試驗設備

局部放電測試系統主要由以下幾部分組成：

試驗電源

要求：必須是中頻（通常100-400Hz）或工頻（50/60Hz）的無局放電源，以提供足夠高的試驗電壓而不被背景干擾淹沒。

類型：

中頻發電機組（MFC）：最傳統、最可靠的方式，由電動機驅動中頻發電機產生正弦波。容量大、波形好，但體積大、成本高。

電子式變頻電源（AC/DC/AC逆變器）：現代主流，通過電力電子技術將工頻轉換為中頻。體積小、重量輕、頻率可調，但對設計制造要求高，需確保其自身無局放。

串聯諧振系統：對于大容量變壓器，可配合電抗器使用，降低對電源容量的要求。

耦合電容器：并聯在試品兩端，為局放脈沖提供低阻抗通道，將其耦合到檢測阻抗上。其自身的局放水平必須遠低于變壓器要求值。

檢測阻抗（檢測單元）：連接在耦合電容器的接地端，是一個無感電阻或RLC電路，用于拾取局放脈沖信號并將其轉換為電壓信號。

局放測量儀（PD Analyzer）

核心設備，接收來自檢測阻抗的信號。

關鍵功能：

濾波與放大：從強烈的背景噪聲中提取微弱的局放信號。

顯示與測量：顯示局放脈沖的波形、幅值（pC）、相位（φ）以及放電次數（N）。

圖譜分析：現代數字式局放儀能顯示φ-q-n圖譜（相位-放電量-放電次數），幫助判斷放電類型（如內部放電、表面放電、電暈放電）。

必須定期校準。

校準器：在試驗前和試驗后，用于向變壓器端子注入已知電荷量的標準脈沖，以校準整個測量系統的視在放電量（pC）。這是確保測量結果準確可比的關鍵步驟。

屏蔽與接地系統：

屏蔽室/屏蔽帳篷：為排除空間電磁干擾，整個試驗回路（變壓器、電源、測量線）應在金屬屏蔽室內進行。

單點接地：所有設備必須在一點接地，形成等電位，防止地環流引入干擾。

試驗方法（步驟與要點）

試驗通常在變壓器制造完成、例行試驗時進行，也用于安裝后的交接試驗或故障診斷。

基本試驗電路：通常采用并聯接法，耦合電容器與試品并聯，檢測阻抗串接在耦合電容接地端。

主要試驗步驟：

準備工作：

變壓器本體清潔、干燥，環境濕度符合要求（通常<85%）。

布置好所有設備，連接線路應短而牢固，使用同軸屏蔽電纜。

搭建好屏蔽環境，并確保可靠的單點接地。

試驗區域設置安全圍欄和警示標志。

系統校準：

將校準器并聯在變壓器高壓端子與地之間。

向系統注入已知電荷量（如100pC）的標準方波脈沖。

調節局放儀的刻度系數，使屏幕顯示讀數與注入量一致。記錄該刻度系數。

背景噪聲測量：

在不施加試驗電壓或施加很低電壓（遠低于起始電壓）時，測量并記錄背景噪聲水平。通常要求背景噪聲<5 pC或低于允許局放量的50%。

升壓與預加壓：

以平穩的速度將電壓升至1.8倍額定相電壓（Um） 或技術協議規定的預加電壓值。

保持此電壓 60秒。此過程旨在“活化”可能存在的絕緣缺陷，使其在后面的測量電壓下更容易被發現。

降壓至測量電壓并保持：

將電壓降至 1.5倍額定相電壓（Um） 或技術協議規定的局放測量電壓（通常為 1.3-1.7倍額定電壓）。

保持此電壓至少30秒，同時進行局放測量。這是核心測量階段。

關鍵記錄：在此電壓下，讀取并記錄穩定的最大視在放電量（pC）。

降壓與復校：

將電壓降至零，斷開電源。

再次進行系統校準，驗證測量回路的刻度系數未發生變化（變化應在±10%以內），否則本次試驗無效。

數據記錄與圖譜分析：

記錄試驗電壓、背景噪聲、測量電壓下的局放量。

分析φ-q-n圖譜，判斷放電類型和可能位置。