第三讲 局部放电检测的原理和仪器
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。
《局部放电的测量》课件
潜在的局部放电问题。
设备升级
02
采用更先进的设备和技术，提高设备的绝缘性能和抗局部放电
能力。
规范操作
03
严格按照操作规程进行设备的安装、调试和使用，避免因操作
不当导致局部放电。
控制策略
监测与预警
建立局部放电监测系统，实时监测设备的运行状态，一旦发现异 常及时预警。
应急处理
制定应急预案，在局部放电发生时能够迅速采取措施，减小其对 设备的影响。
放电原因分析
设备因素分析
分析设备内部结构、材料和制造工艺等因素对局 部放电的影响。
环境因素分析
考虑设备运行环境中的温度、湿度、气压等因素 对局部放电的影响。
操作因素分析
评估设备操作过程中的电压、电流、频率等因素 对局部放电的影响。
01
局部放电的预防与 控制
预防措施
设备维护
01
定期检查设备，确保其处于良好的工作状态，及时发现并修复
局部放电的测量设 备
测量系统的构成
高压电源
提供高电压以激发局部放电。
传感器
用于捕捉局部放电信号，如电 容耦合器、光学传感器等。
信号处理单元
对传感器采集的信号进行放大 、滤波和数字化处理。
数据记录与分析软件
用于存储、显示和解析测量数 据。
测量设备的选择
根据测量需求选择合 适的传感器类型和规 格。
考虑系统的可靠性和 稳定性，选择经过验 证的测量设备。
02
局部放电通常发生在电场强度较 高的区域，如绝缘材料中的气泡 、裂纹或杂质等。
局部放电的分类
根据放电的物理特性，局部放电可以 分为电晕放电、火花放电和电弧放电 等。
根据放电的能量大小，局部放电可以 分为弱放电和强放电。
局部放电试验方法
局部放电试验方法1. 引言局部放电试验是一种常用的电力设备故障预警和健康评估手段。
本文介绍了局部放电试验的基本原理、试验设备和试验方法。
2. 基本原理局部放电是在电器设备绝缘系统中出现的一种电击穿放电现象。
通过监测和分析局部放电信号，可以判断设备绝缘的健康状况。
局部放电试验基于以下两个基本原理：- 电压波形检测：通过施加一定的电压波形，监测设备绝缘系统中是否发生局部放电。
常用的电压波形包括直流、交流等。
- 放电信号分析：通过分析局部放电信号的特征，判断放电的类型和位置。
常用的分析方法包括时间域分析、频谱分析等。
3. 试验设备进行局部放电试验需要以下基本设备：- 发生器：用于产生所需的电压波形。
- 电流传感器：用于监测局部放电产生的电流信号。
- 放电检测器：用于检测和记录局部放电信号，并对信号进行分析。
- 数据分析软件：用于对局部放电信号的特征进行分析和判别。
4. 试验方法局部放电试验一般按照以下步骤进行：1. 确定试验对象：选择需要进行局部放电试验的电器设备。
2. 准备试验设备：根据试验对象的特点和试验要求，配置相应的发生器、电流传感器、放电检测器和数据分析软件。
3. 设置试验参数：根据试验要求，设置合适的电压波形和试验时长。
4. 进行试验：按照设定的试验参数，施加电压波形，并监测和记录局部放电信号。
5. 数据分析：利用数据分析软件对采集到的局部放电信号进行分析和判别，评估设备绝缘的健康状况。
6. 结果报告：根据分析结果，撰写局部放电试验的结果报告，并提出相应的建议和措施。
5. 结论局部放电试验是一种有效的电力设备故障预警和健康评估手段。
通过合理选择试验方法和设备，并对局部放电信号进行准确的分析，可以提高设备绝缘的检测和评估能力，确保设备运行的安全可靠。
参考文献：- 张三, 李四. 局部放电试验方法及应用研究. 电力设备管理, 2020, 20(3): 12-17.。
局部放电试验PPT课件
第一节 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电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。
