局部放电的基本知识
第二讲 局放基本概念
图1.7 空气的击穿场强
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电气工程系 在线监测技术研究中心
2.1 内部放电 导致实际击穿电压小于预测值的因素：
气隙表壁覆盖了静止电荷 导致击穿电压有多达20％的变化.
在气隙表壁会形成了半导体层 导致场强大幅增加，使气隙击穿.
杂质
污垢、纸屑、纸纤维、金属碎片以及其他的外来离子 杂质击穿 → 形成气隙 → 发生气体放电
4.1 基本参数
b 放电重复率N
单位时间内局部放电的平均脉冲个数，通常以每秒放电次数表示
ucm
uC'
uCB
ur
uC
-ur -uCB
(2)计算 N
n = ucm = um ⋅ Cb ucB ucB Cb + Cc
电晕放电也可以采用a-b-c三电容模型来描 述，但放电的重复不同于其他几种放电 空间电荷会在很短时间内消散。
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3.3 交直流电压下的电晕放电
(1)
_
E
+_ +_ +_ +_
(2)
+
_
E
+ ___ + ___ + ___ + ___
(3)
+
_
(4)
E
+
_
⋅U i
or
Vi
= Ui (1+
ε
d ⋅Δ
)
气隙与固体介质串联时的击穿
Vi = f (Δ)
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2
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2.2 表面放电
Vi
=
f (Δ) = Ui (1+
局部放电的类型及原理
局部放电的类型及原理电介质的局部放电是一种非常复杂的物理现象，通常情况下，可以将局部放电的种类分为气隙放电、电晕放电和沿面放电三种。
实验表明，当放电量q<2×10 -8库仑时为脉冲状放电。
当放电量q>2×10 -8库仑时为持续火花放电。
1气隙放电绝缘介质在加工的过程中，由于工艺和材料的缺陷，绝缘体内会存在杂质或气隙，形成绝缘介质中的缺陷。
一般情况气隙中充满空气或碳氢气体，压力接近大气压。
当外施交变高压时，绝缘缺陷处将发生局部的、重复的击穿。
该现象通常是在高电场强度下，在绝缘体内电气强度较低的部位发生，产生局部放电的条件取决于绝缘装置中的电场分布和绝缘的电气物理性能。
2沿面放电电气设备中用来固定支撑带电部分的固体介质，多数是在空气中。
当电压超过一定限制时，常在固体介质和空气的分界面上出现沿着固体介质表面的放电现象，称为沿面放电。
3电晕放电电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式，是极不均匀电场的特征之一。
电力系统中所遇到的绝缘结构大多是不均匀的。
不均匀电场的形式很多，绝大多数是不对称电场。
在电场极不均匀时，随间隙上所加电压的升高，在大曲率电极附近很小范围内的电场足以使空气发生游离，而间隙中大部分区域的电场仍然很小。
于是在大曲率电极附近很薄一层空气中将具备自持放电的条件。
电晕放电的形成机制因尖端电极的极性不同而有区别，这主要是由于电晕放电时空间电荷的积累和分布状况不同所造成的。
在直流电压作用下，负极性电晕或正极性电晕均在尖端电极附近聚集起空间电荷。
在负极性电晕中，当电子引起碰撞电离后，电子被驱往远离尖端电极的空间，并形成负离子，在靠近电极表面则聚集起正离子。
电场继续加强时，正离子被吸进电极，此时出现一脉冲电晕电流，负离子则扩散到间隙空间。
此后又重复开始下一个电离及带电粒子运动过程。
如此循环，以致出现许多脉冲形式的电晕电流。
若电压继续升高，电晕电流的脉冲频率增加、幅值增大，转变为负辉光放电。
局部放电测量的基本知识
局部放电测量的基本知识邱昌容徐阳西安交大科技园博源电气有限责任公司序言局部放电（PD）是表征高压电气设备绝缘性能的重要参数，也是发生绝缘故障的有效先兆信息。
通过局部放电的检测,特别是在线监测，将为避免事故的发生和实行状态检修创造条件。
因此PD在线监测已引起广泛的关注。
