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发表于 2010-7-29 10:23:34
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回复 1# huangs100 - M6 R& H! x, s# M2 `, E
5 c% a4 e& |+ V: }, @# \/ ^国内已经开始进行暂态地电位的有关研究，但是这些研究仅仅停留在理论探讨方面。英国 EA Technology 公司首创 TEV （暂态地电位）原理测试设备局部放电，持续 30多年的研究积累了丰富的局部放电波谱数据，基于这些数据和波谱能够通过软件分析判断局部放电的类型和危害程度。该公司研发系列简单易用的局部放电检测设备，手持系列局部放电检测仪器操作简便，一键操作2秒后即可得出设备固体绝缘状态结果，可以直接判断被检测电力设备的绝缘状态是否处于良好状态
' Q* W4 I/ V0 ]: T: `2 y% G; q/ f2 K/ \
暂态地电位的概念
( N( a' O2 {% I8 j% Z 在所有的固体绝缘材料内部，由于制造因素都存在小空隙，这些小空隙通常是十分微 小的。在使用中，绝缘体一端接地，一端接高压，使小空隙像小电容一样充电，当充电到一定程度时，他们就放电 ，同时产生各种物理、化学现象，如电荷的交换，发射电磁波、声波、发热、光、产生分解物碳等，日益增多的碳将导致空隙导通。这将增加作用在相邻空隙的电气压力，重复上述过程，最后使得绝缘体的空隙充分导通，最后导致绝缘击穿。/ h' }5 q7 B- O& v' }; x3 x% w- t
; k0 o( y* K; Z. Z) A- v0 z/ _
通过放电产生的电磁波脉冲大部分通过周围的金属制品传输出去，同时昌盛一个暂态电压，通过设备的金属外壳表面而传到地下去。通过研究发现，这种TEV信号直接与同一型号、在同一位置测量的设备的绝缘体的绝缘状况成正比。
% K( \( T4 ]3 N: X' M: z * ]6 S- `9 t y) e/ Y7 q
放电脉冲与暂态地电位的关系
2 \9 `, N, h' F, e7 x 如果高压电气设备的对地绝缘部分（例如金属封闭开关装置或电缆终端）发生局部放电活动，则高压导电系统对接地金属壳之间就有少量电容性放电性放电量。放电电量很小，通常只有几兆分之一库仑。放电持续时间一般只有几个纳秒。因为电量等于电流乘以时间，一次放电1000pC，持续10纳秒，就产生 100mA的电流
* s) Q( m) T1 P4 }: }/ \9 Y 对于持续时间那么短的放电脉冲，被测设备就不能看作是一个整体，而应看作是传输线。它的电气特性就由其分布电容和电感决定。; ~& o# ?, U. c, q& k
当发生局部放电时，电磁波从放电点向外传播。电流大小与这些电磁波产生的电压有关。电压等于电流与路径阻抗的乘积。在不考虑损耗的传输线上，阻抗满足下式：- [! b* b8 G# z. T6 ~2 o
( W. x8 d& `3 B3 _( Z
9 G: N7 R' W2 b3 W1 E' E/ v, b 这里L和C是传输线单位长度的自感和电容，ZO的数值变化很大，单芯10KV电缆约为10欧，35KV的金属外壳的母线室则大约70欧。因此，1000pC的放电可产生对地1到7伏持续10纳秒的电压。电压脉冲在金属壳的内表面传播，最终从开口、接头、盖板等的缝隙处传出，然后沿着金属壳外表传导大地。用电容性探测器就可以检测到放电脉冲。1 b, w2 h& M: o% r& O
( A& L+ ~& z9 t. X
3.3 高频信号的集肤效应
) Y. v' G. H" @; Z3 d 当高压电气设备发生局部放电时，放电电量先聚集在与放电点相邻的接地金属部分，形成电流脉冲并向各个方向传播。传播速度为 ，这里c是光速，是介电常数。根据电磁原理可得导体中电流密度随着表面积的增加成指数下降。在透入深度δ位置电流密度降为表面处电流密度1／e。透入深度δ等于。从该式可以看出透入深度与频率的平方根成反比。根据以上计算可清楚地知道高频局放电流只在导体表面很薄的一层范围内传输。对于内部放电，放电电量聚集在接地屏蔽的内表面，因此如果屏蔽层是连续时无法在外部检测到放电信号但情况不是这样，屏蔽层通常在绝缘部位、垫圈连接处、电缆绝缘终端等部位出现破损而导致不连续，这足以让高频信号传输到设备外层而被检测出来。
* T6 O( E' K7 @ 因此相应地产生了一门在外部检测同一型号、同一制作的设备绝缘状况的先进技术。通常，局部放电是用皮库（PC）来表示，EA局部放电测试仪适用的电压为3～35KV，很难把由仪表显示的dBmV读数于皮库（PC）转换，所以这种仪表用相对的读数（dBmV）。- e* h& h$ i) Z. [
) ?8 M* O+ N1 X; ~/ x
暂态对地电压（mV）与分贝(dB)之间的关系
; n5 l4 V1 c5 e3 Z
0 v6 i% d% @6 }% O0 ~: {
! p6 [' y$ P% ^- ~0 {4 P! c. ]dB mV dB mV dB mV dB mV
6 a. h$ s# }4 f! BO 1.00 20 10.0 40 100 60 1000
/ o) F; V5 L1 M/ k! d1 1.12 21 11.2 41 112 61 1120
+ p) e: L( ^" H. ]. m3 x2 1.26 22 12.6 42 126 62 1260
1 E. e- h( l" L6 M. e3 1.41 23 14.1 43 141 63 1410
2 S: Y9 ]; R. _! f! D/ `4 1.58 24 15.8 44 158 64 1580
9 s7 A! R9 K. i1 F, d5 1.78 25 17.8 45 178 65 1780 % F% h7 C; T" ~/ ^, I" X
6 2.00 26 20.0 46 200 66 2000 5 B7 S/ I* h! g. R4 h: K
7 2.24 27 22.4 47 224 67 2240
. O6 b) ?( _7 o1 g! u3 \8 2.51 28 25.1 48 251 68 2510 ) V; |* L* D- \* A+ r, I
9 2.82 29 28.2 49 282 69 2820
) s. Y( ~: W6 @! G) G; v10 3.16 30 31.6 50 316 70 3160 1 j$ G8 R* Y# N- g6 L* k/ D( x+ ^
11 3.55 31 35.5 51 355 71 2550
- P' q j0 B1 y0 ?8 {12 3.98 32 39.8 52 398 72 3980
* s4 z1 {" M( y- ?1 G- }& O4 m3 C13 4.47 33 44.7 53 447 73 4470 # f" {0 E) P, n
14 5.01 34 50.1 54 501 74 5010
* G, V! I* U+ v/ \0 H/ R15 5.62 35 56.2 55 562 75 5620 / g) p- i5 q3 a" j2 L" \, t
16 6.31 36 63.2 56 632 76 6320
4 D" l7 g. G4 o4 y1 N17 7.08 37 70.8 57 708 77 7080 7 L& G5 z& H# K
18 7.94 38 79.4 58 794 78 7940 ! [+ u; l1 X" I$ i8 L4 {
19 8.91 39 89.1 59 891 79 8910 |
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