GB／T 7354-2018标准规范下载简介

GB／T 7354-2018 高电压试验技术 局部放电测量

g. ~g. ~U. XC.

为了确保测量不确定度小于3%，电容C㎡的选择应不低于10nF，包括连接电缆的电容和示波器 的输入电容。在这种条件下，校准电荷9。=100pC，会产生一个阶跃电压幅值U。～10mV，可以在要求 的不确定度下采用商用数学示波器来测量，尤其是如果采用平均模式。为了确保规定的测量不确定度 对于校准电荷q。<100pC，为了保证示波器记录的信号幅值，推荐对流经C。的总电流采取有源积分 这方面的更多的信息，参见参考文献[1]

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图B.3所示的回路也可以用来确定6.1和图5中所阐述的重要时间参数。由于串联的C。和C㎡组 成一个分压器，稳态条件下，出现在C两端的与时间相关的电压U。（t）与校准器产生的与时间相关的 电压直接成正比。对这种测量，Cm也应选取为10nF左右，推荐用于校准电荷的确定。而且，Cm的连 接应尽量靠近示波器的输人端，否则会引起叠加振荡DB11／T 1322.29-2018 安全生产等级评定技术规范 第29部分：金属非金属矿山（地下），如图B.4所示。为了减弱这种干扰振荡，应在尽 可能靠近校准器输出端的位置串连一个1002的电阻R。。而且校准器与示波器之间连接线的长度不 宜超过1m

电压：20mV/格，时间：40ns/格

图B.4串联电阻R，对采用图B.3所示回路的Cm上出现的阶跃电压响应的 其中示波器通过一段长1m和502测量电缆连接到校准器

图B.4串联电阻R，对采用图B.3所示回路的C㎡上出现的阶跃电压响应的影响， 其中示波器通过一段长1m和502测量电缆连接到校准器

上升时间的间接测量方法（上升时间的间接测量）

建立与图B.1a)类似的回路（见图B.5），即在校准器端口并联一个阻性分流器的负载Rm。通过对 流经Rm上脉冲电流（t)波形参数（见图B.6)的测量，获知校准器内部阶跃电压U。（t)上升时间t，的 信息。理论上可知，对于理想阶跃电压U。（t），当负载R趋于无限小时，此时回路脉冲电流I（t)的持 续时间（t。）便正好对应着被测的阶跃电压U。（）从低电位到高电位的跳变过程。 对于小电荷量（如小于500pC），当负载电阻R㎡量值不大（如约为几欧姆至几十欧姆），为特定值 时，由于此时校准器内电容C。的容量有限C。<0.1C.（见6.2），如小于1000pF，回路时间常数对电 流波形参数的影响有限，则在如图B.6所示的脉冲电流I（t）波形参数的底宽（t）与被测阶跌电压 U。（t）的上升时间t，之间存在一定的相应关系21.3]。据此，可通过对校准器外部流过负载Rm上脉冲 电流I(t)波形底宽（t）的测量，来实现对校准器内部阶跃电压U。上升时间t，参数的控制。当阻性分 流器的负载R㎡为50α时，要求流过负载R上脉冲电流I（t)波形底宽（t.）的测量值不大于120nS。 另外，当被测校准器内阶跃电压U。（t)的波形质量不高（具体要求见6.3.1），如有严重的振荡、毛刺 或过冲时，则在测得的负载Rm上电流脉冲的波形上也一定有反映。所以说对校准器内阶跃电压 J。（t）的波形质量的控制，也可以负载R， 上电流脉冲的波形为参考

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图B.5外接电阻方式对阶跃电压U。上升时间t.的间接测量

