DL417-1991电力设备局部放电现场测量导则.pdf 24页

'中华人民共和国电力行业标准DL41791电力设备局部放电现场测量导则1主题内容本导则主题内容是依据国家标准GB7354一87((局部放电测量》规定的要求.结合现场实际情况。推荐电气法局部放电试验的测量方法、测量仪器和校准方法;规定有关通用的试验程序;给出识别试品内部放电和外界干扰脉冲的图谱与说明。2适用范围本导则主要适用于在变电所现场或试验室条件下。利用交流电1t卜的脉冲电流法测量变1-F:器、互感器、套管、锅合电容器及固体绝缘结构的局部放电。其测定的物理量为:测定电力设备在某一规定电压下的局部放电里;测定电力设备局部放电的起始电压和熄灭电压。对长电缆的局部放电试验，本导则不作介绍在以本导则进行测量时，根据不同试品，应参照有关电力设备的国家标准或行业标准中的有关条款规定。3名词术语3.1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。注:l导体〔电极)周围气体中的局部放电有时称为“电晕”，这一名词不适用于其它形式的局部放电“游离”是指原子与分子等等形式的电离，通常不应把“游离”这一广义性名词用来表示局部放电口I2视在放电量Dq是指在试品两端注人一定电荷量，使试品端电压的变化量和局部放电时端电压变化量相同。此时注人的电荷量即称为局部放电的视在放电景。以皮库(PC)表示〔〕注功实际上，视在放电量与试品实际点的放电量并不相等，后者不能直接测得。试品放电引起的电流脉冲在测墩阻抗端子上所产生的电压波形可能不同于注入脉冲引起的波形。但通常可以认为这_个量在测量仪器卜读到的响应值相等33局部放电起始电压LT是指试验电压从不产生局部放电的较低电压逐渐增加时‘在试验中局部放电量超过某一规定值时的最低电if值。3.4局部放电熄灭电压U。是指试验电压从超过局部放电起始电压的较高值逐渐下降时，在试验中局部放电量小于某一规定值时的最高电压值4试验回路和测t仪器4.1试验回路测量局部放电的基本回路有3种，如图1所示，其中图1(a),(b)可统称为直接法测量回路:(c)称为平衡法测量回路。中华人民共和国能源部1991一12一02批准1992一04一01实施 DI,417一91图1局部放电测量的基本回路(。)测量阻抗与藕合电容器串联回路;(b测量阻抗与试品串联回路;(C平衡回路Zi-高压滤波器;C.一试品等效电容Cti锅合电容;Z..〕一测量阻抗;Z调平衡元件;M测最仪器4门.飞第一种回路主要包括:a.试品等效电容C:,b.合电容CkoC、在试验电压下不应有明显的局部放电。c.侧量阻抗Z"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，也可以是电阻电容并联或电阻电感并联的RC和RL电路，也可以由电阻、电感、电容组成RLC调谐回路。调谐回路的频率特性应与测量仪器的工作频率相匹配。测量阻抗应具有阻止试验电源频率进人仪器的频率响应。连接测量阻抗和测量仪器中的放大单元的连线，通常为单屏蔽同轴电缆。d根据试验时干扰情况，试验回路接有一阻塞阻抗Z，以降低来自电源的干扰，也能适当提高测量回路的最小可测量水平。测量仪器M4.1.23种试验回路一般可按下面基本原则选择:a.试验电压下，试品的工频电容电流超出测量阻抗2。的允许值，或试品的接地部位固定接地时，可采用图1(动试验回路。b.试验电压下，试品的工频电容电流符合测量阻抗Z。的允许值时，可采用图1(b)试验回路。c试验电压下，图1(a),(b)试验回路有过高的干扰信号时，可采用图1(c)试验回路。d.当用Models(英国Robinson公司制造)及类似的测量仪器时，应使C、和C=串联后的等效电容值在测量阻抗所要求的调谐电容C的范围内4,2测量仪器4.2.1测量仪器的频带常用的测量仪器的频带可分为宽频带和窄频带两种，其由下列参数确定:a.下限频率f、上限频率f,:其定义为;对一恒定的正弦输人电压的响应A，宽频带仪器分别自一恒定值下降3dB时的一对(上、下限)频率;窄频带仪器分别自峰值下降6dB时的一对(上、下限)频率，如图2所示图2测量仪器的频带(a)宽频带:(b)窄频带 DL417一91L.频带宽度0厂:宽频带和窄频带两种仪器的频带宽度均定义为of=了2一了1宽频带仪器的Of与丸有同一数量级;窄频带仪器Af的数量级小十1:的数量级c谐振频率f}:窄频带仪器的响应具有谐振峰值，相应的频率称为谐振频率九。.24.2现场测量时仪器的选择现场进行局部放电试验时，可根据环境干扰水平选择相应的仪器。当干扰较强时，一般选用窄频带测量仪器，例如f=(30-200)kHz,Af=(5-15)kHz;当干扰较弱时，一般选用宽频带测量仪器，例如f二(10-50)kHz>f:二(80-400)kHz。对于f,=(1-10)MHz的很宽频带的仪器，具有较高的灵敏度，适用于屏蔽效果好的试验室4.2.3指示系统局部放电的测量仪器按所测定参量可分不同类别。目前有标准依据的是测量视在放电量的仪器，这种仪器的指示方式，通常是示波屏与峰值电压表(PC)或数字显示并用。用示波屏是必须的。示波屏上显示的放电波形有助于区分内部局部放电和来自外部的干扰。放电脉冲通常显示在测量仪器的示波屏上的李沙育(椭圆)基线上。测量仪器的扫描频率应与试验电源的频率相同。