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。按照这样的考虑方法，将 电极组合的等值回路如图所示。
dQ/dt
形成时间
vp
vg
vr
图3-2 Cg间的放电电荷和电压随时间变化的曲线
局部放电脉冲的形成时间，除了极端不均匀电场和油中放电的 情 提况下之，外观，察一一般下是各在 个0电.0气1s量以的下情，况而（且局认部为放vr电大几致个是主零要。参在量上）述。前
(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。
vg
(t)
vp
1 Cgr
Q(t)
式中，Cgr是从Cg两端看到的电容，它等于
（3-3）
所以得到
局部放电检测仪原理和使用说明
局部放电测试仪使用手册武汉四维恒通科技有限公司目录安全注意事项 (3)警告 (3)操作注意事项 (4)一、非侵入式局部放电活动检测 (5)二、技术参数 (7)三、结构布局 (9)四、使用操作 (11)4.1 主界面 (11)4.2 超声波测量程序 (12)4.3 TEV测量程序 (13)4.4 历史数据查看 (14)五、TEV读数说明 (16)六、使用条件 (25)七、符合声明 (25)8.1 保修 (26)8.2 范围 (26)九、售后服务 (27)安全注意事项本仪器用来检测中高压(MV/HV)设备中的局部放电源。
如果没有检测到放电，并不意味着中高压设备无放电活动。
放电源往往具有潜伏期，且绝缘性能也可能会由于局部放电以外的其它原因而失效。
如果检测到与中高压电力系统相连的设备中有相当大的放电，应该立即通知设备维护部门。
警告●本产品仅可用在地电位上使用。
●测试过程中，在启用探头之前应该确保电气仪器金属外壳接地。
●随时确保高压部分与仪器、探头和操作员之间的安全距离。
●严格遵守电力系统安全规则。
●闪电时切勿使用本产品。
●请勿在开机后立即进行测量。
●如环境改变，请通过重启来去除环境背景值●切勿对设备及探头进行机械撞击、振动、高温加热等操作。
●切勿在易爆环境中操作本产品。
●使用中如有不正常现象或使用上的疑问，切勿开启仪器，请直接联系厂家或代理商处理。
操作注意事项在使用TEV型产品时，必须遵守以下几点：1、从手机、RF 发射机、视频显示器以及无屏蔽的电子设备所产生的直流至1 GHz 频率范围内的强烈电磁干扰会影响读数。
将本产品放在离开任何导体表面至少1米处自由空间即可测量本地电磁场值。
2、在空间窄小的角落中使用时必须小心谨慎，因为临近其它的接地平面可以影响读数的精度。
尽可能在离金属体30cm 以上的距离(垂直距离)使用。
一、非侵入式局部放电活动检测1.1 概论局部放电不会使电极完全短路的电气放电。
这种放电的幅值通常都很小。
局部放电检测原理及一般试验技术
电压等级kV
无晕件
双球形mm
内部放电 ---在介质内部或介质与电极之间的放电。这种放电的特性与介质的特性和气屑的形状、大小、位置以及气屑中气体的性质有关。
表面局部放电---在沿介质表面的电场强度达到击穿场强时所发生的局部放电。在电机绕组、电缆、套管等绝缘结构的端部，从导体到介质表面经常会出现这种局部的放电。
电晕放电---在气体中，高电压导体周围所产生的局部放电称为电晕。如高压传输线、高压变压器等高压电气设备，因高压接线端暴露在空气中，都有可能产生这种局部放电。
球形mm
圆管形直径mm
d
H
D
D
220
150
1050
810
750
100
500
2Hale Waihona Puke 012001600
1800
250
750
2500
300
01
抑制干扰的措施 ----接地干扰的抑制
抑制试验回路接地系统的干扰，唯一的措施是在整个试验回路选择一点接地。
02
通常情况下局部放电试验现场干扰的处理的注意事项
02
什么是局部放电?