图B.6回路脉冲电流波形及波形参数定义

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除了对试品提供试验电压外，局部放电试验回路的主要任务是在规定的局部放电试验电压下提供 检测试品局部放电的合理条件。当试验回路的组件相互适配时，局部放电电流脉冲的幅值和波形最有 利于检测。 有4种基本回路，所有其他用于检测和测量局部放电的试验回路均可由它们导出。这些基本回路 示于图1a）～图1d)，简述如下。 注意，对于这些基本回路最小可测的局部放电值决定于Ck/C，（见6.5）的值，并且受到于扰的限制 图1a)回路中，耦合装置置于耦合电容接地端（见4.2的注）。这种接线适合只有一个接地端的试 品，试品直接接在高压源和地之间。接在试品及高压源之间的滤波装置或阻抗用于衰减来自高压源的 干扰。由于它可避免试品的局部放电电流脉冲旁通进入电源阻抗，所以可以提高测量灵敏度。 在图1b)回路中，耦合装置置于试品的接地端。因而试品的低压侧要对地绝缘起来（见4.2的注） 耦合装置应配有保护回路，同时保护回路应设计成能耐受试品损坏时的击穿电流。对具有低电容 组件的试验回路，图1b)可提供比图1a)更高的灵敏度。 注：有时也采用没有集中型耦合电容的回路，它与图1b)的线路相似，不过靠杂散电容起C的作用。这种接线适 合于试品电容与对地杂散电容相比较小的情况。当取消滤波器，而试验变压器的端电容至少达到C。的数量级 时，这种接线也相当满意。 图1c）所示的接线为平衡回路，其中仪器连接在两个耦合装置之间。试品和耦合电容的低压侧均 要对地绝缘（如4.2的注），两者的电容不必相等但最好是同一数量级，其介质损失因数特别是介损和频 率的关系宜相同，此时效果最佳。回路通过C。和C.抑制共模电流而放大试品中局部放电电流，它具 有抑制外部干扰的好处。在高压端和地之间耦合一个人为放电电源可对这种抑制进行调节。其后再调 节平衡耦合装置的可变输入阻抗直到仪器读数最小。衰减比率可能从3（对于完全不相同的试品）到 1000甚至更高（对于相同而且屏蔽良好的试品）。 图1d）接线由所示的图1a)和图1b)两种基本回路组成，包括两个电容，其中一个为试品或两个均 为试品，它们分别接到两套耦合装置。如图所示，每一个基本回路的低压侧均对地绝缘（见4.2的注）。 两者的电容不必相等，但宜为同一数量级。其原理并非在于平衡回路，而是对两个耦合装置检出的脉冲 言号的流间进行比较（检出的共模信号具有相同的极性，而检出的局部放电信号具有相反的极性）。门 电路系统可用于识别来自试品的局部放电和回路其他部分的干扰。 从这些基本回路可以导出许多别的回路。图2表示的回路适合于电容套管试品，只是用套管电容 代替了耦合电容C。如果套管有抽头，就将耦合装置接于其端子上，这时耦合装置的输入阻抗上跨接 了一个相当大的电容Cm，它可能影响测量的灵敏度。 图3表示一种试验电压由试品感应产生的试验回路，例如电力变压器或电压互感器。原理上它等 效于图la）回路

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电缆、气体绝缘开关设备、电力电容器和带绕组试品的局部放电测量

原则上，附录C中所说明的任何一种回路均可用于这些试品的局部放电测量，也就是用于具有分 布电容及电感元件的试品。某些试品的试验电压可以是感应的，例如变压器就可以由低压绕组激励高 压绕组（见图3）。 具有分布参数的试品，其中存在行波和复杂的容性及感性耦合现象，对其局部放电测量的详细处理 超出了本标准的范围。但下面几点很重要

由于行波在绕组中或在GIS和电缆中的衰 在试品端听记求的视任电何的值有可能利后 部放电发生点的值不同。通常，这种差别与测量系统的带通特性有关。通过在试品的远端以及耦合装 置的连接端上分别注人校正脉冲，比较测量系统的响应幅值（如有可能包括波形）来估计其影响

在被试的大容量电力电容器、绕组、气体绝缘开关设备或电缆端子上记录到的量值可能因谐振现 瑞部的反射而失真。如果所用的仪器具有窄带频率响应，这一点就特别重要。可以采用特殊的校 去来考虑反射现象（如电缆中），例如双脉冲发生器，或采取特殊技术避免它们的有害作用。 注：大电力电容器的局部放电测量试验，仍很难达到要求的灵敏度，

测量。也可采用附录G中讨论的非电方法

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IEC/CISPR及类似组织规定的仪器是可以通用的，基于对输人量的不同处理，这些仪器经常用在 银大的频带范围内测量无线电干扰电压、电流及电场（见GB/T6113.101），但本标准中的“无线电干扰” 文适用于专门风热无线电扫高（干扰）测量装置。它适用于频带为150kHz30MHz（频带B）的测量 并且满足准峰值测量接收仪的要求。 这种无线电干扰仪对持续时间很短的电压脉冲的响应首先取决于严格规定的通带选择性，也就是 由具有与中心频率f无关的带宽A的通带滤波器的特性决定的，影响该响应的因素还有：具有规定 充电时间常数t1和放电时间常数t2的准峰值电路以及输出电压表。常规的输出电压表为动圈式、高阻 尼并具有机械时间常数↑3。较先进的仪器则可由复杂的电子电路给出等效读数。 由于是恒定和纯电阻性的输人阻抗，这种仪器的特点使它们主要对持续时间极短的输人电流脉冲 的电荷产生响应，在测量中其幅频响应对于中心频率于是常数。由于这种仪器是准峰值测量电路，具 有相同电荷而重复率不同的脉冲在仪器上产生的读数也不同。 对于持续时间极短及规则重复的输入电流脉冲，每一个电荷为9.仪器的读数URDv由式（E.1)给出