5视在放电t的校准确定整个试验回路的换算系数K，称为视在放电量的校准，换算系数K受回路c=ck.c,(高压对地的杂散电容)及Z-等元件参量的影响。因此，试验回路每改变一次必须进行一次校准。5.1校准的基本原理视在放电量校准的基本原理是:以幅值为U。的方波通过串接小电容co注人试品两端，此注人的电荷量为Q。=乙几c,式中:〔J。一方波电压幅值，V;c。一一电容，pF;Q。一一电荷量，pC。5.2校准方波的波形校准方波的_t升时间应使通过校准电容c。的电流脉冲的持续时间比1/儿要短，校准方波的上升时间不应大于。1JAS,衰减时间通常在100lcs到1000Ps范围内选取。目前大都选用晶体管或汞湿继电器做成小型电池开关式方波发生器。作为校准电源。5.3直接校准将已知电荷量Q。注人试品两端称为直接校准，其目的是直接求得指示系统和以视在放电量Q表征的试品内部放电量之间的定量关系，即求得换算系数K这种校准方式是由国家标准GB7354--87《局部放电测量》推荐的。直接法和平衡法测量回路的直接校准电路，如图3所示，其方法是:接好整个试验回路，将已知电荷量Qo=Loco注人试品两端，则指示系统响应为L"。取下校准方波发生器。加电压试验.当试品内部放电时，指示系统响应为L。由此则可得换算系数K,、为Kh=L"L"则视在放电量Q为Q=C",C,K式中:Q一视在放电量,PC;L。一方波电压幅值，V;c。一一电容，pF;Kh一换算系数。4污fi DL417一91为了使校准保证有一定的精度，C。必须满足CkC。CD<。·‘{〔’·+Ck丰C-C>10pF式中:C。—测量阻抗两端的等值电容。(b)图3直接校准的接线(a)直接法测量的直接校准接线;(b)平衡法测最的直接校准接线5.4间接校准将已知电荷量Q。注入测量阻抗2.二两端称为间接校准，其目的是求得回路衰减系数K。直接法和平衡法测量回路的间接校准电路，如图4所示图4中的C，是高压对地的总杂散电容，其值随试品和试验环境的不同而变化，是个不易测得的不定值。因此，通常以测量的方式求得回路衰减系数K,，其方法是:接好整个试验回路，将已知电荷量Q。注人测量阻抗Zm两端，则指示系统响应为Po再以一等值的已知电荷量Q‘，注人试品C、两端，则指示系统响应为尸。这两个不同的响应之比即为回路衰减系数K,,即图4间接校准的接线(a)直接法侧量的间接校准接线带(b)平衡法测量的间接校准接线K,=脚尸>10则视在放电量0二U=C=K,直接法校准时，加电压试验的校准方波发生器需脱离试验回路，不能与试品内部放电脉冲直观比较。间接法校准时，校准方波发生器可接在试验回路并能与试品内部放电脉冲进行直观比较因此，目前国内外的许多检测仪器均设计成具有间接校准的功能。 DL417一91注I)当杂散电容C、的影响可忽略时，图a中的3种接线方式的回路哀减系数为一1一ck计算与实测表明，只要存有很小杂散电容C，，则回路衰减系数K，会产生很大的误差，因此在许多情况下杂散电容是不能忽略的。此时图9中的3种校准接线的回路衰减系数fC为有接法接线时，乙、与Ck串联接线、1，一，一决百接法接线时，乙1与C、并联接线(K,.=7一「、闷‘、平衡法接线时，若C和Ck与对地杂散电容C接近(以另一类同于C、的设备代替Ck或Ck的儿何尺寸及对地距离，均与试品(接近)，则当电桥平衡时，分布电容认对称,K,一15.5校准时的注意事项5.5.1校准力一波发生器的输出电压t7和串联电容C。的值要用一定精度的仪器定期测定.如L"、一般可用经校核好的示波器进行测定;C，一般可用合适的低压电容电桥或数字式电容表测定母次使用前应检杳校准方波发生器电池是否充足电【，5.5.2从C。到C、的引线应尽可能短直C与校准方波发生器之间的连线最好选用同轴电缆.以免造成校准方波的波形畸变。5.5.3当更换试品或改变试验回路任一参数时.必须重新校准6电力设备的局部放电试验6.1电力设备局部放电试验前对试品的要求a本试验在所有高压绝缘试验之后进行，必要时可在耐压试验前后各进行次，以资比较b.试品的表面应清洁干燥，试品在试验前不应受机械、热的作用。c.油浸绝缘的试品经长途运输颠簸或注油工序之后通常应静止48f、后，方能进行试验d.钡组定回路的背景噪声水平。背景噪声水平应低于试品允许放电量的50，当试品允许放电量较低(如小于10PC)时，则背景噪声水平可以允许到试.PI允许放电量的10000。现场试验时，如以上条件达不到，可以允许有较大干扰。但不得影响测量读数62变压器局部放电试验6.2门试验及标准国家标准G}31094-85《电力变压器》中规定的变压器局部放电试验的加压时间步骤，如图5所示其试验步骤为:首先试验电压升到t.":下进行侧量，保持5min;然后试验电压升到U,。保持5s;最后电压降到Uz下再进行测量.保持30min.U=U。的电压值规定及允许的放电量为u=厅Um广厅二U"U,=1.5Urt,/,"了电TR下允许放电量Q<500pC或U,=1.3U袱了厄-电压下允许放电量Q<300pC式中:之几一一设备最高工作电压，一_士-ao}n}图5变压器局部放电试验的加压时间及步骤试验前，记录所有测量电路上的背景噪声水平。其值应低于规定的视在放电量的50% DL417一91测量应在所有分级绝缘绕组的线端进行。对于自祸连接的一对较高电压、较低电压绕组的线端。也应同时测量，并分别用校准方波进行校准在电压升至U,及由U:再下降的过程中.