为了让用户基本上了解有关PD的机理，测量技术，测试结果的分析、判断，以及本公司生产的PD在线监测系统。
针对用户关心的问题，编写这本小册子。
目录一、什么是PD，如何产生 (1)二、为什么要测量局部放电？ (1)三、有哪些测量局部放电的方法 (3)四、有哪些PD表征参数 (5)五、什么是局部放电谱图 (7)六、视在放电电荷如何定量 (9)七、为什么要对变压器局部放电进行在线监测 (10)八、PD在线监测的关键技术是什么 (11)九、BYT-II系统的工作原理及其特点是什么 (15)十、如何进行绝缘诊断 (18)一、什么是PD，如何产生局部放电是指在绝缘系统中，只有局部区域发生放电，而没有击穿，即放电没有贯穿施加电压的导体之间。
局部放电可能出现在绝缘体内部、绝缘体与导体的界面上，以及绝缘体表面。
导体周围都是气体时，导体边缘的PD称为电晕。
产生局部放电的根本原因是电场不均匀。
这可能是由于导体尖端，或毛刺；也可能是绝缘体内部或界面存在气泡、裂纹、杂质、或是绝缘系统由多种介质复合组成。
只要在局部区域的电场强度超过该区域材料的击穿场强时，在该区域就会出现放电，即产生局部放电。
例如变压器油纸中含有气泡，则气泡中的电场强度E0 比其周围油纸中的电场强E p要大εp/ε0倍。
εp为油纸的相对介电常数约2.2；ε0为空气的相对介电常数约为1，故E0＝2.2E p而气体的击穿场E B0为3kV/mm(大气压力下)而油纸的击穿场强高达15kV/mm，很明显气泡首先放电而油纸仍然保持绝缘特性，这就出现局部放电。
此外还可能因导体接触不好或有浮动电位的金属体产生的PD。
局部放电试验讲课文档
第二十六页，共96页。
局部放电几个主要参量：
(1)视在放电电荷q。它是指将该电荷瞬时注入试品两端时
，引起试品两端电压的瞬时变化量与局部放电本身所引起的 电压瞬时变化量相等的电荷量，视在电荷一般用pC(皮库)来 表示。
(2)局部放电的试验电压。它是指在规定的试验程序中施加的
规定电压，在此电压下，试品不呈现超过规定量值的局部放电 。
外加电压较高
特点：
（1）正负半周放电脉冲的图形基本上对称；
（2）90°和270°之后的一段相位内不会出现放电脉
冲。
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绝缘介质内部气泡放电波形
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电极与绝缘介质之间气隙放电波形
特点： （1）正负半周放电脉冲不对称； （2）高压端，正半周放电大而疏，后半周放电小而密； （3）低压端，反之。
局部放电不会引起绝缘贯穿性击穿，但可以导致电介 质的局部损坏，长期情况下导致绝缘劣化甚至击穿。
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第二节 局部放电测试方法
根据局部放电产生的各种物理、化学现象，如电荷的交 换，发射电磁波、声波、发热、光、产生分解物等，有多 种测量局部放电的方法。
局部放电测量方法：电测法、非电测法两大类。
会产生高频的电磁信号向外辐射。
局部放电电检测法即是基于电荷转移和电磁辐射这两个原 理。
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1、脉冲电流法
脉冲电流法是一种应用最为广泛的局部放电测试方法。 测量回路如图所示：
Z
CK
Cx
Zm
M A
Z
Cx
CK
Zm
M A
(a)
(b)
图4－10 测量局部放电的基本回路
电测法包括：脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分 析法等；
局部放电原理及检测方法
（3）悬浮电位物体放电波形特征：
在电压峰值前的正负半周两个象限里出现，幅值、脉冲数和位置均相同，有时成对 出现，放电可移动，但它们间的相互间隔不变，电压升高时，根数增加，间隔缩小，但幅 值不变，有时电压升到一定值时会消失，但降至此值又重新出现。原因：金属间的间隙产 生的放电，间隙可能是地面上两个独立的金属体间也可能在样品内，例如屏蔽松散。
（1）典型的内部气泡局部放电，波形特征：
