局部放电(PD)是非常小的功率的火花放电,它在中压和高压设备中在绝缘内部或绝缘表面上形成。随着时间的流逝,定期重复进行的局部放电会破坏绝缘层,*终导致绝缘层损坏。通常,在局部放电的影响下,绝缘层的破坏会持续数月甚*数年。因此,局部放电的记录,对它们的功率和可重复性的评估,以及对它们的发生位置的定位,可以及时发现绝缘故障,并采取必要的措施来消除它们。
局部放电公式:
P是放电功率W
T是观察时间,秒
m是在时间T内记录的脉冲数,并且
Qi * Vi-第i个脉冲的能量
单次局部放电的主要参数
当然,基于PD脉冲的相位分布,如果脉冲的相位参考正确并且可以可靠地计算出功率,则可以计算出施加电压的瞬时值。但是,并非所有设备都记录脉冲的相位分布。如果在其中实现了此功能,则使用的PD传感器会检测到来自对象两相或什*三相的脉冲。在这种情况下,应从哪个相位获取什么电压?为解决此问题,美国CR标准建议使用另一个诊断参数,该参数通常称为PDI-“局部放电强度”。以此数量代替PD脉冲通过时的瞬时电压,取其有效值,即对所有脉冲使用相同的电压,而不是对每个脉冲使用个人电压。通过进行比较计算,我们可以验证在*一种情况和*二种情况下计算出的参数差异在20%以内。这足以正确评估水平并建立趋势。PDI参数是用于评估受控对象中PD强度的主要参数之一。
单个局部放电的另外两个参数非常重要,几乎所有诊断设备的开发人员和该设备的实际用户都可以操作这些参数。这是局部放电脉冲的频率和持续时间。我们使用该图定义这些参数的含义。
局部放电脉冲频率。尽管该参数在物理上看起来很简单,但它相对于局部放电的理论仍可能有所不同。该图显示,检测到的脉冲的*一个前沿相当陡峭,但是在*一个*大值之后,信号已经沿着一条平坦的曲线“下降”,该曲线不断变化。在脉冲的*后,我们衰减了更高频率的振荡。
在这种情况下,对于局部放电脉冲的频率,脉冲的开始,中间或结束应采取什么措施?显然,这些参数可以相差很多倍,多次,如图所示。
有必要简要说明此过程的物理情况。*初,局部放电脉冲直接出现在缺陷区域中。此外,脉冲以电磁或电的方式传播到周围的体积,该周围的体积也具有其自身的电磁性质,该电磁性质不同于缺陷区域的性质。该周围区域的特性差异导致在所记录的信号中出现具有不同谐振频率的振荡。*终,脉冲可能甚*在远离发生位置的地方衰减,例如,这可能已经在设备的结构元件中发生。这些介质的频率特性也具有其自己的共振特性,*重要的是,它们与缺陷区的频率特性没有任何关系。
我们得出的结论是,只有与放电频率特性*一致的前沿才与缺陷区域中局部放电脉冲的频率直接相关。信号中的其他所有内容都与缺陷区域周围介质的电磁特性有关。自脉冲时刻起经过的时间越长,振荡过程中所涉及的缺陷周围的体积越大,可以在信号中“混合”更多的频率。
只能通过脉冲前沿的参数*可靠地确定部分放电脉冲的真实频率,该参数完全对应于数学表达式的使用:
根据该表达式,“部分放电脉冲的一个周期的持续时间”的值可以被定义为脉冲的前沿的持续时间乘以四。该定���不应与称为“局部放电脉冲持续时间”的另一个参数混淆。我们将以不同的方式定义此参数。
总“局部放电脉冲持续时间”。局部放电脉冲的该参数的计算要简单得多。为此,仅需确定时间矩,该时间矩应视为局部放电脉冲的结束。事实是,使用慢脉冲阻尼,在确定该参数时可能会有很大的随意性。
*简单的解决方案-可以将部分放电脉冲的幅度小于给定信号*大幅度的10%的那一刻视为完成。10%的限制是有条件的,可能是5%,但实际上*容易使用的恰好是10%。如果此参数的值较低,则过程的结束更加困难,因为它损失了噪声。
因此,每个局部放电脉冲的特征在于三个参数:
“ Q”是视在电荷的大小,与脉冲的*大幅度定量成比例。
“ F”是局部放电脉冲频率,与*一个脉冲前沿的持续时间在数量上成反比,乘以四。
“ T”是部分放电脉冲持续时间,由*大脉冲值的10%的电平确定。
高压设备隔离中局部放电的原因
局部放电的出现是高压绝缘中大多数缺陷形成的初期阶段。随着时间的流逝产生的局部放电会演变成火花放电和电弧放电,从而导致事故。
通常,局部放电会在具有缺陷的空腔和隔离区中发生-异物,气泡和加湿区。
随着电压的升高,缺陷区域会发生一次或多次局部放电,从而导致绝缘区内的电势重新分布。
如果缺陷更靠近绝缘体的外表面并达到较高的电势,则在电源电压的正半波处会有更多的局部放电,而在负电压处会有更少的局部放电。
相反,如果缺陷更接近“地球”电势,则在电源电压的负半波处会有更多的放电。