应记下起始、熄灭放电电压。在整个试验时间内应连续观察放电波形并按一定的时间间隔记录放电量Q。放电量的读取，以相对稳定的最高重复脉冲为准，偶尔发生的较高的脉冲可忽略，但应做好记录备查整个试验期间试品不发生击穿;在U:的第二阶段的30min内，所有测量端子测得的放电鱼tit，连续地维持在允许的限值内，并无明显地、不断地向允许的限值内增长的趋势，则试品合格如果放电量曾超出允许限值，但之后又下降并低J一允许的限值，则试验应继续进行，直到此后30min的期间内局部放电量不超过允许的限值，试品才合格。6.2.2试验基本接线变压器局部放电试验的基本原理接线，如图s所不。利用变压器套管电容作为韧合电容Ck，并在其末屏端子对地串接测量阻抗Z=6.2.3试验电源试验电源一般采用50H:的倍频或其它合适的频率三相变压器可三相励磁，也司单相励磁八厂图6变压器局部放电试验的基本原理接线图(a)单相励磁基本原理接线;(b)三相励磁基本原理接线;(c)在套管抽头测散和校准接线Cb变压器套管电容6.2.4“多端测量--一多端校准”局部放电定位法任何一个局部放电源，均会向变压器的所有外部接线的测量端子传输信号，而这些信号形成一种独特的“组合A”如果将校准方波分别地注人各绕组的端子.则这些方波同样会向变压器外部接线的测量端子传输信号，而形成一种校准信号的独特“组合H=如果在.‘组合A”(变压器内部放电时各测量端子的响应值)中，某些数据与“组合B”(校准方波注人时各测量端子的响应值)相应数据存在明显相关时，则可认为实际局部放电源与该对校准端子密切有关(参见表1)，这就意味着，通过校准能粗略的定出局部放电的位置。实际方法如下:当校准方波发生器接到一对规定的校准端子上时，应观察所有成对的测量端子上的响应‘然后对其它成对的校准端子重复作此一试验。其校准部位应在线圈的各端子与地之间进行校准，但也叮以在高压套管的带电端子与它们的电容抽头之间进行校准(对套管介质中的局部放电进行校准),-LP可以在高if端端子与中性点端子，以及在高压绕组和低压绕组各端子间进行校准成对的校准和测量端子的所有组合，形成一个“组合B=即“校准矩阵”，从而作为对实际试验读数进行判断的依据。 DL417一91图7表示一台带有第三绕组的超高压单相自祸变压器的局部放电定位例子，校准和试验都是在表1所列的端子上进行的。将1.5Um这一行的试验结果与各种校准结果进行对比，显然可见，它和"2.1一一地”这一行的校准响应值相关。这可以认为在2.1端子出现了约1500pC这一数值的局部放电，并且还可以认为局部放电部位约是带电体(2.1端子)对地之间。其结构位置或许在串联线圈与公共线圈之间的连线上某一位置，也可能在邻近线圈的端部上述方法主要用在当一个局部放电源是明显的、而且背景噪声又较低的情况下，但并不是总出现这种情况当需确定所观察到的局部放电是否发生在高压套管介质中时，可利用由套管出线端子与套管电容抽头间的校准来分析。这一校准与套管中的局部放电组合有密切关系。表1局部放电源与相应校准端子的关系通道~\~、、地2000PC,地2000PC地2000PC;地2000PC33550试验︸配=0<0︸<0.5<05LT一G.=/"l万<0。U=1.51"..厅602.55图7用“多端子测量”和“组合”法来确定局部放电源的位置6.2.5现场试验现场试验一般在下面3种情况下，需要进行局部放电试验:a新安装投运时。n.返厂修理或现场大修后。〔运行中必要时6.2.5.1现场试验电源和推荐标准现场试验的理想电源‘是采用电动机一发电机组产生的中频电源，二二相电源变压器开口三角接线产生的15014:电源，或其它形式产生的中频电源。若采用这类电源，试验应按6.2.1条中的加压程序，试验电压与允许放电量应同制造厂协商。若无合适的中频或150H:电源，而又认为确有必要进行局部放电试验，则可采用降低电压的现场试验方法。其试验电压可根据实际情况尽可能高，持续时间和允许局部放电水平不作规定。降低电压试验法，不易激发变压器绝缘的局部放电缺陷。但经验表明，当变压器绝缘内部存在较严重的局部放电时，通过这种试验是能得出正确结果的。6.2.5.2现场试验工频降低电压的试验方法工频降低电压的试验力法有三相励磁、单相励磁和各种形式的电压支撑法。现推荐下述两种方法 DL417一91a.单相励磁法单相励磁法.利用套管作为祸合电容器("k，其接线如图8所示。这种方法较为符合变压器的实际运行状况。图8中同时给出了双绕组变I+l器各铁芯的磁通分布及电压相量图(三绕组变压器的中压绕组情况相同)日日日以口Fol人乙a,电,山()比)(()图R单相励磁的试验接线、磁通分布及电压相量(a)C相励磁时的接线图;(b)各仕磁通分布示意图:(。)电压相量图由于C相(或A相)单独励磁时，各柱磁通-Pn,T".oc一分布不均，A,B,C(或A.,B.,C矽感应的电压又服从于E=4.44凡0规律，因此，根据变压器的不同结构，当对C相励磁的感应电压为队时，B相的感应电压约为0.7U,;,A相的感应电压约为0.3Uc(若A相励磁时，则结果相反)当试验电压为C"时，各相间电压为UCII^1.7U;Uc,-}1.3U当A相单独励磁时，各相间电压为UM-I.71-";["Al-1.3U当B相单独励磁时，三相电压和相间电压为夸U八=Ufl,=l.5乙单相电源可由电厂小发电机组单独供给，或以供电网络单独供给。