局部放电产生的原因
局部放电对于高压电工产品往往是很难避免的，这是由于绝缘材料和绝缘结构在制造过程中常会含有比固体绝缘容易击穿的小气泡或油膜，在电场的作用下，会产生内部放电。绝缘材料和绝缘结构中电场分布不均匀，也会产生局部放电（如针尖电极、电极表面上的毛刺、或者是金属屑异物）。
关于超声波局部放电检测仪是怎么工作的呢
关于超声波局部放电检测仪是怎么工作的呢简介局部放电是高压电力设备中最严重的故障之一，如果不加以及时发现和处理，一旦失控，就会对电力系统的安全运行造成严重威胁。
为了解决这个问题，超声波局部放电检测仪被广泛应用于电力设备的监测、预警和维护中。
超声波局部放电检测仪的工作原理超声波局部放电检测仪是利用超声波信号探测电器设备中的放电现象。
其工作原理可以简述如下：1.超声波传感器发出一个高频超声波脉冲信号，这个信号通过介质传播到被检测的目标设备表面。
2.被检测的设备表面会反射回一部分超声波信号，这些信号会被传感器接收、转换、放大和处理。
3.超声波局部放电检测仪会对传回的超声波信号进行数字前置处理，在此基础上通过自适应算法和峰值检测等方法，确定出可能存在的放电源信号。
4.通过特定的软件程序对局部放电信号进行处理、分析和判读，进一步确定放电源的位置、类型和强度等信息，并形成相关的报警和记录等机制。
超声波局部放电检测仪的主要特点超声波局部放电检测仪具有以下主要特点：1.具有高灵敏度和高分辨率，能够探测到微弱局部放电信号并精确定位放电源的位置和类型等信息。
2.可以通过导入历史记录、图表和专业分析法等辅助技术，建立大量的电气设备数据库，以促进维护和风险评估等工作。
3.利用自适应算法和智能分析技术，能够判别正常电流与空气放电、表面放电、穿刺放电、电晕放电等多种放电源，并做出准确的预测和报警分析。
4.强大的抗干扰和防误报功能，能够最大程度地避免设备本身的运行噪声、温度和电磁干扰等因素产生的误报和漏报。
超声波局部放电检测仪的应用范围超声波局部放电检测仪被广泛应用于电力设备的监测、预警和维护等工作中，主要可以应用于以下领域：1.电力系统中的主变压器、电缆、开关柜、隔离开关、断路器、阀门、导线等电器设备的检测和监控。
2.发电厂和电网的无损检测、故障预测与分析、性能评估、维护和优化等方面。
3.工厂、矿山、石油、化工、船舶等领域的电器设备监测和安全评估等方面。
局部放电检测原理及一般试验技术课件
06
局部放电检测案例分析
案例一：GIS的局部放电检测
01
02
03
04
GIS（Gas-Insulated Substation）是一种高压电 气设备，其内部结构紧凑， 运行电压高，因此局部放电 检测对于保障GIS的安全运行
至关重要。
GIS的局部放电检测通常采用 电测法，通过测量GIS内部产 生的电信号来判断是否存在
局部放电检测原理及一般 试验技术课件
• 局部放电检测原理 • 局部放电检测方法 • 局部放电检测设备 • 局部放电试验技术 • 局部放电检测标准与规范 • 局部放电检测案例分析
01
局部放电检测原理
局部放电定义
局部放电是指在绝缘介质中，由于电 场的作用，在导体间或导体与介质间 产生的非常短暂的、局部的、非贯穿 性的电荷释放现象。
企业标准与规范
企业标准Q/GDW 1522006
这是国家电网公司制定的关于高压开关设备 局部放电检测的企业标准，适用于国家电网 公司系统内的高压开关设备的局部放电检测 。
企业规范Q/GDW 1532006
这是国家电网公司制定的关于高压电缆局部 放电检测的企业规范，适用于国家电网公司
系统内的高压电缆的局部放电检测。
这些带电粒子在电场作用下又会撞击更多的气体或液体分子，产生连锁反应，最终 导致局部放电。
局部放电的电气特征
局部放电的电气特征主要包括： 放电时产生的电流脉冲、电磁 波、声波等。
其中，电流脉冲是局部放电最 直接的表现形式，其大小和波 形取决于放电的类型和程度。
电磁波和声波可以通过专门的 传感器进行测量，是检测局部 放电的重要手段。
结果处理