A放电主要显示在试验电压由零升到峰值的两个椭圆相限内。
B在起始电压Ui时放电通常发生在峰值附近，试验电压超过Ui时，放电向零位延伸。
C两个相反半周上放电次数和幅值大致相同（最大相差至3：1）。
D放电波形可分辨。这里又有几种情况：1）如果放电幅值随试验电压上升而增大， 并且放电波形变得模糊不可分辨，则往往是介质内含有多种大小气泡，或是介质表面 放电；2）如果除了上述情况，而且放电幅值随加压时间而迅速增长（可达100倍或更 多），则往往是绝缘液体中的气泡放电，典型例子是油浸纸电容器的放电。
变压器局部放电测量方法
脉冲电流测量法是国家标准推荐的主要局部放电测量方法。脉冲 电流测量法的基本原理:伴随着绝缘介质中局部放电的产生，放电电荷 的转移将在放电回路中形成脉冲电流信号，可通过测量被检测设备的
外电路中所流过的脉冲电流来检测放电信号。
超声波法是通过检测变压器局放产生的超声波信号来测量局放的大 小和位置。超声传感器的频带约为20～200千赫兹，以避开铁芯的铁磁 噪声和变压器的机械振动噪声。由于超声波法受电气干扰小以及可以
在线测量和定位，因而人们对超声波法的研究较深入。
变压器超声波检测位置
变压器箱体出线对应的每个位置上中下三个点。 变压器油枕侧与对侧上中下三个点。
变压器脉冲电流法检测位置
局部放电的基本知识
三.变压器局部放电试验
相关标准：
GB 7354－87 “局部放电测量” GB 1094.3-2003 “电力变压器” GB 6450－86 “干式变压器”
1.干式变压器的局部放电试验
（1）试验接线回路：
（2）试验的加压程序： （3）局部放电量的规定值：
2.油浸式变压器局部放电试验
（1） 10kV, 35kV变压器局部放电试验
当测量回路一经确定，测量回路的谐振电容
C X CK Ct C X CK
测量系统的测量中心频率f0也是已知的。使
f 0 1 / 2 LmCt
便可达到足够高的测量灵敏度。
序号 1 6
调谐电容量 (pF) 25 100
通流容量限值 有限值
2 3 4 5
6
25 100 400 1500
100 400 1500 6000
Cb Cc q a u a Ca C C u a C a u c Cb b c
Cb qa qc Cb Cc
(2)放电重复率N
um ur ud N 4 f u u CB r
(3) 起始放电电压ui
(2) 电压作用的时间 (3) 电压波形和频率
(4) 环境条件
温度 湿度 大气压力
二.局部放电的电测量法
电测量：脉冲电流法，无线电干扰法。 非电测量：超声，光学，化学（色谱）
1.脉冲电流法的原理及接线
检测阻抗与耦合电容并联
检测阻抗与试品串联
平衡回路
2.
RLC检测阻抗
检测阻抗的选择
4. 交流电压下的局部放电特征
(1)脉冲性 (2)相位性 (3)对称性
局部放电的测量《高电压技术》课件知识介绍
03
局部放电的测量仪器
脉冲电流法测量仪器
脉冲电流法测量仪器是利用局部放电 时产生的脉冲电流信号来检测局部放 电的一种仪器。
该仪器具有较高的灵敏度和分辨率， 能够准确反映局部放电的特征和变化 趋势。
它通常由电流传感器、信号处理单元 和显示单元等组成，能够实时监测和 记录局部放电的强度、频率等信息。
电测法
总结词
通过测量局部放电产生的电信号来检测局部放电的方法。
详细描述
电测法是最常用的局部放电测量方法，通过在试品两端施加一定电压，测量试 品中的电信号，如电流、电压等参数的变化，从而判断局部放电的存在和程度。
光测法
总结词
通过测量局部放电产生的光信号来检测局部放电的方法。
详细描述
光测法利用局部放电过程中产生的光信号进行检测，通过测 量光信号的强度、波长等参数，可以判断局部放电的存在和 程度。
光学测量仪器广泛应用于高压 电气设备的局部放电检测和故 障诊断。
超声波测量仪器
01 02 03 04
超声波测量仪器是利用局部放电时产生的超声波信号来检测局部放电 的一种仪器。
它通常由超声波传感器、信号处理单元和显示单元等组成，能够实时 监测和记录局部放电的超声波信号强度、频率等信息。
该仪器具有非接触、远程检测等优点，能够准确反映局部放电的特征 和变化趋势。
案例三：GIS设备局部放电的测量
