出超声波局部放电检测在设备状态监测和故障诊 断中的重要应用，以及需要注意的误差来源。这 对于提高设备的可靠性和安全性具有重要意义。
超声波局部放电
contents
目录
• 引言 • 超声波检测原理 • 局部放电原理 • 超声波局部放电检测系统 • 实验结果与分析 • 结论与展望
01
CATALOGUE
引言
背景介绍
超声波局部放电是一种常见的物理现 象，主要发生在高电压设备中，如变 压器、电缆等。
随着电力设备的不断升级和复杂化， 超声波局部放电的检测对于保障电力 设备的安全运行越来越重要。
特征提取算法
从处理后的信号中提取出反映电力设备状态的各类特征，如放电 强度、频率等。
数据分析算法
对提取出的特征进行统计和分析，判断电力设备的状态，并生成 检测报告。
实验及测试方法
实验设备
准备被测电力设备，搭建超声 波局部放电检测系统实验环境
超声波局部放电
超声波局部放电xx年xx月xx日•引言•超声波检测技术基础•局部放电的基本概念目录•超声波局部放电检测技术•工程应用案例分析•结论与展望•参考文献01引言电力设备绝缘故障造成的故障不断发生局部放电是绝缘故障的重要表现之一超声波局部放电检测技术的发展和应用背景介绍1研究目的和意义23对超声波局部放电检测技术的重要性和必要性进行阐述对目前该领域的研究现状及存在问题进行分析和探讨提出新的解决方案和技术创新，为该领域的发展做出贡献本文结构及内容安排本文首先介绍了超声波局部放电检测技术的背景和意义提出了新的解决方案和技术创新，并进行了实验验证对目前国内外的研究现状及存在的主要问题进行详细的分析和探讨最后总结本文的主要工作，并展望未来的研究方向02超声波检测技术基础超声波的频率高于20kHz，是一种机械振动波，具有波长短、波能集中、方向性好等特性。
超声波的物理特性通过电振荡电路将电能转换为机械能，利用压电晶体或磁致伸缩材料的逆压电效应或磁致伸缩效应产生超声波。
超声波的产生超声波检测原理03脉冲透射法发射脉冲信号，通过接收透射信号的时间差和幅度差来判断被测物体的内部结构和性质。
超声波检测方法01脉冲反射法发射脉冲信号，通过接收反射信号的时间差和幅度差来判断被测物体的内部缺陷或厚度。
02穿透法发射连续超声波信号，通过接收穿过被测物体的信号强度和时间差来判断被测物体的内部结构和性质。
优势具有无损、快速、准确等优点，可用于检测金属、非金属、复合材料等多种材料；可检测出厚度、内部缺陷、界面反射等信息；可用于高温、高压、腐蚀等恶劣环境下的检测。
局限性对检测人员的技能和经验要求较高；对复杂形状和盲区检测存在一定难度；对某些材料和缺陷的检测灵敏度不够高。
超声波检测的优势与局限性03局部放电的基本概念定义局部放电是指在电场作用下，电气设备部分区域发生放电现象，使电极间的介质发生电气放电。
产生原因由于电气设备内部存在气泡、杂质、表面污垢、绝缘材料不均匀或内部缺陷等原因，当电压作用在该部位时，该部位电场强度超过局部击穿场强，从而发生局部放电。
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中图分类号 ：Ｍ ３ Ｔ ８５ 文献标志码 ： Ａ 文章编 号 ： ０ ７ ４ ９ ２ １ ）０ ０６ — ６ １０ — ４ Ｘ（０ １ １ — ０ ３ ０
Ｕｌｒ ｓ ｎ ｃ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｓ ｉｓ ｏ ｏ ｏ ａ ｔａ ｉｃ ａ ｇ ｔ ａ ｏ ｉ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆｍ ｔ ｒ ｐ ｒ ｉ ｌｄ ｓ ｈ ｒ ｅ
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研究状况， 出利用超声法对电机局部放 电进行监测。为此 ， 提 构建电机定子绕组存在的几种典型局 部 放 电模 型 和 实验硬 件 系统 ， 并进行 放 电 实验 。在局 部放 电实验 室 ， 用一种 窄 带超 声传 感 器对几 采
种 典 型局 部放 电超 声信 号进行 采 集。对 相 同条件 下采 集到 的各种模 型局部 放 电超 声信号特 性进 行
ｃ ｌｍｅ ｈ ｎ ｓ ｏ Ｄ ｎ ｈ ｉ ｔｏ ｆＰＤ ｎ ｔｒｎ ｒ ｉｃ ｓｅ ａ ｃ ａ ｉｍ ｆＰ ａ ｄ ｔ ｅ ｓｔ ｉｎ ｏ ｍｏ ｉ ｉ ｇ ｗｅ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ．Ａｎ ａ ｐｒａ ｈ ｕ ｉ ｇｕ ｔａ ｏ ｉ ｒ ｕａ ｏ ｐ ｏ ｃ ｓｎ ｌｒ ｓ ｎｃ ｆ ｏ
（． １重庆大学 输配 电装备及系统安全与新技术 国家重点实验室 ， 重庆 ４ ０ ４ ； ００ ４
２ 莆 田学 院 电子信息工程 系，福建 莆 田 ３ １０ ） ． ５ １０
摘
要 ：为探 索 电机局 部放 电检 测新 方 法 ， 析 电机 局 部放 电机 理 和 国 内外对 电机局 部放 电监 测 分
Ｙ Ｎ ｏｇｍｉｇ ， Ｃ Ｅ ｕ － ｎ ， Ｃ Ｅ ｎｙｕ ， ＷＡ Ｇ Ｙ ａ Ａ Ｇ Ｙ ｎ — ｎ Ｈ Ｎ Ｘ ｅｊ ｕ Ｈ Ｎ Ｍｉ．ｏ Ｎ ｕｎ
（ ．ｔ ｅＫ ｙＬｂｒｔ ｙｏ Ｐ ｗ ｒ ｒ ｓ ｓｉ ｑ ｉ ｅ ｔ Ｓｓ ｍ ＳｃｒｙａｄＮ ｗＴ ｃｎｌｇ ， １ Ｓａ ｅ ａ ｏ ｏ ｆ ｏ ｅ ａ ｍｉ ｏ Ｅ ｕｐ ｎ ＆ ｙｔ ｅｕ ｔ ｎ ｅ ｅｈｏｏｙ ｔ ａｒ Ｔｎ ｓｎ ｍ ｅ ｉ
第ｌ ５卷
第 ｌ ０期
电 机 与 控 制 学 报
ＥＬ ＥＣ ＴＲＩ Ｍ ＡＣＨＩ Ｃ ＮＥＳ ＡＮＤ Ｃ０ＮＴＲ０Ｌ
Ｖｏ ＿ ５ Ｎｏ ０ ｌ１ ．１ ０ｅ ． ２ ｌ ｔ ０１
２１ ０ １年 １ ０月
电机 局 部 放 电超 声 特 性
杨永 明 ， 陈Байду номын сангаас军 ， 陈 民铀 王远 ，
分析和比较。实验结果分析表 明， 不同类型的局部放 电， 无论其超声信号波形还是频谱特征均存在 差异 。 因此 ， 可以对 电机 局部 放 电超 声信号进 行特 征提取 ， 实现 基 于超 声 法的 电机 放 电故 障模 式 为
识 别 奠定 了基础 。
关键词 ： 局部放电； 电机 ； 放电模 型； 超声 ； 特性