1、局部放电试验的几点说明薛宏图2015.11.16概述定义局部放电（局放）的定义：电气设备的绝缘系统在电场作用下的电场分布是不均匀的，局部区域的电场强度达到该区域的击穿场强时，该区域发生放电，但整个绝缘系统尚未击穿的现象。局放是一种复杂的物理过程，具有电、声、光、热等效应，并会产生各种生成物。常用的高频电脉冲局放检测法的检测依据是，局部放电现象反映到试品施加电压的两端，有微弱的脉冲电压出现。（局放的放电电流一般为脉冲电流，这有别于泄露电流）局放的种类 内部局放：发生在绝缘体内部的局放现象； 表面局放：发生在绝缘体表面的局放现象； 电晕：发生在导体边缘且周围都是气体的局放现象。局放的发生原因和危害
2、 电极系统不对称使电场在绝缘系统中分布不均（如电缆末端等部位）； 绝缘介质不均匀。介质电容与介电常数成uni6B63uni6BD4（如uni5E73uni677F电容C=S/4kd），在uni4EA4uni53D8电场中，电场强度与电容uni503C成反uni6BD4，uni90A3uni4E48，介电常数uni5C0F的介质中电场强度uni8981高于介电常数uni5927的介质（uni672Cuni6761uni53EFuni89E3uni91CA复uni5408绝缘，uni4E5Funi53EFuni89E3uni91CA绝缘体中uni542B有气uni6CE1等uni60C5uni51
3、B5）； uni60ACuni6D6E电位uni548C导体uni63A5uni89E6不uni826F。局放的发生原因局放的危害uni5371uni5BB3：uni9010uni6E10uni8150uni8680、uni635Funi574F绝缘uni6750uni6599，使放电区域不uni65ADuni6269uni5927，uni6700uni7EC8导uni81F4整个绝缘体击穿。 uni5E26电质uni70B9的uni8F70击。放电过冲中的电uni5B50uni53CAuni6B63uni8D1Funi79BBuni5B50在电场作用下加uni901F，uni649E击uni
4、53E6一极，使绝缘uni6750uni6599的uni5316uni5B66uni952Euni65ADuni88C2uni800C产生uni88C2uni89E3，uni964Duni4F4E绝缘uni6027uni80FD； 热效应，uni957Funi671F局放的放电uni70B9uni4E0A，介质发热uni6E29度uni5F88高，uni751Auni81F3uni53EF使绝缘uni6750uni6599在放电uni70B9uni4E0Auni88ABuni70E7uni707C、uni7194uni5316uni6216uni8150uni8680成uni7C89末； un
5、i8F90uni5C04效应。局放产生uni53EFuni89C1光、uni7D2Buni5916uni7EBFuni53CAXuni5C04uni7EBF等使绝缘uni6750uni6599的uni57FAuni56E2uni6216分uni5B50分uni89E3； uni6D3Buni6027生成物uni8150uni8680。 uni673Auni68B0应uni529B的效应。放电产生高压气体，使绝缘体产生微uni7206，uni9020成微uni65ADuni88C2。内部局放的发生机理I内部局放现象的uni60EF用分uni6790uni6A21uni578B是内uni542B气
6、uni6CE1的绝缘介质uni7ED3uni6784，如uni56FE1uni6240uni793A。uni5176中uni56FE1的C是绝缘介质中的uni5C0F气uni6CE1；B是与气uni6CE1uni4E32uni8054的部分介质；A是uni5176uni4ED6部分介质。uni56FE2为该uni7ED3uni6784的等效uni6A21uni578B，uni5176中CC、RC并uni8054uni4EE3表气uni6CE1C的uni963Buni6297；CB、RB并uni8054uni4EE3表气uni6CE1uni4E32uni8054B部分介质的uni963Buni6
7、297；CA、RA并uni8054uni4EE3表A部分介质的uni963Buni6297。uni7531于电uni963BRB、RC为uni767Euni5146uni6B27数uni91CFuni7EA7（108109），uni800C电容为nF（10-12）数uni91CFuni7EA7，uni90A3uni4E48在uni5DE5频场的分压中uni53EFuni5C06电uni963Buni5FFDuni7565。图2 绝缘系统耐压模型图1 内含气泡的绝缘介质结构内部局放的发生机理IIuni65E0uni8BBA在uni5DE5频场uni8FD8是局放过程中，都uni53EFuni5C
