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  變壓器絕緣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可靠性要通過局部放電測(cè)試來(lái)進(jìn)行評(píng)估，這是一種非破壞性，帶有局部放電量檢測(cè)的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)。局部放電測(cè)試的結(jié)果是確定變壓器絕緣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可靠性的重要指標(biāo)之一，這些高壓電氣設(shè)備絕緣性能的重要參數(shù)可以預(yù)防絕緣故障的發(fā)生。

  據(jù)統(tǒng)計(jì)，變壓器50%以上失效基本是因?yàn)樗拇嬖?，通常這種放電表現(xiàn)為持續(xù)時(shí)間小于1μs的脈沖，發(fā)生的幾個(gè)因素主要包含有①電場(chǎng)過于集中于某點(diǎn);②固體介質(zhì)有氣泡，有害雜質(zhì)未除凈;③油中含水、含氣、有懸浮微粒;④不同的介質(zhì)組合中，在界面處有嚴(yán)重的電場(chǎng)畸變等。

  例如變壓器油紙中含有氣泡，則氣泡中的電場(chǎng)強(qiáng)度E0比其周圍油紙中的電場(chǎng)強(qiáng)Ep要大εp/ε0倍。εp為油紙的相對(duì)介電常數(shù)約2.2;ε0為空氣的相對(duì)介電常數(shù)約為1，故E0=2.2Ep而氣體的擊穿場(chǎng)EB0為3kV/mm(大氣壓力下)而油紙的擊穿場(chǎng)強(qiáng)高達(dá)15kV/mm，很明顯氣泡首先放電而油紙仍然保持絕緣特性，這就出現(xiàn)局部放電。

  局部放電測(cè)試則是最好的檢驗(yàn)手段。

  測(cè)試原理

  局部放電會(huì)產(chǎn)生各種現(xiàn)象，如有電荷交換、電能損耗、電磁波輻射、發(fā)生聲波、發(fā)光、發(fā)熱以及分解出各種氣體或生成新的物質(zhì)。于是可以通過捕獲這些信息來(lái)檢測(cè)局部放電。目前使用最多的是脈沖電流法，是IEC和GB推薦的方法，可定量，靈敏度高，它是根據(jù)PD的等效電路提出的。設(shè)在絕緣體內(nèi)有一氣隙c;與此氣隙串聯(lián)的部分介質(zhì)為b，而其他部分介質(zhì)為a，如圖1. a)所示。相應(yīng)部分的電容CC、Cb、Ca組成等效電路如圖1.b)所示。當(dāng)外加電壓U升高達(dá)到氣隙放電電壓uCB時(shí)，CC放電，放電使中性分子電離，產(chǎn)生電子和正離子，它們?cè)谕饧与妶?chǎng)作用下移動(dòng)，累積在氣隙壁上，從而形成內(nèi)部電壓-△uc，這時(shí)CC上的實(shí)際電壓為uCB-△uc=ur

  從等效電路可推導(dǎo)出：

  瞬變的視在放電電荷通過與試品連接的測(cè)試回路，形成脈沖電流，可以用各種不同的傳感器和耦合方法來(lái)檢測(cè)此脈沖電流，從而測(cè)得PD的各個(gè)表征參數(shù)。這就是脈沖電流法的測(cè)量原理。

  注：資料源自西安交大科技園博源電氣

  測(cè)試方法

  根據(jù)IEC和GB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方法，通常情況下參考如下：

  先將電壓從0升到1.25Ut，速率一般為500V/s或1000V/s，然后維持時(shí)間t1，再將電壓降至Ut，維持時(shí)間t2，通常規(guī)定在時(shí)間t2內(nèi)測(cè)量產(chǎn)品的局部放電量，并要求應(yīng)小于或等于10pC。

  注：1.25Ut值和Ut值，以及時(shí)間t1和t2依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品要求規(guī)格書中有規(guī)定。

  圖3 電壓施加圖形

  產(chǎn)品測(cè)量

  為了讓大家對(duì)測(cè)試有直觀的感受，我們選擇了電子變壓器的實(shí)際測(cè)試畫面展示。

  圖4 電子變壓器實(shí)際測(cè)試圖

  局部放電測(cè)試是保證產(chǎn)品可靠性及提高絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)關(guān)鍵評(píng)估測(cè)試技術(shù)，順絡(luò)電子在產(chǎn)品高可靠性設(shè)計(jì)方面建立了較完善的測(cè)試評(píng)估技術(shù)，為高品質(zhì)產(chǎn)品保駕護(hù)航，給客戶提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務(wù)。