选用合适的送电网络，如经供电变压器、电缆送至试品，对于抑制发电机侧的千扰十分有效变电所的变压器试验则可选合适容量的调压器和升压变压器。根据实际干扰水平.再选择相应的滤波器。b.中性点支撑法将一定电压支撑于被试变压器的中性点(支撑电压的幅值不应超过被试变压器中性点耐受长时问工频电压的绝缘水平)，以提高线端的试验电压称为中性点支撑法。支撑方法有多种，便于现场接线的支撑法，如图9所示。示扎顿‘图9中性点支撑法的接线图(a)低压侧加压法;(h)中性点加压法C"变压器套管电容;(.kTA合电容I支撑变压器;C补偿电容;(i支撑电压沼n、测量阻抗;T，被试变压器图9(b)的试验方法中，A相绕组的感应电压Ur为2倍的支撑电压鱿则八相线端对地电ItC绕组的感应电压U与支撑电压C的和，即t",=3t",这就提高了A相绕组的线端试验电压1;。 DL417一91根据试验电压的要求，应适当选择放电量小的支撑变压器的容量和电压等级并进行必要的电容补偿。电容补偿的原则是根据励磁电流值来确定的。按图9接线，对一台15000kVA/220kV变压器实测时，若需施加15okV试验电压(相对地有效值)，则可选择支撑变压器参数为lookVA/50kV，此时补偿电容约为0.04KF图9(a)接线的试验方法和原理与图9(b)基本相同。注1)由于线端电压提高，存在着套管和绕组分配这一对矛盾因为，测定纵绝缘、和间绝缘的局部放电时要求有-定的试验电压，同时必须防止由于变压器套管承受过高的试验电压而产生套管绝缘的局部放电若将套管内部绝缘局部放电视为变压器内部放电，则会产生很大的测量误差例如，若在试验电压下变压器套管有放电Q,误认为是变压器内部放电时，贝，读数会大鲁R倍，即有式中:c,1,变压器套管的放电量备C一变压器线端侧视入的总电容;CI一变压器套管电容;Q卜由变压器套管放电Ob.误读为变压器内部放电量如取C2500PF,Cb=250PF,以及套管有100PC放电量时，就有可能误读为变压器内部放电量达1000PC因此根据实际情况，应选择合适的试验电压6.3互感器的局部放电试验6.3.1试验接线互感器局部放电试验原理接线，如图to所示。图1。互感器局部放电试验的原理接线(a)电流互感器:(b)电压互感器已一辘合电容器;C-铁芯;7，一测量阻抗,F一外壳儿,I.，一电流互感器一次绕组端子;K、K:一电流互感器二次绕组端子;八、X一电压互感器一次绕组端子:a、x一电压互感器二次绕组端子电压互感器试验时,D或B点可任一点接地.当采用B点接地时，C,F能接D点就接D点，不能接D点则可接B点(接地)6.3.2试验及标准国家标准GB5583--85《互感器局部放电测量》关于仪用互感器局部放电允许水平，见表L为防止励磁电流过大，电压互感器试验的预加电压，可采用150Hz或其它合适的频率作为试验电源。试验应在不大于1户厅测量电压下接通电源，然后按表2规定进行测量，最后降到1/厂了测量电压下，方能切除电源。放电量的读取，以相对稳定的最高重复脉冲为准，偶尔发生的较高脉冲可以忽略，但应做好记录备查 DL417一91表2仪用互感器局部放电允许水平一接地形式一互感器形式预力。电压一，。量电压绝缘形式允许局部放电水平pC}止>10.1>1m,=,一t—~视放电量液体浸溃1.1U韶100电流互感器固体和相对地1.3U,250电网中性点电压互感器绝缘或经消液体浸渍1Ol.lu,/丫3弧线圈接地固体5O一相对相电压液体浸波10I.32厂。1.1乙了。互感器固体50一电流互感器和相液体浸，一100，BY,I.3U,1.1之声二石.{对地电压互感器固体501.3。二}1.1U.,}，体浸渍{:。}固体一5。注:1)只在制造厂与买主间协商后，才能施加这些电压试验期间试品不击穿，测得视在放电量不超过允许的限值，则认为试验合格。6.3.3现场试验现场试验原则上应按上述标准与规定进行。但若受变电所现场客观条件的限制，认为必须要对运行中的互感器进行局部放电时，又无适当的电源设备，则推荐按以下方法进行6.3-3.1电磁式电压互感器试验电压一般可用电压互感器二次绕组自励磁产生，以杂散电容C，取代揭合电容器Ck.其试验接线如图1J所示。外壳可并接在X，也可直接接地。以150Hz的频率作为试验电源，在次级读取试验电压时，必须考虑试品的容升电压。容升电压的参考值，见表3图11电磁式电压互感器试验接线当干扰影响测量时，可采用邻近相的互感器连接成平衡回路的接线，如图12所示，被试互感器励磁，非被试互感器不励磁，以降低干扰表3容升电压的参考值电压等级110kVJCC1-220!JCC2-220容升电压4%8万一{16%采用两组二次绕组串联励磁，以减小试验的励磁电流试验标准(推荐值)如下:励磁方式:两组二次绕组串联励磁;允许背景干扰水平;20pC;预加电压:根据设备情况适当施加预加电压;测量电压:1让户厅，其中I"=】为设备最高工作电压; DL417一91允许放电量:20pCo如采用150H:的加压设备，则应按表2标准，允许放电量为20pC(现场测量)。接有祸合电容器C、的试验接线，如图13所示知!步.赶勺业，图12抑制干扰的对称法接线图13接有Ck的试验接线6.13.2电流互感器电流互感器局部放电试验.试验电压由外施电源产生，杂散电容C，代替祸合电容LkI其接线如图14所示。互感器若有铁芯C端子引出，则并接在B处。