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图E.1对恒定脉冲CISPR无线电干扰仪读数f（N）随重复频率N的变化

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附录F （资料性附录） 局部放电测量仪器

附录F （资料性附录） 局部放电测量仪器

对于借助于由耦合装置与测量阻抗组合的耦合装置来处理从试品端子捕捉的局部放电信号，均可 采用模拟的或数字局部放电信号处理方法。模拟的和数字局部放电仪器的主要单元分别在图F.2和 F.3中给出。 另外，对局部放电脉冲序列，由试验电压产生的交流信号宜数字化，以便能显示局部放电信号与相 位关系的模式，如图F.4所示。 局部放电测量中应用数字技术的主要目的是记录至少用视在电荷q：定量的局部放电脉冲以及t 时刻试验电压u：的瞬时值，或对交流电压，在试验电压周波内的相位角：。但硬件和软件的质量决定 了测量这些参考量时的分辨率和准确度，本附录对适当的捕获和记录依次发生的放电作了一般的提示 说明。 主要目的总结为两方面： a）记录、存储及估算局部放电脉冲的至少一个或多个相关量； b）记录的数据进行处理后可以计算及显示出其他参量及其关系（例如，在时间窗口中或在一段 时间中局部放电活动的统计数据，采用数字技术降低干扰水平。用绘图方法表示结果，用来深 入分析试品绝缘质量的参数的计算等） 注：数字测量系统通常配备计算机以便存储并计算局部放电脉冲相关量。 本标准不讨论上述b)项目的。 就局部放电脉冲参量的时间特性分析而言可以采用记录数据的压缩。因此，可以使用不同的数据 压缩方法。然而，数字采集系统的厂商宜指出数据压缩的原则

E.2模拟视在电荷信号处理方法

数字局部放电仪的主要特征是能处理模拟视在电荷测量仪的各个响应信号，通常假定此响应信号 的峰值是正比于各个局部放电电流脉冲的电荷q：的。对于模拟测量仪器，这一峰值是由示波器或峰值 电压表显示的，数字仪器应以满意的准确度对各个峰值9：（若可能包括极性）、时间t；或相角：进行量 化并储存。由于响应信号的波形主要取决于测量系统特性并与各个局部放电电流脉冲的波形相关，处 理过程要与响应信号波形相适应，使得它能辨别（正或负）峰值，此峰值假定是与各个局部放电电荷q 成正比的。 为闸明这一向题，图F.1中给出两个连续发生的局部放电的三种输出电压信号。图F.1a）和 图F.1b）表示典型的宽带测量系统的输出信号，系统的频率特性用数字标出。图F.1c）表示△f~ 10kHz、f～75kHz的简单窄带测量系统的典型的输出信号，响应信号与基准电平大致对称。虽然， 所有三种响应都没有明显受到重叠误差的影响，也就是说分辨时间T，完全能够满足所有仪器，然而正 确测定第一峰值的量及其极性则很困难。由于存在几个不同极性信号的峰值，对于宽带系统，通常用第 一个峰值确定局部放电电流脉冲的极性和Q。对于图F.1c)的窄带响应，其极性信息通常不确定，最好 用响应的最大值来表示q。但是，对两种系统都只能记录并定量一个峰值（或q：）作为在测量系统脉冲 分辨率时间T，内的视在电荷值

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图F.1a）和图F.1b）表明了宽带测量系统有时遇到的一个难题：局部放电输人电流脉冲的持续时 间和波形受到放电机理和试品结构的影响，此时可能导致响应信号的第二峰值大于第一峰值，因此，极 性辨别以及第一峰值的正确捕获较为困难，并且不同厂商的局部放电仪的响应由其设计而定。局部放 电仪的厂商宜提供其量化及记录其正确幅值和极性的方法。厂商还应阐述其在特殊试验程序中的 功能。