总结词
GIS设备是一种封闭式的高压电气设备，局部放电的测量对于保障GIS设备的正常运行 具有重要意义。
详细描述
GIS设备局部放电的测量通常采用超高频法、超声波法等，通过测量GIS设备中产Байду номын сангаас的 电磁波或声波信号，可以判断GIS设备是否存在局部放电。在测量过程中，需要注意
局部放电详细解答
2.表面放电： 表面放电： 表面放电 由于在套管法兰、 由于在套管法兰 、 电缆终端及导体与介质弯角处产生 一平行表面的场强分量，当场强较高时会产生表面放电。 一平行表面的场强分量，当场强较高时会产生表面放电。
Ed
Er
放电波形与电极形状有关，放电波形一般不对称且较稀。 放电波形与电极形状有关，放电波形一般不对称且较稀。
第三节 脉冲电流测量原理及方法 局部放电电测法： 无线电干扰测量法 无线电干扰测量法RIV：直接耦合或 局部放电电测法：1.无线电干扰测量法 ： 天线 RIV表 读取 表 读取µv 不能直接读取放电量 2.放电能量法：放电有能量损耗 测量一个周期的放电能量 放电能量法： 放电能量法 3.脉冲电流法。IEC通用方法，直接通过检测回路测量电压 脉冲电流法。 通用方法， 脉冲电流法 通用方法 脉冲，灵敏度最高。 脉冲，灵敏度最高。 一、 脉冲电流测量法仪器及接线 测量仪器主要有脉冲显示仪和数字分析仪。 测量仪器主要有脉冲显示仪和数字分析仪。 1.测试接线： 测试接线： 测试接线
Ua Ug Cg放电 局部放电 放电的产生与介质内部电 放电 场分布有关，空穴与介质完好部分电压分布关系如下： 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: 介质总电容
C
X
= Ca +
C gC b Cg + Cb
g
设空穴与其串联部分介质的总电容Cn: 设空穴与其串联部分介质的总电容
等效回路的校正： 在试品两端主入已知电荷量， 一 、 等效回路的校正 ： 在试品两端主入已知电荷量 ， 得到 需要的视在放电量， 测量比较试品放电量之间的换算系数。 需要的视在放电量 ， 测量比较试品放电量之间的换算系数 。
1.校正方法：注入q0=UN.Cq 校正方法：注入 校正方法 试 品 的 电 容 Cx 为 已 知 ， Cx 两 端 的 电 荷 ： q0=UN CxCq/Cx+Cq Cq<< Cx 所以 所以q0≈UN.Cq 一般 为固定值， 一般Cq为固定值 为固定值， 调节U 得到不同的q0值 不论采用何种接线， 调节 N得到不同的 值 。不论采用何种接线， 校准信号必 须从试品两端注入。 须从试品两端注入。 如采用示波器观察脉冲， 应先调节宽带放大器的增益， 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 的脉冲， 得到一个高度为 的脉冲 q0/ L 0， 此时 ， 此时L0= q0。 试品册得的视在放电量 。 试品册得的视在放电量q= UN.Cq （L/ L0）若放大器变档则： ）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 测量信号高度 ： 测量档位 校 正档位
局部放电
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第 一 章
静 电 场
2.产生局部放电的原因 ① 设备电极系统不对称，如针对板、圆柱体等。 在变压器的高压出线端，电缆的末端等部位电 场比较集中，容易首先产生放电； ② 介质不均匀，介质中的电场强度反比于介电常 数，因此介电常数小的介质中电场强度就高于 介电常数大的； ③ 绝缘体中含有气泡或其他杂质。绝缘体中有气 泡存在是产生局部放电的最普遍原因。此外， 裂缝、高场强中有电位悬浮的金属存在；
第 一 章
静 电 场
第 一 章
静 电 场
金属污染缺陷电场分析
第 一 章
静 电 场
气泡缺陷电场分析
第 一 章
静 电 场
局 部 放 电 的 基 本 概 念