电容式互感器的末屏端子也并接在B处。外壳最好接B，也可直接接地。试验变压器一般按需要选用单级变旅器串接(例如单级电压为60kV的3台变压器串接)，其内部放电量应小于规定的允许水平。当干扰影响现场测量时，可利用邻近相的互感器连接成平衡回路，其接线如图巧所示，邻近相的互感器不施加高压图14电流互感器试验接线图15抑制干扰的平衡法接线7",试验变压器(一铁芯;F一外壳C厂被试互感器;C一邻近相互感器试验标准(推荐值)如下:预加电压:根据设备情况，适当施加预加电压;测量电压:1.IUm/N巧.，其中U。为设备最高工作电压;允许放电量:20pC;允许背景干扰水平:20pC以下。如有合适的加压设备，则应按表2标准.允许放电量为20pC(现场测量)。6.4其它设备6.4.1套管变压器或电抗器套管局部放电试验时，其下部必须浸人一合适的油筒内，注人筒内的油应符合油质试验的有关标准，并静止48h后才能进行试验。试验时以杂散电容L,取代祸合电容器Ck，试验接线如图16所示。套管局部放电的试验电压，由试验变压器外施产生，可选用电流互感器试验时的试验变压器。试验标准按第9条款中表5进行。穿墙或其它形式的套管的试验不需放人油筒、其试验接线见图16〕试验标准按第9条款中表弓进行 DL417一91图16变压器套管试验接线C卜套管电容;L一电容末屏6.4.2藕合电容器(或电容式电压互感器)祸合电容器的试验接线与套管相同，有电容末屏端子的，可利用该端子与下法兰之间，串接测量阻抗2。，下法兰直接接地。若无电容末屏端子引出的。则需将试品对地绝缘，然后在下法兰对地之间串接测量阻抗Z},,试验标准按第9条款中表5规定进行7局部放电测l时的干扰来源局部放电测量时的干扰主要有以下几种形式:电源网络的干扰。各类电磁场辐射的干扰。C…试验回路接触不良、各部位电晕及试验设备的内部放电。d接地系统的干扰。e金属物体悬浮电位的放电8千扰的抑制抑制千扰措施很多。有些干扰，在变电所现场要完全消除往往是不可能的。实际试验时只要将干扰抑制在某一水平以下，能有效测量试品内部的局部放电就可以了。这在很大程度上取决于测试者的分析能力和经验。8.1根据干扰来源与途径采取的抑制干扰措施8.1.1电源滤波器在高压试验变压器的初级设置低通滤波器，抑制试验供电网络中的干扰。低通滤波器的截止频率应尽可能低，并设计成能抑制来自相线、中线(220v电源时)两线路中的干扰。通常设计成二型滤波器，如图17给出的双二型滤波网络接线图。8.1.2屏蔽式隔离变压器试验电源和仪器用电源设置屏蔽式隔离变压器，抑制电源供电网络中的干扰，因此隔离变压器应设计成屏蔽式结构。如图18所示。L,$T1图17双n型滤波网络接线图图18屏蔽式隔离变压器屏蔽式隔离变压器和低压电源滤波器同时使用，抑制干扰效果较好8.1.3高压滤波器 DL417一91在试验变压器的高压端设置高压低通滤波器，抑制电源供电网络中的干扰高压滤波器通常设计成T型或TT型，也可以1型。它的阻塞频率应与局部放电检测仪的频带检测仪相匹配图1，给出的这两种滤波器的接线图。图19高压滤波器的接线图(a)T型;(b)I型8.1.4全屏蔽试验室全屏蔽试验系统的目的和作用是抑制各类电磁场辐射所产生的干扰。试验时所有设备和仪器及试品均处于一屏蔽室内。如图20所示全屏蔽试验室可用屏蔽室内接收空间干扰(例如广播电台信号)的信号场强，以及对试验回路所达到的最小可测放电量等指标来检验其屏蔽效果。屏蔽室应一点接地。8.22.1利用仪器功能和选择接线方式抑制干扰的措施平衡接线法L肠I比1(卜R丫fXJLJ}Jl.以M2。全屏蔽试验室试验接线图21平衡法接线原理LF-低压滤波器;HF-高压滤波器1、一辐射干扰;1，一电m干扰平衡接线法接线，能抑制辐射干扰]、及电源干扰r，见图210干扰抑制的基本原理是:当电桥平衡时，干扰信号r=7祸合到回路，电桥A,B两点输出等于零，即抑制了干扰。干扰抑制的效果与C、和C‘的损耗有关，若选择同类设备作为Ck，即称为对称法，则其损耗值非常接近，干扰抑制效果较好8.2.2模拟天线平衡法电磁波辐射干扰具有方向性。整个试验回路可视作一种环型天线，变化该环型天线(即变化辐射干扰波与环型天线的人射角)的方向，可有效抑制辐射干扰，其原理示意见图22。实际操作方法是用一根金属导线连接电容C,(与C、的电容量相等)，串接测量阻抗lm，并接在C、两端，成为一模拟天线，接通测量仪。不断变化模拟天线的方向，使测量仪显示系统的干扰信号指示最小水平，最后即以此位置连接高压导线与藕合电容器Ck。模拟天线尺寸与实际测量时几何尺寸应尽量相同广一-，飞|一|||||1冤|匕_J卿杏垫上~(a)())IN22天线平衡法抑制干扰原理图图23选通区抑制千扰信号示意图〔)原理不意图;(b)干扰方向判别示意图C选通区:I一干扰信号 D1.417一918.2.3仪器带有选通(窗口)元件系统对于相位固定、幅值较高的千扰，利用带有选通元件的仪器，就可十分有效地分隔这种干扰，如图23所JC。将选通元件与仪器的峰值电压表(PC表)配合使用，效果较好，即PC表只对选通区内的扫描信号产生响应。8.3高压端部电晕放电的抑制措施高压端部电晕放电的抑制，主要是选用合适的无晕环(球)及无晕导电杆作为高压连线。不同电压等级设备无晕环(球)的尺寸举例，见表4及图24。高压无晕导电杆建议采用金属圆管或其它结构的无晕高压连线。