于记录局部放电脉冲发生时的试验电压、相角i

为了辨别工频试验电压u（t)的波形，至少在记录q：的时间阶段中，数字仪器宜对试验电压进行量 化并采样。但建议对所有工频周期作连续量化， 由于交流电压系统的相角：或时间瞬时t；要以试验电压u（t)正过零时刻为参考来量化，所以测量 系统显示试验电压真实的相角是非常必要的，

a）带宽△f=45kHz～440kHz.短时输入脉冲

b）带宽△/=45kHz~440kHz.长时输入脉冲

图1西种不同的层效视方 中电倍品

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如果数字局部放电仪读出的试验电压瞬时值与标准测量系统读出的试验电压瞬时值的偏差小于峰 直的5%，则认为数字仪能够记录试验电压的相角。应使用两套电压测量系统的正确刻度因数，标准测 量系统应包括连接于分压器低压臂的适合的测量仪器，其中分压器应满足GB/T16927.2一2013的要 求。标准测量系统相角误差宜小于5°。 量化试验电压，最少需要8位分辨率，量化采样率应至少达到工频试验电压100次/周期、直流试验 电压4000次/s。因为需要周期性采样，故可用插值法决定两次采样之间特定时刻1；时的试验电压 直u；

图F.2配有电子积分器的模拟局部放电仪的框图

图F.3数字局部放电仪的框图

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）采用带通滤波器完成输入局部放电脉冲积分后的直接A/D转换

图F.4相位局部放电模式示例

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附录G （资料性附录） 局部放电的非电气测量法

局部放电非电检测法包括声学、光学及化学的方法，并且还包括实际可行的对试品放电效应的持续 观测。 这些方法一般不适用于局部放电的定量测量，主要用于局部放电的检测或定位

在低噪声水平的室内作声学检测可以作为检测局部放电的一种方法。 通常，可用麦克风或其他声音传感器经放大器和合适的显示单元对声音进行直观检测，这种方法特 别适用于放电的定位。对超过可听频率范围有高灵敏度并具有方向选择性的麦克风对空气中的电晕进 行定位非常有用。声学传感器也可用于气体绝缘开关设备或油浸设备例如对变压器的放电定位，传感 器可放在箱壳外面，也可以放在箱壳里面

紫外成像检测是在暗室中且眼晴对黑暗已经适应时进行，必要时可借助于天孔径的双 也可以用照相机记录，但通常需要有足够长的曝光时间。有时，特殊情况下也采用光放大器 强器

有的情况下，分析溶于油中或气体中的气体分解物，可检测油绝缘或气体绝缘电器设备中局部放电 的存在。经过长期运行，这些分解物会积聚，因此，也可用化学分析方法来估算因局部放电引起的绝缘 劣化情况。

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附录H 资料性附录 干扰

局放量值的定量测量常因干扰引起的不准确，干扰可以分为两大类： 试验回路不带电时仍存在的干扰。这种干扰可能由其他回路的开关操作、换向电机、邻近的高 压试验、无线电发送以及测量系统本身所固有的噪声等引起。高压电源已合闻但尚处于零电 压时也可能存在干扰， 只有当回路通电才产生的，但非试品所产生的干扰。这种干扰常随电压升高而增加。这种干 扰可能包括试验变压器、高压引线、套管（如果它不是试品的一部分时）中的局放等，也包括附 近接地不良物体的火花放电或由高压回路中的连接不良，例如由屏蔽罩与只作试验用的连接 导线之间的火花放电。试验电压的高次谐波处于或接近测量系统的频带时也会引起于扰。由 于固态开关装置（可控硅等)的存在，高次谐波经常出现于低压源，并且与火花触点噪声一起 通过试验变压器或通过其他连接传递到试验及测量回路。电晕放电产生于试验回路处于高电 应的导电部分，例如试品的法兰、金属盖帽、试验变压器、耦合电容器端部及高压引线等尖端部 分。试验回路中由于各连接处接触不良也会产生接触放电干扰。这两种干扰的特性是随试验 电压的升高而增大。

当试验回路不带电，或当高压电源接入试验回路，但处于零电压时由仪器的读数可检测出与电压无 关的干扰源。仪器的读数即为这种干扰的量度 与试验电压有关的干扰源用下述方法进行检测：将试品移开或用在试验电压下无明显局放的等值 电容器来代替试品。回路宜按第6章中的程序重新校准。然后回路带电且加到试验满电压。 如果于扰电平超过规定的试品最大允许局放值的50%，则宜采取措施降低于扰。从测得的局放值 中减去干扰电平是不对的。可采用下述的一种或几种方法来降低干扰。采用示波器作为指示仪器以及 时数字化采集局放量的分析有助于观察者区分试品中的局放和外部干扰，例如背景噪声。有时，可能确 定干扰的类型， 其他电的或非电的检测方法（参见附录G)常用于高压导线的电晕定位或试区其他部位放电定位， 这些方法也可独立地对局放是否产生于试品中给出判断