对检测数据进行处理和分析，如计算放电强度、放电位置等，并评估 其对设备的影响。
局部放电检测仪原理与使用说明
局部放电检测仪原理与使用说明局部放电是指在绝缘体内部或表面上由于电场强度超过局部击穿强度，导致的电荷释放现象。
在电力设备中，局部放电是一种常见的故障现象，它会导致绝缘体老化、击穿甚至设备烧毁。
因此，及早发现局部放电现象并进行处理非常重要。
此外，局部放电检测仪还可以通过数据处理和图像显示，提供故障诊断和预测功能。
它能够记录和存储检测数据，进行数据分析和趋势监测，为设备维护和管理提供科学依据。
使用局部放电检测仪需要注意以下几点：1.在使用前，应检查仪器的各项功能是否正常并进行校准。
确保仪器的准确度和稳定性。
2.在检测前，应对被测设备进行清洁，并确保设备处于安全断电状态。
避免任何可能的电击和伤害。
3.根据被测设备的特点和检测要求，选择合适的传感器，并正确安装在设备上。
确保传感器与设备的接触良好。
4.在检测过程中，应按照仪器的操作说明进行操作，并根据实际情况调整检测参数。
例如，增加或调整检测频率和采样速率，以提高检测灵敏度。
5.检测过程中，应密切观察仪器上的显示数据和报警提示。
一旦出现异常，应及时停止检测并进行故障分析。
6.检测完成后，应记录检测数据，并进行数据处理和分析。
通过对数据的比较和趋势分析，可以找出故障的原因和位置，并制定合理的维修方案。
总之，局部放电检测仪是一种重要的电力设备检测工具。
它能够快速、准确地检测电力设备中的局部放电现象，并提供故障诊断和预测的功能。
正确使用局部放电检测仪，可以帮助用户及时发现和处理设备故障，保证电力系统的安全运行。
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。
（4）外部尖端电晕（见图19 a），波形特征：起始放电仅出现在试验电
压的一个半周上，并对称地分布峰值两侧。试验电压升高时，放电脉冲数急 剧增加，但幅值不变，并向两侧伸展（如图19 b所示）。原因：空气中高压
尖端或边缘放电。如果放电出现在负半周，表示尖端处于高压，如放电出现 在正半周则表示尖端处于地电位。
局部放电原理及检测方法
什么是局部放电
尚未导致绝缘系统贯穿性击穿的放电叫做局部放电 局部放电是指绝缘结构中由于电场分布不均匀,局部场强过高而导致的绝缘 介质中局部范围内的放电或击穿现场，是造成绝缘劣化的主要原因，也是 劣化的重要征兆和表现形式，与绝缘材料的劣化和击穿密切相关，因此， 对局部放电的有效检测对电力设备的安全稳定运行具有重要意义。
变压器检测局部放电原理：
电力变压器主要采取油·纸绝缘结构，由电工纸层和绝缘油交错组成，大型变压器结 构复杂·绝缘分布很不均匀，设计不当时容易造成局部场强过高，或由于工艺不良等因 素造成内部缺陷时，在变压器内部，必然会产生局部放电现象，并逐渐发展，最后造成 变压器损坏。
变压器局部放电形式
1、带有绝缘屏障的油间隙放电
（5）液体介质中的尖端电晕波形特征：
放电出现在两个半周上，对称地分布在电压峰值两则。每一组放电均为等 间隔，但一组幅值较大的放电先出现，随试验电压升高而幅度增大，不一定等 幅值：一组幅值小的放电幅值相等，并且不随电压变化。原因：绝缘液体中尖 端或边缘放电，如一组大的放电出现在正半周，则尖端处于高压；如它出现在
局部放电检测原理及一般试验技术课件
技术要求
对局放信号的灵敏度、时间分 辨率和探针的分辨率均有高要 求
应用领域
磁力共振成像技术和局部放电 检测技术的结合，可广泛应用 于医学、化学、生命科学等多 个领域
局部放电检测在核磁共振成像技术中的应用
核磁共振成像技术是一种通过对原子核在外加磁场下发生共振从而获取影像的技术。局部放电检测技术在核 磁共振成像技术中也有广泛的应用。
检测范围
局部放电检测技术适用于不同类 型的高压绝缘子，如玻璃绝缘子、 瓷绝缘子、硅橡胶绝缘子、熔融 盐绝缘子等类型
局部放电检测在变压器内部绝缘中的应用
变压器是电力系统中最为重要的电力设备，其绝缘材料的老化或破损是导致其故障的主因之一。局部放 电检测技术在变压器内部绝缘得到了广泛应用。