110kV及以下设备，可采用单环屏蔽，其圆管和高压无晕金属圆管的直径均为50mm及以下。表4不同电压等级无晕环(球)的尺寸举例、、、分.‘双环形尺寸，m。一球形，mm圆管形直径卜\少朴一口IITIdH}一1)一电压等级,kV、~、、、2201501050}100500200120016001800250一750}一2500300l图24双环形屏蔽实际试验时，可利用超声波放电检测器，以确定高压端部电晕或邻近悬浮体(空中或地面金属件)放电干扰源。这种超声波放电检测器是由一抛物面接收天线、转换器和放大器组成6.4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9有关电力设备局部放电f的允许水平有关电力设备局部放电量的允许水平，见表5。表5有关电力设备局部放电量的允许水平预加电压试验电压!允许放电量PC!高压标准的设备名称施加电压时间电压时间备注运行来源“〕方式k丫k丫min中预加电压要求是国家标准在工.5(Jm/了了电压(1)500G吕1094.1220kV变}外施见备F，5min;升压至压器”自激注::一{(2)30085《电力变压、一U，，59;降到1.5U副器》.1厂歹,30min DL417---91表5(完)}一外施、0.9丫1.3>1一201.3Um/自激一一油浸(1)1.050,八厅国家标准(1)背景噪声允许纸绝外施1020GB4109一83水平为20pC(现场(2)1.5U}/V万缘{《交流电压高测量)套管{{于1000V(2)1.5U}/}万{气体的套管通用的试验电压仅适应于外施1.050./V万l02O{绝缘技术条件》变压器、电抗器套管一一l{一国家标准GB4705---84俐合电外施0.8冰1.3低101.lum/,l丁>130《祸合电容器容器及电容分压器》{(1)中性点有效接固体绝缘外施、一::一:一1.lum/J万一”系〔2统)中性以非有效互感器自励l?k地系统详见{)’一::一;;;}iGB二乙卜85一GB5583---85注:”运行中的变压器，若无倍频或中频加压设备，在工频励磁时，测量电压应根据条件尽可能高，允许放电鳅与持续时间不作规定。2}运行中的电流互感器，若无预加电压设备，预加电压和测星电压值见6.3.3条中规定3)运行中的电压互感器，若无预加电压设备，预加电压和测量电压值见G.3，3条中规定l68 DL417一914)在“标准的来源”一栏中须注意:a.国家标准GB1.094-85《电力变压器》是适用于220kV及以上的变压器。国家标准GB4109-831交流电压高于1000V的套管通用技术条件》中对于低于35kV的变压器套管和复合式套管是否需要进行局部放电试验，均由供需双方协议。b.其余出自国家标准者，均未指明设备的电压等级c.国家标准一般指出厂试验，交接试验一般也按该标准执行。d，运行中的标准是按原水利电力部颁发的《电气设备预防性试验规程》执行U二一设备最高工作电压U设备额定电压。169 DL417一91附录A局部放电的波形和识别图谱(补充件)Al前言局部放电电气检测的基本原理是在一定的电压下测定试品绝缘结构中局部放电所产生的高频电流脉冲在实际试验时，应区分并剔除由外界干扰引起的高频脉冲信号.否则，这种假信号将导致检测灵敏度下降和最小可测水平的增加，甚至造成误判断的严重后果。在某4既定的试验环境下，如何区别十扰信号，采取若干必要的措施，以保证测试的正确性就成为一个较重要的问题目前行之有效的办法是提高试验人员识别千扰波形的能力，正确掌握试品放电的特征、与施加电压及时间的规律。经验表明:判断正确与否在很大程度仁取决于测试者的经验掌握的波形图谱越多，则识别和解决的方法也越快越正确。目前，有用计算机进行频谱分析帮助识别，但应用计算机的先决条件同样需要预知各种干扰波和试品放电波形的特征。现根据我国多年来的实际经验和国外曾经发表过的一些图谱、汇编成文，供参考一应该指出.所介绍的放电波形，多属处理成典型化的图形.不可能包含全部可能发生的内容。Aq亡局部放电的干扰、抑制及识别的方法A八矛‘1干扰类型和途径于扰将会降低局部放电试验的检测灵敏度试验时，应使干扰水平抑制到最低水平。「扰类型通常有:电源干扰、接地系统干扰、电磁辐射干扰、试验设备各元件的放电干扰及各类接触干扰这些干扰及其进人试验回路的途径见图Al图Al干扰及其进人试验回路的途径T，试验变压器;C被试品;(一、一藕合电容器汉二一测量阻抗;DD检测仪，M邻近试验回路的金属物件汉八一电源于扰;9:一接地于扰山L一经试验回路杂散电容C祸合产生的丁扰江几一悬浮电位放电产生的干扰汉了:一高压各端部电晕放电的干扰:几一试验变压器的放电干扰;凡一经试验回路杂散电感M藕合产生的辐射干扰;J(一祸合电容器放电的十扰a.电源干扰。检测仪及试验变压器所用的电源是与低压配电网相连的.配电网内的各种高频信号均能直接产生干扰。因此，通常采用屏蔽式电源隔离变压器及低通滤波器抑制，效果甚好b.接地于扰。试验回路接地方式不当，例如两点及以上接地的接地网系统中，各种高频f言号会经接地线祸合到试验回路产生干扰。这种干扰一般与试验电压高低无关。试验回路采用一点接地.叮降低这种干扰。e电磁辐射干扰。邻近高压带电设备或高压输电线路.