将所有靠近试验回路的导电性构件适当接地，这些构件不宜带有尖状突出物，以及对试验回路和测 量回路的电源进行滤波可以达到抑制干扰的效果。在被试变压器施加电压的入口设置高压阻波器，其 阻塞频率与局放测量系统的频带范围相匹配，可抑制试验电源系统的传递干扰。选用具有内部屏蔽式 结构的中间试验变压器，阻隔干扰信号的耦合

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消除电磁辐射干扰的根本对策是将试品置于屏蔽良好的试验室，在屏蔽室内进行试验可使干扰明 显降低，此时，所有进屏蔽室的电气连接经过滤波器以达到抑制干扰的目的。尽量缩短局放检测阻抗信 号传输线的长度.检测阻抗应就近接地，减小空间于扰对检测阻抗的影响

IH.3.3电子处理和信号的还原

一般来说，特别是在工厂条件下，灵敏度因存在干扰而受到限制，可以使用电子电路将真正的局放 言号和干扰分开。这些电子方法用起来需特别仔细，并且这些方法不能遮去有效的局放信号。其中的 一些方法叙述如下。

H.3.3.1时间开窗法

仪器可以带有一个门开关，它在预定时间可以断开及闭合以便让信号通过或将其阻塞。如果干 主在有规律的时间间隔中，在这些间隔时间内可以让门关闭。在用交流电压作试验时，真实放电信 常仅有规则地重复发生在试验电压各周波的某一时间间隔中，时间窗可以采用相位锁定且让门只 一时间内打开

H.3.3.2极性鉴别法

对两耦合装置的输出端的脉冲极性进行比较可以区分试品所产生的局放信号和来自试验回路以列 为干扰，见图1d)。用一个逻辑系统进行比较并由它控制上述仪器的门，使它在脉冲极性正确时打开。 最后仅记录试品所产生的脉冲。然而，在由C。及Ck形成的回路中电磁感应引起的干扰很难与局放信 号区别出来，除非采用别的方法

H.3.3.3脉冲平均

在工业环境中，许多十 发生在施加电压每一周波的相同相位 二，因此可以用信号平均技术将随机发 大大降低

尽量减小试验回路的尺寸，并合理选择局放测量仪的频带。无线电广播被限定在一些离散的频带 中，但如果发射频率落在宽带局放仪器的敏感频带内，则局放检测仍将受到影响。可用调谐于干扰频率 带阻滤波器来降低仪器的放大增益以减小这种干扰。另外一种方法是采用窄带仪器，在其调谐的频 率范围内干扰水平可以忽略

当试验回路接地方式不当，例如两点及以上接地的接地网系统中会对测量回路产生干扰，这种干 股与试验电压高低无关。整个试验回路采用一点接地，可降低各种高频信号会经接地线耦合到证 路产生的干扰。采用带有绝缘护套的接地线、放射性连接、缩短接地线长度等措施，可抑制来自接 路的干扰。

无法给出干扰的肯定值，但是，作为一般的原则，在没有屏蔽的工业试验室有可能碰到相当于几百

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pC的视在电荷量的干扰，特别是在试验回路的结构尺寸很大的情况下。采用本附录中所述的技术可以 明显地降低这种干扰。 在有效使用本附录中介绍的降低干扰方法的屏蔽实验室中，并且充分消除来自电源及其他电气系 统的干扰，最终的测量仅受到测量系统自身或因屏蔽、接地或滤波的微小缺陷的限制，通常可使视在电 荷的测量限值达到约1pC

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附录1 （资料性附录） 直流电压试验期间局部放电试验结果的评估 局部放电试验结果的评估应在恒定试验电压水平下，对记录到的每个局部放电脉冲的视在电荷Q 与时间的关系来进行，如图1.1a）所示。确定连续局部放电脉冲之间的时间间隔是非常重要的，推荐的 分辨时间为2ms。

GB／T 23920-2022 低速汽车 最高车速测定方法.pdf）单个局部放电脉冲的视在电荷

图1.1视在脉冲随测量时间的显示模式

如果能显示测量时间期间的局部放电脉冲数m与超过规定國值水平的视在电荷幅值的关系，还可 以获得关于局部放电特性的附加信息，如图I.2a)所示。该图是由图I.1a)所示的局部放电脉冲序列推 导出来的。而且，展示在视在电荷幅值规定限值内出现的脉冲数m有助于评估直流电压试验时局部放 电活动规律

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福值m限值的局部放电脉冲数m：0nC.1nC.2nC.3nC

b）在以下视在电荷qm范围内出现的局部放电脉冲数m： nC~1nC,1nC~2nC、2nC~3nC,3nC~4nC,4nC~5nC

图I.2局部放电脉冲数m与视在电荷范围的柱状图

DB11 489-2016北京基坑支护技术规程.pdfGB/T 73542018