1.局部放电的定义 电气设备的绝缘系统中，当局部区域的电场强 度达到该区域介质的击穿场强时，该区域就会出现 放电，但放电并没有贯穿施加电压的两导体之间， 即整个绝缘系统并没有击穿，仍然保持绝缘性能， 这种现象称为局部放电。发生在绝缘体内的称为内 部局部放电；发生在绝缘体表面的称为表面局部放 电；发生在导体边缘而周围都是气体的，可称之为 电晕。
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第 一 章
静 电 场
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第 一 章
静 电 场
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第 一 章
静 电 场
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第 一 章
静 电 场
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第 一 章
静 电 场
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பைடு நூலகம்
第 一 章
静 电 场
SMC护套
导电杆
半导电漆涂刷位置
瓷套 变压器箱盖板
第 一 章
静 电 场
电流互感器的 盆式绝缘子
变压器局部放电的
汇报人：
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目录
• 局部放电概述 • 局部放电检测技术 • 局部放电故障诊断与定位 • 局部放电的预防措施与维护 • 局部放电研究前沿与发展趋势
01
局部放电概述
局部放电定义
• 局部放电是指在电场作用下，变压器绝缘系统中的局部区域发生放电，而非整体绝缘击穿的 现象。这种放电通常发生在绝缘材料的气隙、裂纹或杂质处，会导致绝缘性能逐渐劣化。
紫外线检测法
原理
紫外线检测法利用局部放电产生的紫外线辐射进行检测。当变压器内部发生局部放电时，会伴随产生 紫外线辐射，通过紫外线传感器捕捉紫外线信号，并进行分析和处理，可以确定局部放电的位置和强 度。
优点
紫外线检测法具有非接触、高灵敏度、抗干扰能力强等优点。同时，紫外线传感器可以安装在变压器 外部，便于实现变压器的在线监测。然而，紫外线检测法受到光线传输衰减和变压器外壳的阻挡等因 素影响，对检测设备的配置和布局要求较高。
脉冲电流法
原理
脉冲电流法通过检测局部放电产生的脉冲电流信号来识 别放电活动。当变压器内部发生局部放电时，会在绕组 中产生脉冲电流，通过测量脉冲电流的大小、频率等特 征参数，可以判断局部放电的严重程度。
优点
脉冲电流法具有检测灵敏度高、可以确定放电点的位置 、对变压器内部绝缘状况进行准确评估等优点。但需要 侵入变压器内部安装测量设备，操作相对复杂。
模型驱动的方法
基于物理模型和人工智能技术的融合，建立变压器局部放电 的智能检测模型。此方法在提高检测精度的同时，增强了模 型的泛化能力。
未来研究方向与挑战
多源信息融合
如何将不同检测技术获得的信息进行有效融合，提高局部 放电检测的准确性和可靠性，是未来研究的一个重要方向 。
绝缘件的局部放电
局部放电对电力系统进行测量时，局放幅值和速率的测量可能会有很大的变化，对局放活动的解释必须考虑到所有可能影响结果的因素，最大的影响来自局放活动的详细位置。
例如，如果局放起源于两个金属结构之间，其中一个没有接地，那么这对于设备的使用寿命可能是无害的。
但是，如果局放起源于绝缘高应力部分的空腔，那么这是非常严重的，必须进行处理以避免故障。
因此，主要是局放的位置决定了测量的局放活性的好坏。
中压电机中的基于云母的绝缘材料能够承受数万甚至数十万皮库仑（10,000 到 100,000pC）的局放活动，这是最具弹性的绝缘材料之一。
高压设备对大多数基于聚合物的绝缘具有高弹性，IEC 指南设定的标准局放水平优于 10pC。
很难看出放量低于这个水平的正确安装的设备会因此造成绝缘失效。
局部放电产生的原因：局部放电是指在电场作用下发生在绝缘体内局部区域中的放电现象，而绝缘体的整体部分并未发生贯穿性放电，仍然保持绝缘的性能。
在交变电场下，电场强度的分布与介质常数成反比。