无线电发射器及其它诸如可控硅、电刷等试验回路以外的高频信号，均会以电磁感应、电磁辐射的形式经杂散电容或杂散电感稚合到试验回路，它的波形往往与试品内部放电不易区分，对现场测量影响较大其特点是与试验电压无关消除这种干 OL417一91扰的根本对策是将试品置于屏蔽良好的试验室。采用平衡法、对称法和模拟天线法的测试回路，也能抑制辐射干扰d.悬浮电位放电干扰。邻近试验回路的不接地金属物产生的感应悬浮电位放电，也是常见的一种干扰。其特点是随试验电压升高而增大，但其波形一般较易识别。消除的对策一是搬离.二是接地e.电晕放电和各连接处接触放电的干扰。电晕放电产生于试验回路处于高电位的导电部分，例如试品的法兰、金属盖帽、试验变压器、祸合电容器端部及高压引线等尖端部分试验回路中由于各连接处接触不良也会产生接触放电干扰。这两种干扰的特性是随试验电压的升高而增大消除这种干扰是在高压端部采用防晕措施(如防晕环等)，高压引线采用无晕的导电圆管，以及保证各连接部位的良好接触等f.试验变压器和祸合电容器内部放电+扰这种放电容易和试品内部放电相混淆。因此.使用的试验变压器和藕合电容器的局部放电水平应控制在一定的允许量以下A2.2识别干扰的基本依据局部放电试验的干扰是随机而杂乱无章的，因此难以建立全面的识别方法，但掌握各类放电时的时间、位置、扫描方向以及电压与时间关系曲线等特性有助于提高识别能力。a.掌握局部放电的电压效应和时间效应局部放电脉冲波形与各种干扰信号随电压高低、加压时间的变化具有某种固有的特性，有些放电源(干扰源)随电压高低(或时间的延长)突变、缓变，而有些放电源却是不变的.观察和分析这类固有特性是识别干扰的上要依据。b.掌握试验电压的零位。试品内部局部放电的典型波形.通常是对称的位于正弦波的正向上升段，对称地叠加于椭圆基线上，而有些干扰(如高电位、地电位的尖端电晕放电)信号是处于正弦波的峰值，认定椭圆基线上试验电压的零位。也有助于波形识别。但须指出，试验电压的零位是指施加于试品两端电压的零位，而不是指低压励磁侧电压的零位。目前所采用的检测仪中，零位指示是根据高压电阻分压器的低压输出来定的，电阻分压器的电压等级一般最高为50kV,根据高电位、地电位尖端电晕放电发生在电压峰值的特性，也可推算到试验电压的零位，只要人为在高压端设置一个尖端电晕放电即可认定高压端尖端电晕放电的脉冲都严格地叠加于正弦波的负峰值c.根据椭圆基线扫描方向放电脉冲与各种干扰信号均在时基上占有相应的位置(即反映正弦波的电角度)，如前所述，试品内部放电脉冲总是叠加于正向(或反向)的上升段，根据椭圆基线的扫描方向，可确定放电脉冲和干扰信号的位置。方法是注人一脉冲(可用机内方波)。观察椭圆基线L显示的脉冲振荡方向(必要时可用X轴扩展)即为椭圆基线的扫描方向，从而就能确定椭圆基线的相应电角度，如图A2所示。图A2椭圆基线扫描方向识别d整个椭圆波形的识别。局部放电测试，特别是现场测试，将各种干扰抑制到很低的水平通常较困难。经验表明，在示波屏上所显示的波形，即使有各种干扰信号，只要不影响识别与判断.就不必花很大的精力将干扰信号全部抑制。A3局部放电的基本图谱All基本图谱，见表A] DL417一91表Al局部放电的基本图谱类型放电模型典型放电响应波形放电量与试验电压的关系金属或碳(介质翻友︺放电。d放电.训金属或碳研粗介质试胶电压，kV金属或碳3000晒金触碳气隙介质金附碘510试验电压,kV︵瞩友︶乞0训彭友︶乞蝎髻侧细0哥侧试狡电压，kV(橄权︶一气隙吸卜金属或碳金属或碳咽表面放电资最小可测水平涟‘....，‘曰.目尹一介质(2)一金属或碳试验电J玉.hV172 DL417一91A3.2基本图谱说明，见表A2e表A2局部放电的基本图谱说明类型放电模型放电响应放电量与试验电压的关系绝缘结构中仅有一个与电场方放电脉冲叠加于正及负峰之前{起始放电后，放电量增至某一水向垂直的气隙的位置，对称的两边脉冲幅值及频{平时，随试验电压上升放电u保持率基本相等，但有时上下幅值的不}不变·熄灭电压基本相等或略低于对称度3:1仍属正常巴竺压绝缘结构中仅有一个与电场方放电脉冲叠加于正及负峰之前起始放电后。放电量增至某一水向平行的气隙的位置，对称的两边脉冲幅值及频平时，随试验电压上升放电量保持率基本相等，但有时上下幅值的不不变。熄灭电压基本相等或略低于对称度3:1仍属正常起始电压，若试验电压上升至某-值并维持较长时间(如30。in).}P,灭电压将会高于起始电压，且放电量将会F降;若试验电压维持达1h，熄灭电压会更大于起始电压，井且高于第一次(30mm时)的值，放(1)两绝缘体之间的气隙放电放电脉冲叠加于正及负峰之放电量随电压上升(2)表面放电的位置，对称的两边脉冲幅值及而稳定增长;熄灭电压基本相等或率基本相等但有时上下幅值的不低于起始电压对称度3:1仍属正常放电刚开}始时，放电脉冲尚能分辨，随后电压上升，某些放电脉冲向试验电压的零位方向移动，同时会出现幅值较大的脉冲，脉冲分辨率逐渐下降，直至不能分辨维缘结构内含有各种不同尺寸叮若试验电压上升或一:降速率较的气隙(多属浇注绝缘结构)}‘决，起始放电后，放电量随试验电{压卜升而稳定增长碑灭电压，本I相等或略低于起始放电电压·如在某高电压下持续一定时间(如tomin)，放电量会逐渐下降.熄灭电压会略高于起始电压(因浇注绝缘局部放电会导致气隙内壁四周产生导电物质)F-一一-一绝缘结构内仅含有一个扁平的起始放电后，放电量随试验电压气隙(多属电机绝缘)上升稳定增长。