原理
利用局放检测仪器对变压器绝缘进行定期检测，获取局部放电信号，分析其特征，确定故障发生位 置和程度
检测方法
应用领域
局部放电检测技术在核磁共振成 像技术中的应用主要是疾病诊断， 早期发现细胞化学改变，提高临 床诊断精度和准确性
通过对局放信号的监测、分析和 处理，结合核磁共振技术，可广 泛应用于医学、生命科学等领域
技术优势
局放检测技术在核磁共振成像技 术中的应用具有高敏感性、高分 辨率、非侵入性等优势
新材料
采用先进材料，提升设备的散 热性、强度和安全性
智能监控
引入人工智能、大数据分析等 技术，将实时监控和及时预警 结合起来
先进设备
引入先进的局放检测仪器，提 升检测效率和检测精度
局放检测技术的局限性
当前局部放电检测技术仍存在以下局限性：
不适用于全封闭电器
全封闭电器内部有隔离气室，这就使得局部放电检测不是很适用，需要选择其他方法
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。
局部放电带电检测技术简介
详细描述：某变电站高压设备在运行过程中出现了局部放电现象，通过采用局部 放电带电检测技术，成功地检测到了放电位置和程度，为后续的故障诊断和修复 提供了有力支持。
案例二
总结词：高效准确
详细描述：某风电场变压器局部放电监测系统采用了先进的局部放电带电检测技术，能够高效准确地监测变压器的局部放电 情况，及时发现潜在故障，保障了风电场的稳定运行。
电介质局部放电的产生
介质不均匀
电介质内部的不均匀结构或杂质会导致电场集中， 引发局部放电。
电压作用
外加电压作用下，电场强度超过气隙的击穿场强， 使得气隙发生放电。
温度效应
温度变化引起介质材料性质改变，导致局部放电 的出现。
局部放电的特性
01
02
03
04
瞬态性
局部放电是瞬态的电气现象， 持续时间短，通常在纳秒级别
发展趋势与展望
发展趋势
未来，局部放电带电检测技术将朝着高精度、高可靠性和智能化的方向发展，不断提高检测的准确性 和效率。
展望
随着人工智能、大数据等新技术的应用，局部放电带电检测技术有望实现更高效、更精准的故障诊断 和预警，为保障电力系统的安全稳定运行提供有力支持。
05 案例分析
案例一：某变电站高压设备的局部放电检测
声测法
通过捕捉局部放电产生的声音 信号进行检测，常用于在线监 测。
化学分析法
通过检测局部放电过程中产生 的化学物质来进行检测，适用
于故障定位和原因分析。
03 局部放电带电检测技术应 用
在线监测与故障诊断
在线监测
局部放电带电检测技术可以在设 备运行时进行实时监测，及时发 现异常情况，为故障诊断提供依 据。
高电压技术：4.3 局部放电的测量
2.局部放电的危害：
局部放电产生的电子、离子往复冲击绝缘物，使绝缘物分 解、破坏，并且绝缘物分解出来的导电性和化学性物质， 使绝缘进一步氧化、腐蚀；
局部放电产生的电荷使电场畸变，进一步加强局部放电的 强度；
局部放电使该处产生高温，导致绝缘物老化、劣化 如果局部放电是在工作电压下产生的，那么这种放电会在
➢ 局部放电的测量仪器 （显示单元）
传统方法用示波器观测 数字化测试：计算机辅助测试系统与传统的测
试方法相结合,作出各种谱图和统计量，来分 析局部放电情况。
测量
局放图形
特征提取
识别分类
识别结果
数据库
局部放电测试仪
6.局部放电测量仪
二、模拟局部放电测量仪
干扰判别式局部放电检测仪
6.局部放电测量仪
➢膜纸绝缘介质中，常用高性能液体色谱分析法 （HPLC）判断介质老化情况。 ➢在电力变压器中，油色谱分析（DGA）方法是一 种简单、经济、有效的变压器在线监测方法。
※测量时的注意事项
为了抑制内部干扰与外部干扰，主要措施有： 1.选用没有内部放电的试验变压器和耦合电容器， 外露电极应有合适的屏蔽罩。 2.选用抗干扰能力强的测量回路。 3.对测量线路进行屏蔽。有条件时可将整个试验回 路置于屏蔽室内进行测量。 4.试验电源最好采用独立电源。
W
1 2
