一、電測法
局部放電最直接的現象即引起電極間的電荷移動,每一次局部放電都伴有一定數量的電荷通過電介質,引起試樣外部電極上的電壓變化。另外,每次放電過程持續時間很短,在氣隙中一次放電過程在10ns量級。根據電磁理論,如此短持續時間的放電脈沖會產生高頻的電磁信號向外輻射,局部放電檢測儀(也稱為局部放電測試儀)電檢測法即是基於這兩個原理。常見的檢測方法有脈沖電流法、無線電干擾法、介質損耗分析法等。
1、脈沖電流法
脈沖電流法是一種應用最為廣泛的局部放電測試方法,脈沖電流法的基本測量迴路見圖。圖中C代表試品電容,Zm(Zm)代表測量阻抗,Ck代表耦合電容。它的作用是為Cx與Zm之間提供一個低阻抗的通道。Z代表接在電源與測量迴路間的低通濾波器。Z可以讓工頻電壓作用到試品上,但阻止被測的高頻脈沖或電源中的高頻分量通過。
2、無線電干擾電壓法(RIV)
無線電干擾電壓法,包括射頻檢測法,通過無線電干擾電壓表可以檢測到局部放電的發生。國外目前仍有採用無線電干擾電壓表檢測局部放電的運用,在國內,常用射頻感測器檢測放電,故又叫射頻檢測法,較常用射頻感測器有電容感測器、線圈電流感測器和射頻天線感測器等。
無線電干擾電壓法能定性檢測局部放電是否發生,甚至可以根據電磁信號的強弱對電機線棒和沒有屏蔽層的長電纜進行局部放電定位。採用線圈感測器也能定量檢測放電強度,且測試頻帶較寬(1~30MHz)。
3、介質損耗分析法(DLA)
局部放電對絕緣材料的破壞作用是與局部放電消耗的能量直接相關的,局部放電的現象將導致介質的損壞,從而使得tgδ大大增加,因此可以通過測量tgδ的值來測量局部放電能量從而判斷絕緣材料和結構的性能情況。
介質損耗分析法特別適用於測量低氣壓中存在的輝光或者亞輝光放電。由於輝光放電不產生放電脈沖信號,而亞輝光放電的脈沖上升時間太長,普通的脈沖電流法檢測裝置中難以檢測出來,但這種放電消耗的能量很大,使得tgδ很大,故只有採用電橋法檢測tgδ才能判斷這種放電的狀態和帶來的危害,DLA方法只能定性的測量局部放電是否發生,基本不能檢測局部放電量的大小,這限制了DLA方法的運用。
二、非電檢測法
1、超聲波法測試局部放電
利用測超聲波檢測技術來測定局部放電的位置及放電程度,這種方法較簡單,不受環境條件限制,但靈敏度較低,不能直接定量。超聲波聲測量方法常用於放電部位確定及配合電測法的補充手段,但聲測法有它獨特的優點,即它可在試品外殼表面不帶電的任意部位安置感測器,可較准確地測定放電位置,且接收的信號與系統電源沒有電的聯系,不會受到電源系統的電信號的干擾。因此進行局部放電測量時,以電測法和聲測法同時運用,兩種方法的優點互補,再配合一些信號處理分析手段,則可得到很好的測量效果。
2、光檢測法
對於絕緣內部的局部放電,只有透明介質才宜用光檢測法。例如聚乙烯絕緣電纜芯通過水介質掃描用光電倍增管觀察,但該方法靈敏度較低,局限性大,較適宜於檢測暴露在外表面的電暈放電。
3、熱檢測法
由於局部放電在放電點會發熱。當故障較嚴重時,局部熱效應是明顯的,可用預先埋入的熱電偶來測量各點溫升,從而確定局部放電部位,這種方法既不靈敏也不能定量,因而在現場測量中一般不用這種方法。
4、放電產物分析法
油紙絕緣材料在局部放電作用下會分解產生各種氣體,分析局部放電時產生的化學生成物。例如用色譜分析儀測量高壓電氣設備的油中,由於放電產生的微量可燃性氣體,從而推斷局部放電的程度,從而判斷故障類型。
絕緣中存在局部放電時,當放電較小並在故障點引起的溫度高於正常溫度不多時,由油裂解的產物主要是甲烷和氫。當局部放電故障擴大,形成局部爬電或火花、電弧放電時,會引起局部高溫,產生乙炔、乙烯和一氧化碳、二氧化碳。如利用四種特徵氣體的三比值法。可用來判斷變壓器故障性質,但實際上對電力設備進行絕緣故障判斷時,僅根據一次測量數據往往是不夠的,宜利用色譜分析,觀察各有害氣體隨時間的增量,並和局部放電超聲測量和電測法數據作比較,進行綜合判斷,才能更加有效地判斷故障性質。
當故障涉及到固體絕緣時,會引起一氧化碳和二氧化碳含量的明顯增長,但根據現有統計資料,固體絕緣的正常老化過程與故障情況下劣化分解,表現在油中一氧化碳的含量上,一般情況下沒有嚴格的界限,二氧化碳含量的規律更不明顯,因此,在考察這兩種氣體含量時更應注意結合具體變壓器的結構特點。如油保護方式、運行溫度、負荷情況、運行歷史等情況加以分析,以盡可能得出正確的結論。
回復者:華天電力
⑵ 《脈沖式線圈測試儀》 的測試款項:波形面積、波形面積差、電暈量,如何設定及是什麼意思
匝間沖擊測試儀電暈、面積、差積、相位
在電機、變壓器使用過程中,由於絕緣強度不夠,會引起工作電流過大、升溫過高、機殼帶電等故障,從而造成生產停頓、財產損失、人員傷亡等嚴重後果,因此對於匝間沖擊耐壓測試是非常有必要的.