如电压上升及下降速率较快.熄灭电压等于或略低于起始电压;如在某高电压下持续-段时间〔如10min).熄火电压和起始电压的幅值会降低，幅值略有t.升173 DL417一91表A2(完类型放电模型放电响应放电F与试验电压的关系绝缘结构为液体与含有潮气的放电脉冲叠加十正及负峰之前卞如在某一高电服下持续)ruin.纸板复合绝缘。电场下，纸板会产的位置，对称的两边脉冲幅值及频放电敬迅速增长，若立即降压，则生气泡，导致放电，进一步使气泡率基本相等但有时上下幅值的不熄灭电压等于或略低于起始电1t:增大，增多对称度3，1仍属正常。放电刚开若电压维持飞mm以上再降压，放始时，放电脉冲尚能分辨，随后电电量会随电床逐渐一下降。如放电熄压上升某些放电脉冲向试验电压灭后立刻升压则起始放电电压福的零位方向移动，同时会出现幅值值将大大低于原始的起始技熄火较大的脉冲，脉冲分辨率逐渐「电压若将绝缘静止一天以{_，则降，直至不能分辨其起始、熄灭电7f将会复原一一一一4we~___绝缘结构中仅含有一个气隙位放电脉冲叠加于电1L的正及负)放电一旦起始，放电最基本不于电极的表面与介质内部气隙的峰值之前，两边的幅值不尽对称，}变，与电压上升无关。熄灭电fL等放电响应不同幅值大的频率低，幅值小的频率高两幅值之比通常大十31，有时达to:1总的放电响应能分辨出一(1)一簇不同尺寸的气隙位于放电脉冲叠加于电压的止及负放电起始后放电皇随电压的土_电极的表面，但属封闭型峰值之前两边幅值比通常为3:1升逐渐增大，熄灭电压等于或略低(2)电极与绝缘介质的表面放有时达10;1;随电压上升，部份脉于起始电压。如电压持续时间在电气隙不是封闭的冲向零位方向移动.放电起始后，10min以F，放电响应会有些变化脉冲分辨率尚可;继续升压，分辨率下降直至不能分辨AQ千扰波的基本图谱A4.1基本图潜。见表A3表A3一于扰波的基本图谱类型干扰源典+F4干扰波形F扰波形的电压特性471 DL417一91表A3(续)类型千扰源典型干扰波形干扰波形的电压特性}-tr.A、，)(U︺已~液体介质.}u-盆属或碳酬一(z)钾十Y金I-属A(z)消最小可测水平试验电压,kv一液体介质一一一一一一无穷远大地./\土尸﹃一一二一一栅成验(1)13C2)试验电压kV{(1)(2)、、~旋转(3)(4)一1了二 DL417一91表A3(完)类型干扰源典型千扰波形干扰波形的电压特性基本图谱说明，见表A4表A4干扰波的基本图io说明干扰源放电响应一放电量与试验电压的关系干一————-一一一-一--一-一一波形有两种情况:}起始放电后有3种类型:Mt;INggtfif+AMtMt,:l金属物体。，或一(t)正负两边脉冲等幅、等间隔一〔1)放电n=保持不变，与电压无金属物与大地间产生的。电}及频率相同.关，熄灭电压与起始电f完全相等(2)两边脉冲成对出现，对与对〔别电压继续上升，在某一电压一间隔相同，有时会在基线往复移动{下放电突然消失;电压继续仁升后}1再一「降.会在前一消失电压下再次出现放电}(3)随电压上升，放电量逐渐减1小，放电脉冲随之增加针尖对平板或大地的气体介质较低电压下产生电晕放电，放电起始放电后电压匕升放电最保脉冲总叠加于电压的峰值位置。如持不变，惟脉冲密度向两边扩散、位于负峰处，放电源处于高电位;放电频率增加，但尚能分辨:电压如位于正峰处。放电源处于低电再升高，放电脉冲频率增至逐渐不位。这可帮助判断电压的零位可分辨针尖对平板或大地的液体介质较低电压下产生电晕放电，放电{一簇较大的脉冲起始电压较低，脉冲总叠加于电压的峰值位置。如放电量随电压上升增加;簇较小位于负峰值处.放电源处丁高电的脉冲起始电压较高，放电遨与电位;如位于正峰处放电源处于低压无关保持不变;电压上升，脉冲电位。这可帮助判断电压的零位频率密度增加，但尚能分辨;电压，对脉冲对称的出现在电压正再升高，逐渐变得不可分辨或负峰处、每一簇的放电脉冲时间间隔均各自相等。但两簇的幅值及时间间隔不等幅值较小的一簇幅值相等、较密 DL417一91表A4(完)类型干扰源放电响!iv放电鼠与试验电压的关系放电量与电压成比例，有时接触试品内部、试验’闰路中导电部分}两簇脉冲位于试验电源零位的的接触不良1不规则的干扰脉冲，基本等幅，与处完全导通时会使干扰自行消除{电压成比例回路中设备的铁芯磁饱和产生带有低频振荡的脉冲出现于时干扰脉冲幅值随电压上升，电压的干扰。其原因为:间基线上，振荡周期大于检测仪的回零，脉冲即消失，与电压持续时(1)磁密过高分辨率间无关(2)与回路的电容发生谐振(3)检测仪频带在低限下频率的不稳定性(1)单个可控硅干扰脉冲响应特性的范围很宽，常有放电量与电压无关，电压降为零(2)6极水银整流器干扰(1)波形的位置上可以完全不规时，脉冲依然存在受电源切断、短(3)旋转电机干扰则或间断路、叠加负荷的影响，具有严格的一(4)荧光灯产生的千扰(2)一个电压周波可出现1.2,时间对应关系.但不规则3.4.6或12根间断彼此相等的单独脉冲(3)试验电压与仪器电源的周波}不很同步，干扰脉冲会在椭圆基线一作定IN等速移动调制或非调制的千扰波形有:通常来源于高频设备|(7)与无线电波调制热器、超声波发生器等|〔2)调幅高频(3)与检测频段相近的超声波千嗽附加说明:本导则由能源部高电压试验技术标准化委员会提出本导则由华东电力试验研究所负责起草。本导则起草人:俞燮根。'