8、06电uni963Buni5FFDuni7565，uni56FE3为uni56FE2在局放过程中的uni7B80uni5316uni6A21uni578B。uni53EFuni5C06B、Cuni8FD1uni4F3C等效为uni5E73uni677F电极面uni79EFuni76F8等的uni5E73uni677F电容，电容uni516Cuni5F0FC=S/4kd，uni5176中为电容介质的介电常数，S为uni5E73uni677F面uni79EF，d为电极uni95F4距。设uBuni548CuC分别为CBuni548CCC两端的电压,Buni548CC为介质B、C的介电常数，EB、E
9、C分别为介质B、C的电场强度。则介质C、B的耐受电压uni6BD4为uCuB =CBCC =CBCC = 1 ( 2 1)介质C、B中的电场强度为ECEB =uC / 1uB / ( 2 1) = 在uni5DE5频电场中，气uni6CE1C中场强是绝缘介质B中场强的(B/C)倍，通常C=1，B2，即气uni6CE1C中的场强一般uni6BD4介质B中的高，uni800C气体的击穿强度一般uni6BD4固体绝缘介质的uni4F4E，因此，在uni5916施电压升高时，气uni6CE1首先uni88AB击穿uni800C发生局放，且周围介质仍保持绝缘特uni6027。uni56FE3 uni7B
10、80uni5316uni6A21uni578B内部局放的发生机理III如uni56FE4，内uni542B气uni6CE1的内部局放过程如下： 当uni5916施电压u的峰uni503C足够高，则uCuni5C06随着u升高并达到击穿电压UCb（即uC= UCb ）时，气uni6CE1发生发电，使气uni6CE1中uni5927uni91CF中uni6027分uni5B50电uni79BB，产生uni6B63uni79BBuni5B50uni548C电uni5B50uni6216uni8D1Funi79BBuni5B50，形成空uni95F4电荷，电荷在uni5916施电场作用下迁移到到气un
11、i6CE1壁uni4E0A，形成与uni5916施电场uni76F8反的电压-UC，此时气uni6CE1uni4E0A的剩余电压ur=UCb -UCUCb（设定该电压uni503C为Ur），放电暂停。 u继续uni4E0A升，当ur随之再次达到UCb时，形成第二次放电。（假设每次放电都建立反向电压-UC ，且前面的放电uni79EF累电荷都未泄露掉）此时气uni6CE1的反向电压为-2UC，放电再次暂停。 如此，在放电n次后，uni5916施电压u达到uni5DE5频峰uni503C，则放电产生的空uni95F4电荷uni6240建立的内部电压为-nUC。 在u达到峰uni503C后，uC开始
12、下uni964D，当气uni6CE1uni4E0A的电压达到-UCb（ur =-nUC+uC=-UCb）时，气uni6CE1又放电，但放电产生的空uni95F4电荷的移动方向与之前uni76F8反，并中uni548C掉一部分原来累uni79EF的电荷，是内部电压减少一个UC ，放电暂停。按照此过程继续反方向放电中uni548C过程。内部局放的发生机理IV uni56FE4为绝缘体内uni542B气uni6CE1的剩余电压ur在整个局放过程中的uni53D8uni5316波形，毛刺为气uni6CE1中实际的放电脉冲，uni53EF按电容uni6BD4反映到uni5916施电压uni4E0A，并u
13、ni88AB脉冲电流uni578B局放检测仪分uni79BB检测到（视在放电uni91CF，uni6BD4实际放电uni91CFuni5C0F的多，uni8FD1uni4F3C为qr CB/(CB+CC )，uni5176中qr为实际气uni6CE1内放电uni91CF）。 uni56FE5为检测仪uni4E0A显uni793A的内uni542B气uni6CE1的局放典uni578B波形，从uni56FE中uni53EFuni89C1放电未出现在试验电压的过峰uni503C的一段uni76F8位uni4E0A，这与分uni6790uni76F8符。实际放电波形uni8FD8有以下几个特征： u
14、ni7531于uni53EFuni80FD存在多个气uni6CE1，每次放电的uni5927uni5C0F（即脉冲幅度）是不uni76F8等的； 实际气uni6CE1中的两种极uni6027的放电电压不同，放电脉冲在uni6B63uni8D1F半周uni4E0A只是uni8FD1uni4F3C对称； 放电一般是出现在试验电压幅uni503C绝对uni503C的uni4E0A升部分的uni76F8位uni4E0A，在放电uni5F88剧烈时，会uni6269展到电压幅uni503C绝对uni503C的下uni964D部分的uni76F8位uni4E0A（原因：UCbuni5C0Funi53CA气
