局部放电在线监测原理

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?#30340;?#37096;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?#30340;?#27668;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?#25351;?#26434;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?#20174;?#21040;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?#31995;?#30005;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?#31995;氖导?#30005;压小于气泡的击穿电压时,于是气泡的放电暂停,气泡?#31995;?#30005;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、局部放电的四种类型


三、局部放电监测原理

局部放电发生时,电磁波的信号根据GIS 结构反复进行传播、反射、折射、迟延、衰减等现象,通过盆式绝缘子(绝缘件)放射到外界。  通过GIS绝缘?#26377;?#28431;的电磁波,通过高灵敏度内置型或外置型传感器,进行检测。通过传感器检测GIS内部局部放电激发的电磁波信号,检测到的信号经过滤波、射频前置放大器?#22270;?#27874;器后,由高速数据采集模块进行采样、存储、数?#20013;?#21495;处理与分析,经过现场监测单元处理后的数据通过光纤上传至主处理器单元;主处理器单元通过在其上运行的故障诊断专家系统根据从现场监测单元送来的的数据,组建故障模式数据库,对GIS绝缘状态进行诊断,并以多种方式显示放电指纹特征数据;在主处理器单元上存储的局部放电历史测量数据可供工作人员及远程管理系统查询。


正常运行时,系统可随时在线监测、记录GIS的状态,并利用诊断系统对设备的运行状态进行分析判断。当GIS出现异常时,该系统快速采集、处理故障数据,同时完成在线计算、存储、统计、报警、分析报表和数据远传等功能。