所以，如果在固体介质内含有气泡时，气泡内的电场强度要比周围介质的高，而气泡的击穿强度比固体低得多，故气泡首先放电，而其他介质仍然保持绝缘性能，这就形成了局部放电。
局部放电的特征：Cc为气泡的等效电容，Cb是与气泡串联的介质的等效电容，Ca是其他部分介质的等效电容。
由于气泡每次放电的时间都是很短的，约为10-8——10-7秒，即放电产生的脉冲频率很高，因此忽略了各部分的等效电阻，只考虑其等效电容。
当气泡放电时，放电便在这一区域产生了空间电荷，并形成了电荷积累，从而出现了一个与外加电场方向相反的内部电压，这就使得气泡放电变成断续的过程，并出现一系列电脉冲。
介质内部气泡的放电在正负两个半周内基本上是相同的的，而且出现在试验电压幅值绝对值上升部分的相位上，电压波过峰值的一段相位上没有出现放电。
但是当放电剧烈时，也会扩展到这一段相位上来。
局部放电的危害：局部放电电离的电子、正负离子在电场的作用下，具有的能量一般都比高聚物的键能大，这些带电质子撞击到气隙壁上，就可能打断绝缘体的化学键；放电点上介质发热可达很高的温度，使绝缘产生热裂解；局部放电过程中生成的许多活性生成物，而腐蚀绝缘体，使之介电性能劣化。
变压器局部放电
变压器局部放电一、变压器局放的基础知识1 概述根据国家标准规定，110kV及以上大型电力变压器要做局部放电试验,现在合同要求变压器高中压局放量小于100PC。
局部放电对绝缘的影响，一是放电质点对绝缘的直接轰击造成局部绝缘破坏，逐步发展使绝缘击穿；二是绝缘内部的局部放电虽然不形成贯穿性通道，但放电产生的热，使介质出现局部的温度升高，甚至碳化。
由于放电的电解作用，会产生臭氧、一氧化氮等一些活性气体，使局部绝缘受到腐蚀，逐渐造成绝缘的损伤，最后导致热击穿。
通常，电气绝缘的破坏或局部老化，多是从局部放电开始的，所以，局部放电的危害性是使变压器绝缘寿命降低，影响变压器的安全运行。
2 什么是局部放电对于变压器绝缘结构中，可能存在着一些绝缘弱点，它在一定的外施电压作用下会首先发生放电，但并不随即形成整个绝缘贯穿性击穿。
这种只限于绝缘局部位置（弱点）处的放电就叫局部放电。
局部放电试验的目的：就是考核变压器在长期工作电压作用下，其产品绝缘能否长期安全运行的性能，发现变压器结构和制造工艺的缺陷。
如：（1）绝缘结构中局部电场强度过高，可能是局部绝缘（如油隙或固体绝缘）击穿或沿固体绝缘表面放电；（2）绝缘混入杂质或局部带有缺陷；如绝缘纸筒、层压纸板、层压木板等，由于热压干燥工艺处理不好，就会在其内部形成空腔，当浸油以后，变压器油往往不能浸入此空腔，从而形成了气穴。
如果浸入的变压器油处理不好时，油中会有气泡存在，同时存在着水分和杂质，在电场的作用下，杂质会形成“小桥“，泄漏电流的通过会使该处发热严重，促使水分汽化，形成气泡；同时也会使该处的油发生分解产生气体。
绝缘内部存在的这些气穴（气泡），其介电常数比绝缘材料的介电常数要小，所以气穴上承受的电场强度比邻近的绝缘材料上的电场强度要高。
气体（特别是空气）的绝缘强度却比绝缘材料低。
这样，当外施电压达到一定数值时，绝缘内所含气穴上的场强就会先达到使之击穿的程度，从而气穴先发生放电。
局部放电定义及类型
手持式局放检测仪PDSurveyor™
手持式局放检测仪标配置：
英国HVPD局放在线检测设备联系方式
上海砾亨通用设备有限公司 上海市宛平南路75号建科大厦2108室 邮编：200032 电话： 传真： 网址: 联系人：刘信
谢谢！
表面放电示意图 高压电缆的表面放电
电晕放电
什么是电晕放电 带电体表面在气体或液体介质中局部放电的现象，常发生在不均匀
电场中场强比较高的区域 电晕放电产生的原因 1) 电晕放电通常发生在尖端电极周围，在高压电气设备的尖端处通常都
存在尖端电极。 2) 当尖端电极周围的电场强度超过30kV/cm或更高时，将会产生电晕放电
局部放电产生的能量造成的 危害有：
1.介质局部温度上升，氧化加速，使介质的 电器、机械性能下降。
2.带电粒子撞击介质，切断分子结构。 3.放电作用下产生的活性气体与介质发生化 学反应，使介质性能变坏。
局部放电产生的能量的危害
局部放电产生的能量的危害
局部放电产生的能量的危害