qUi
Ui 为气泡放电时试品上的电压，即局部放电起始电压
放电能量W 推导：
令
Cg
Cg
CaCb Ca Cb
则脉冲电流： 放电能量：
i
Cg
dug dt
W
ugidt Cg
Ur Us
ug
dug
1 2
Cg
特高频局部放电检测技术
7、常见注意事项
1、在检测过程中，必须保证电源零线火线的正确性。通常要求 插座为左侧零线，右侧火线；
2、使用内同步时，必须要从现场检修电源箱或室内墙上插座去 电，不能使用逆变电源或发电机供电；
3、对每个GIS间隔进行检测时，在无异常局放信号的情况下只需 存储断路器仓盆式绝缘子的三维信号，其它盆式绝缘子必须 检测但可不用存储数据。在检测到异常信号时，必须对该间 隔每个绝缘盆子进行检测并存储相应的数据；
精品课件
3、安全注意事项
为确保安全生产，特别是确保人身安全，除严格执行电力 相关安全标准和安全规定之外, 还应注意以下几点: 检测时应勿碰勿动其它带电设备； 防止传感器坠落到GIS管道上，避免发生事故； 保证待测设备绝缘良好，以防止低压触电； 在狭小空间中使用传感器时，应尽量避免身体触碰GIS管 道； 行走中注意脚下，避免踩踏设备管道； 在进行检测时，要防止误碰误动GIS其它部件； 在使用传感器进行检测时，应戴绝缘手套，避免手部直接 接触传感器金属部件。
➢ 在测量时应尽可能保证传感器与盆式绝缘子的接触，不要因 为传感器移动引起的信号而干扰正确判断；
精品课件
6、特高频局部放电检测操作流程
在采用特高频法检测局部放电时，典型的操作流程如下： 1）设备连接：按照设备接线图连接测试仪各部件，将传感 器固定在盆式绝缘子上，将检测仪主机及传感器正确接地， 电脑、检测仪主机连接电源，开机。 2）工况检查：开机后，运行检测软件，检查主机与电脑 通信状况、同步状态、相位偏移等参数；进行系统自检，确 认各检测通道工作正常。 3）设置检测参数：设置变电站名称、检测位置并做好标 注。根据现场噪声水平设定各通道信号检测阈值。 4）信号检测：打开连接传感器的检测通道，观察检测到 的信号。如果发现信号无异常，保存少量数据，退出并改变 检测位置继续下一点检测；如果发现信号异常，则延长检测 时间并记录多组数据，进入异常诊断流程。必要的情况下， 可以接入信号放大器。
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Us
SNR=Us/Un ≧2
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5. 脉冲分辨率
脉冲分辨率是指在50Hz正弦波的一个象限内，能分辨的脉冲数。 脉冲分辨率取决于
检测单元分辨率 放大器分辨率 示波器分辨率
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6. 放电量标定/校正
局放仪的脉冲分辨时间不应超过l00μs。在有关技 术文件中应提供此数据。
2.6 脉冲重复率n
局放仪的脉冲重复率测量误差δn应不大于±10%。 本条规定仅针对有此测量功能的局放仪。
2.7 测量灵敏度qs
局放仪的有关技术文件中应提供仪器自噪声水平及 对特定试品电容量所能达到的测量灵敏度值。
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局放仪概况：局放仪基本功能
放大器：
3db低端：lOKHZ、20KHZ、40KHZ、80KHZ； 高端：80KHZ、200KHZ、300KHZ 。
增益调节范围>120db。
时间窗：
窗宽15°～150°，窗位置可旋转0°～1 70°
试验电压表：
量程50KV(可扩展)，3 1/2位LED数字表，显示0-1000, 误差<±2%
TEST OBJECT
COUPLING UNIT PD DETECTOR
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放电转移条件
为了确认所有校正电量q0 被临时储存在测试电 容Ca中，以下条件必须被满足：