15、uni6CE1壁漏电）； 气uni6CE1电容的两个电极uni53EF视为对称电极，uni5C06试压端uni53CAuni63A5地端对调，放电波形uni57FAuni672C一uni81F4。uni56FE4局放过程气uni6CE1剩余电压 uni56FE5 内uni542B气uni6CE1绝缘体的局放波形表面局放的发生机理I表面局放的介质uni7ED3uni6784uni793A意uni56FEuni89C1uni56FE6，从uni56FE中uni53EF以看到，表面局放uni548C内uni542B气uni6CE1局放uni673A理类uni4F3C，uni53EFuni5C06un
16、i56FE中的放电位置视作一个气隙，并与内uni542B气uni6CE1局放过程共用放电uni7B80uni5316uni6A21uni578B。uni56FE6表面局放的介质uni7ED3uni6784表面局放的发生机理II表面局放有以下几uni70B9特uni6027： 表面局放uni6A21uni578B中的气隙的两端分别是介质uni548C导体，放电产生的电荷只uni80FD累uni79EF在介质极，累uni79EF的电荷uni91CF少，不易在uni5916加电压绝对uni503C的下uni964Duni76F8位uni4E0A出现放电。 若电极系统是不对称的（即uni56FE6中电
17、极1uni548C电极2不对称），且放电只发生在一个电极的边缘，则放电uni56FE形是不对称的： 当放电的电极uni63A5高压，不放电的电极uni63A5地，在施加电压的uni8D1F半周是放电uni91CF少，放电次数多，在uni6B63半周是放电uni91CFuni5927，且次数少，uni89C1uni56FE7。（因为两个电极都是导体，uni800C导体在uni8D1F极uni6027时容易发uni5C04电uni5B50，同时uni6B63uni79BBuni5B50uni649E击阴极产生二次电uni5B50发uni5C04，使得电极周围气体的起始放电电压uni4F4E，因un
18、i800C放电次数多uni800C放电uni91CF少。） 反之，则uni6B63半周放电脉冲是uni5C0Funi800C多，uni8D1F半周放电脉冲是uni5927uni800C少，uni89C1uni56FE8。 若电极是对称的（即uni56FE6中电极1uni548C电极2对称），即两个电极边缘场强时一样的，且两个电极都放电，uni90A3uni4E48放电的uni56FE形uni4E5F是对称的，即uni6B63uni8D1F半周的放电uni57FAuni672Cuni76F8同，uni89C1uni56FE9。表面局放的发生机理IIIuni56FE7 不对称电极，放电电极高压 u
19、ni56FE8 不对称电极，放电电极uni63A5地 uni56FE9 对称电极，电极放电电晕放电的发生机理I 电晕发电的概念：若uni5E26电导体存在曲率半径uni5F88uni5C0F的尖端，且尖端附uni8FD1的局部电场强度超过了气体的电uni79BB场强，使气体介质发生电uni79BBuni548C激励uni800C出现的局部自持放电。 电晕放电的特征： 介质为气体； 放电uni6A21uni578B的中的放电电极是曲率半径uni5F88uni5C0F的尖端（uni6216针头）； 放电电极（尖端）是金属导体，在uni8D1F极uni6027时容易发uni5C04电uni5B50，
20、同时uni6B63uni79BBuni5B50uni649E击阴极发生二次电uni5B50发uni5C04，使得放电总是在尖端为uni8D1F极uni6027时先出现； 电晕的放电脉冲就出现在uni5916加电压uni8D1F半周的90uni76F8位的附uni8FD1，几乎是对称于90，出现的放电脉冲几乎是等幅uni503C，等uni95F4隔的（uni89C1uni56FE10）； 随着电压的提高，放电uni91CFuni5927uni5C0F几乎不uni53D8，uni800C次数增加。当电压足够高时，在uni6B63半周会出现uni5F88少uni91CF幅uni503Cuni5F88
21、uni5927的放电脉冲。uni6B63uni8D1F半周波形是极不对称的（uni89C1uni56FE11）。电晕放电的发生机理IIuni56FE10 电晕放电（uni5916施电压不高时） uni56FE11 电晕放电（uni5916施电压uni5F88高时）DL/T 417-2006对基本局放模型基本图谱的解释IDL/T 417-2006对基本局放模型基本图谱的解释IIDL/T 417-2006对基本局放模型基本图谱的解释IIIDL/T 417-2006对基本局放模型基本图谱的解释IVDL/T 417-2006对局放干扰基本图谱的解释IDL/T 417-2006对局放干扰基本图谱的解释IIDL/T 417-2006对局放干扰基本图谱的解释IIIDL/T 417-2006对局放干扰基本图谱的解释IV