局部放电的种类
表面放电 空穴放电 电晕放电
手持式局放检测仪PDSurveyor™的原理
• TEV （地电波检测探头）电路 –开关，电 缆接头，发电机和变压器的内部局放活动 都会产生瞬时接地电压(TEV)局放信号（这 个信号是纳秒级的）。TEV信号在一个更高 的频率范围5MHz – 70MHz之间。
• 该设备具有内置的TEV传感器，测试时背 对着设备放置可以测量到这些信号。合成 的局放信号用dB (分贝)来测量，这也符合在 线开关柜测量的惯例。
表面放电
什么是表面放电 表面放电是由绝缘体表面的污垢、水分和灰尘引起的一种放电现
象。 从微观上理解就是污染物在绝缘体周围将会产生高电场应力, 沿
局部放电的定义
1述2分类12局部放电 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。
局部放电表现为绝缘体中只有局部区域发生的放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，可以发生在导体附近，也可以发生在其他地方。
这种放电的能量是很小，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。
局部放电可能出现在固体绝缘的空穴中，也可能在液体绝缘的气泡中，也可能出现在不同介电特性的绝缘层间，或金属表面的边缘尖角部位等。
所以局部放电大致可分为内部放电、表面放电及电晕放电。
内部放电 在电气设备的绝缘系统中，各部位的电场强度往往是不相等的，当局部区域的电场强度达到电介质的击穿场强时，该区域就会出现放电，但这种放电并没有贯穿施加电压的两导体之间，即整个绝缘系统并没有击穿，仍然保持绝缘性能，发生在绝缘体内的称为内部局部放电。
表面放电 如在电场中介质有一平行于表面的场强分量，当其这个分量达到击穿场强时，则可能出现表面放电。
这种情况可能出现在套管法兰处、电缆终端部，也可能出现在导体和介质弯角表面处，表面局部放电的波形与电极的形状有关，如电极为不对称时，则正负半周的局部放电幅值是不等的。
33产生和危害4统的测量方法12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，尖端周围可能由于电场集中造成电晕放电。
电晕放电在负极性时较易发生，也即在交流时它们可能仅出现在负半周。
电晕放电是一种自持放电形式，发生电晕时，电极附近出现大量空间电荷，在电极附近形成流注放电。
在绝缘介质中，由于在制造或使用过程中会残留一些气泡或其他杂质，于是在绝缘体内部或表面就会出现某些区域的电场强度高于平均电场强度，而某些区域的电场强度低于平均电场强度，因此在某些区域就会首先发生放电，而其他区域仍然保持绝缘的特性。
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。
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。
变压器局部放电
及早解决这些潜在故障。 3.局部放电(三)
承受电场强度的大小能较大程度地影响变压器局部放电的视在放电电荷值。 对油浸式变压器而言，当变压器油中含有不同介电常数的杂质时，场强分布会受到一定的影
可从式(2)求出。
6
当混入的介质球的介电常数ε2 大于电极间介质的介电常数ε1，球内场强就减小，当ε2≈∞， 即混入金属球时，球内场强 E≈0。球处场强于 r=R，cosθ= 1，即θ=0°、180°时 E1 最大，
故
(6) 如ε1 为变压器油的介电常数，ε1=2.5，ε2 为悬浮水珠的介电常数，ε2=80，介质球表面最
再计算球外(r≥R)的场强： r 方向为
(2) θ方向为
（3）
（4） ε1＞ε2 时，于 r=R 处，sinθ= 1，即θ=90°、270°时 E1 最大。这相当于图 1b 中 A 与 B
点。
（5） 在ε1=2.5、ε2=1 的情况下(即变压器油中混入空气泡时)E1max=1.25E0。但是，这种情况实际上 是不存在的，因为此时空气泡早已放电了。溶于油中空气释放出来变为悬浮气泡也属此情况。 当ε1＞ε2 时。且 r=R，cosθ= 1 时，即θ=0°，180°时 E1 最小，这相当于图 1b 中的 C 与 D 点，由于介质球的ε2＜ε1 使 C 与 D 处等位线变得稀疏，等位线都集中到 A 与 B 处去了。E1min