C0 << Ca
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Examples for PD Calibrators 局放校正器
fa1(下限频率): k Hz fa2(上限频率): MHz (宽带), 100~300kHz (低频)
(2) 调谐放大器 窄频带: Δf 大约10k Hz, f0 可调, 中频带: Δf 大约100k Hz.
例如：
3db低端：lOKHZ、20KHZ、 40KHZ、80KHZ；
高端：80KHZ、200KHZ、 300KHZ 400KHZ.。
5
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局放仪概况：局放仪基本功能
采用示波管 模拟指针或／和数字显示局放量 检测度品的电容范围：6PF-250uF 椭圆扫描时基：50Hz、100Hz、150Hz、
200Hz、400Hz 椭圆旋转以30°为一档，可作120°旋转
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电阻
单位 微微法 微微法 微微法 微微法 微微法 微法 微法 微法 微法 微法 微法 微法
灵敏度(微微库)(不对称电路) 0.02 0.04 0.06 0.1 0.2 0.3 0.5 1 1.5 2.5 5 10 0.5
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局放仪概况
扬州新亚高电压测试设备厂 图X JF-8001局部放电检测仪
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局放仪概况：技术要求
2.1 一般要求
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局放仪概况：技术要求
2.2 系统软件
系统软件应能正常启动，所有功能模块应能正确无误地运行。
2.3 频带与截止频率 局放仪的频带与截止频率和产品说明书中的规定值之间的误差⊿f不
为什么要做校正？
确保测量的准确性 确保对于不同的测量系，如果被用来进行相同的
测试， 会得到相同的结果
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6. 放电量标定/校正
根据视在电荷的定义，当我们向试品电容CA注入 视在电荷时，试品两端的电压变化与Cg放电时引起的 试品电压变化相同。因此，我们可以注入已知的、模 拟视在电荷量的电荷q，测出仪器的偏转h,定出比例系 数k=q/h，然后在试验电压下测出试品局部放电在仪器 中的偏转hx，从而得到试品局部放电的视在放电量 qx=khx=qhx/h
A
A
1
1
1
3dB
1
Δf
2
2
f a1
f a2
f
f0
f
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4. 检测灵敏度
灵敏度：在保证一定的信噪比条件下，所能检测到的最小视在放电电荷大小
U 0.1
0.05 Un
0
-0.05
-0.1
4.72
4.73
4.74
4.75
4.76
4.77 x 10 -3
t
噪声来源: 放大器
Zm
Cx Δu
e
Ck
i
o
Zd
A
5.保护阻抗Zm低通滤波 6.放大器A
7.观测单元
1.高压电源，无局放.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
2.试品cx
成脉冲电流信号，可通过测量被检测设备
3.检测阻抗Zd
的外电路中所流过的脉冲电流来检测放电
4.耦合电容Ck
信号。
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该放电可被模拟为
C0
Cb
CK
Ca
Uc
U0
Cc
M I MK D T
CALIBRATOR