根據我國GB775《旋轉電機基本技術要求》.GB14711《中小型旋轉電機安全 通用要求》標准,GB/T22714《交流低壓成型繞組匝間絕緣試驗規范》.GB/T22715《交流電機定子成型線圈耐電壓水平》.GB/T22716《直流電機電樞繞組匝間絕緣試驗規范》,GB/T22717《電機磁極線圈及磁場繞組匝間絕緣試驗規范》、GB/T22719.1.1《交流低壓電機散嵌繞組匝間絕緣 第1部分;試驗方法》, GB/T22719.2《交流低壓電機散嵌繞組匝間絕緣 第2部分;試驗限值》,必須對電機成品、半成品進行浸漆前後匝間耐壓絕緣試驗。 高壓電機定子線圈在通風槽口及出槽口處,其絕緣表面的電場分布是極不均勻的。當局部場強達到一定數值時,氣體發生局部游離,在電窩處出現藍色暈光,產生電暈。電暈的發生伴隨著熱、臭氧、氮的氧化物的產生,這些對電機絕緣都是極其有害的。另外由於熱固性絕緣表面與槽壁接觸不良或不穩定時,在電磁振動的作用下,將引起槽內間隙火花放電。這種火花放電造成的局部溫升將使絕緣表面受到嚴重侵蝕。這一切都將對電機絕緣造成極大的損害。
圖 2-1 面積比較示意圖
波形面積近似的與能量損失成正比,所以可以使用面積比較方法來判斷線圈中的能量損耗,有效的檢測線圈層間和匝間短路。
2.2.2 面積差比較
如圖2-2 所示,在任意指定A~B 區間內對被測線圈測試波形和標准波形的Y 軸方向的差異值進行計算(積分計算的結果為A~B 區間內的陰影部分)和標准波形在此區間的面積比較,基準用百分比來設定。
圖2-2 面積差比較示意圖
面積差比較方法主要表現了電感量L的差異和能量的損耗,這個比較方法可以有效的檢測標准線圈和被測線圈的電感量L的差異。
2.2.3 電暈放電比較
如圖2-3 所示,與波形的差異無關,在任意指定的A~B 區間內,僅在被測線圈測試波形包含的電暈放電尖峰中檢出高頻成分進行無損提取,並將計算結果與設定值進行比較,判定電暈放電量是否合格,設定值是一個整數。
2-3 電暈放電示意圖
2.2.4 相位差比較
如圖2-4 所示,用戶可以指定一個需要作比較的過零點,儀器判斷被測線圈測試波形和標准波形在這個過零點的偏移量,然後和標准波形的振盪周期作比較,並用這兩個量的百分比作為判斷依據,基準用百分比來設定。如圖中,A~B間是偏移量,C~D間是標准
波形振盪周期,設定的是比較波形的第三個過零點。
圖 2-4 相位差比較示意圖
F提示:儀器僅能設置第2~10個過零點,第一個過零點還不能反映線圈的實際性能,所以不予設置。在實際的相位差比較中,將會產生四種結果:PASS、FAIL、FAIL1和FAIL2。PASS 表示合格,FAIL 表示不合格;FAIL1 代表未找到過零點,即在被測線圈測試波形
上找不到所設定的過零點;FAIL2 代表在標准波形上找不到完整的周期,如圖2-4,若要使相位差比較能夠正常工作,應該保證第三個過零點的存在。
AN9692H匝間沖擊耐壓測試儀是數字式匝間沖擊耐壓測試儀,將標准線圈採集的振盪波形存儲於儀器中,測試時將被測品的波形與標准波形進行比較,根據電暈量、面積、面積差、相位差等參數進行判別,可有效、靈敏的檢測線圈的層間短路、相間短路、微短路、絕緣破損、鐵心鐵損大等問題。
艾諾AN9691H,AN9692H匝間沖擊耐壓測試儀適用於中小型電機(Y180以下)及防爆電機、分馬力電機、微特電機、家用電器電機、水泵電機、電動工具等行業,用於檢測電機繞組的匝間絕緣、電暈放電、局部短路、接線錯誤和圈數不均衡等故障。