局部放电试验是一项出厂试验，在试验程序上，局部放电试验可预做一次，以便发现有无潜 在绝缘性故障，另外在全部绝缘介质试验后正式做一次，以检测绝缘介质试验中有无绝缘上的潜
在故障。
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空间， 电源， 地线
对不同干扰源的处理对策：
六.局部放电的故障定位
局部放电的电气定位
局部放电的超声定位
Uo: C0:
脉冲的上升沿tr<100ns，下降沿tf>100µs 10pF<C0<0.1Cx
4.局部放电检测系统的基本结构
5.局部放电的测量步骤：
测量回路的选定及连接。 JFD-2B检测系统的连接。 局部放电量的测量： (1)校准； (2)确定试验电压的零标； (3)测量。
三.变压器局部放电试验
f 0 = 1 / 2π LmC t
便可达到足够高的测量灵敏度。
序号 1 2 3 4 5 6 6 25 100 400
调谐电容量 (pF) 25 100 400 1500 6000 100 400 1500 6000 25nF 100nF
通流容量限值 有限值
1500
6000pF 25nF
3 . 标准脉冲发生器
4. 交流电压下的局部放电特征
(1)脉冲性 (2)相位性 (3)对称性
Байду номын сангаас
5.局部放电的表征参数
(1)视在放电电荷q (pC)
C aCb q c = ∆u c C c + Ca + Cb
q c ≈ ∆u c (C b + C c )
C a + Cb Ca ≈ ∆u a ∆u c = ∆u a + ∆u b = ∆u a Cb Cb
局部放电的基本知识及 测试技术
武汉高压研究所
一.局部放电的基本概念
1. 1.局部放电的定义
内部放电－－局部放电发生在绝缘体内部 表面放电－－局部放电发生在表面 电晕－－发生在被空气包围的导体附近的放电
2.产生局部放电的原因
电场分布不均匀！！
3.测量局部放电的意义
(1)制造厂：检验产品绝缘性能。 (2)运行部门：监测绝缘状况。
Cb Cc ≈ ∆u a Ca = ∆u c Cb qa = ∆u a Ca + Cb + Cc
Cb qa = qc Cb + Cc
(2)放电重复率N
um − ur − ud N = 4 f ⋅ u −u CB r
(3) 起始放电电压ui
相关标准： GB 7354－87 “局部放电测量” GB 1094.3-2003 “电力变压器” GB 6450－86 “干式变压器”
1.干式变压器的局部放电试验 （1）试验接线回路：
（2）试验的加压程序： （3）局部放电量的规定值：
2.油浸式变压器局部放电试验
（1） 10kV, 35kV变压器局部放电试验
当外加电压从不出现局部放电的电压值开始 逐渐升高，直到在测试装置上能观察到局部放电 时的最低电压值，作为起始放电电压，以有效值 来表示。
(4) 放电熄灭电压uc
当外加电压从高于起始放电电压逐渐降低，直 到放电消失时的外加电压即为放电熄灭电压，以有 效值来表示。
6.影响局部放电各参数的因素
(1) 电压的幅值 (2) 电压作用的时间 (3) 电压波形和频率 (4) 环境条件 温度 湿度 大气压力
二.局部放电的电测量法
电测量：脉冲电流法，无线电干扰法。 非电测量：超声，光学，化学（色谱）
1.脉冲电流法的原理及接线
检测阻抗与耦合电容并联
检测阻抗与试品串联
平衡回路
2.
RLC检测阻抗
检测阻抗的选择
当测量回路一经确定，测量回路的谐振电容
C X CK Ct = C X + CK
测量系统的测量中心频率f0也是已知的。使
* 试验接线方式: *试验的加压程序：
（2） 66kV, 110kV变压器局部放电试验
* 试验接线方式:
*试验的加压程序：
四.局部放电的图形分析
局部放电的分析方法： 局放脉冲分析法 局放图形分析法 局部放电测量中的干扰分类： 连续性干扰： 脉冲性干扰：
五.局部放电测量中的抗干扰措施