TEST OBJECT
COUPLING UNIT PD DETECTOR
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电气工程系 在线监测技术研究中心 关于校正原则的一些原理
C0
Cb
CK
Ca
Uc
U0
Cc
M I MK D T
C ALI BR ATO R
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2. 检测阻抗
A
Ck Cx
Δu
Rd
Δud
B
ud
(t)
=
q Cv
e−αd t
FT
ud (t)
Δudm
Cd
t 如果考虑脉冲的上升沿
Ud
(ω )
=
q Cv
(ω 2
+
α
2 d
)
−1/
2
Ud (ω),Ud ( f ) Udm
U dm 2
ωh
fd 2
RC 电路的频谱
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局放仪概况：技术要求
2.7 测量灵敏度qs
局放仪的有关技术文件中应提供仪器自噪声水平及对特 定试品电容量所能达到的测量灵敏度值。
2.8 测量阻抗
a) 技术文件中应标明其最大允许工作电流。测量阻抗在 通以该电流时连续工作1h应无任何损坏。
b) 应有过电压保护装置，能承受雷电标准冲击电压100V 而不损坏。
ud
(t )
=
q Cv
e −αd t
cos(ω d t)
(2) 需选用中心频带范围等于ωd或者稍宽一些的放大器，可以对信号中大部分
能量进行放大
Ud (ω)
选择合适的放大器可以提高信噪比
ω
ωd
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3. 脉冲放大
3.1 放大器分类
(1) 宽频带和低频放大
图X JF-9801A局部放电检测仪
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1. 脉冲电流法基本原理图
Zm
e
Ck
串联回路
Cx
o
e
Zd
A
两种连接方法 (检测阻抗 Zd 在回路中的位置): 1. 与试样 Cx- 串联
串联回路
2. 与耦合电容 Ck串联 –并联回路. 并联回路
Zm Cx
Ck Zd
并联回路
o A
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2. 检测阻抗
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6. 放电量标定/校正
6.1 标定的原理
q(pC) Zd
Zm
Ck
e
C0
Cx
U0
Zd
V(omV) A
标定：q0注入试品Cx两端
1mv
?pC
标定!
o A
分度系数
K0
=
q0 V0
(
pC
/
mV
)
q = K0V ( pC) SJTU-OMRC
3
电气工程系 在线监测技术研究中心 关于校正原则的一些原理2.2 RLC电路A源自CkΔuCx
Rd
Δud Cd
B
LRC 电路
衰减振荡波，同RC回路峰值相等
α d = 1/(2Rd Ct ) 衰减系数
ωd = 1 Ld Ct
振荡角频率
αd << ωd
ud
(t )
=
q Cv
ud
(t)
=
q Cv
e −α d t
cos(ω d t)
1+
1 (ω d
/α
f
)2
[e −α d t
cos(ω d t
−ϕ)
−
e −α f t
cos ϕ ]
a
Ld
b
t
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ud(t) ud(t)
2. 检测阻抗
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a b
衰减振荡波
Ud (ω)
t
ω
ωd
它的频谱
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