高速数据采集卡在局部放电检测中的应用
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kunchi发帖:36
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发表于:2016-04-07 13:54
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1、简介

局部放电的检测对于电力设备运行的安全,避免突发性故障的发生及其重要。坤驰科技的高速数据采集卡具备高采样率、高分辨率、宽带宽等特点,可以满足对放电信号的实时采集与分析,是局部放电检测系统的重要组成部分。

同时,坤驰科技的数据回放卡(任意波形发生器,AWG)可以生成复杂信号,模拟局部放电信号特征,对局部放电的研究有极大的帮助。

2、定义与原理

内部局部放电:在介质内部或介质与电极之间的气隙放电,都属于内部局部放电。放电的特性与介质的特性和气隙的形状、大小、位置以及气隙中气体的性质有关。气泡壁四周都为介质。

表面局部放电:放电过程与内部放电相同,不同为气泡壁只有一边为介质,另一边为导体。

气晕放电:发生在 导体周围都是气体的情况下

3、危害

局部放电的能量虽然很小,但它会使绝缘材料老化,随着介质放电的通道逐渐增长,最终可能使整个绝缘击穿或闪络。

局部放电对绝缘的危害主要表现为:

(1) 由仅在局部放电区域内存在的具有强化学作用的活性基团,这些活性生成物以及在放电作用下形成的聚合物支链的活性基团与气体介质的氧或与由局部放电造成的其它活性物质相作用,腐蚀绝缘体,使聚合物氧化。

(2) 放电点处介质发热可达到很高的温度,长期放电的部位很易被烧焦或化。温度升高会产生热裂解、氧化裂解,同时温度提高会增大介质的电导和损耗,由此产生恶性循环,加速热老化。

(3) 放电过程产生的电子或离子能量很高,在电场作用下撞击介质表面,可能打断绝缘体的化学键,使表面腐蚀,开裂或产生气体。

(4) 放电过程中所产生的紫外线与X射线的辐照作用,使分子裂解.使高分子分解成单体。对于某些材料,上述射线会促使分子间的交联,使材料发脆。

(5) 断续爆破性的放电和放电产生的高压力气体,会使绝缘体开裂,从而形成新的放电点。放电时产生的声波也会引起机械化学作用。机械振动波也会使高分子裂解成低分子。

4、局部放电测量

在工频直流、交流和冲击电压下,局部放电的机理与种类有很大差别。

根据相关研究表明:直流电压与冲击电压引起的局部放电带来的危害远小于工频电压下局部放电所造成的危害

工频电压:

我国单相电源工频电压,50赫兹,220V。三相电源工频电压是50赫兹380V。

局部放电特征:

无论是绝缘内部放电还是表明局部放电、电晕放电,都与实验电压高低有直接关系。

这些局部放电信号一般由多个幅值不等、发生相位有一定规律的脉冲组成。

局部放电参数:

视在电荷量q、重复率n、平均放电电流I、放电功率P、局部放电起始电压Ui、局部放电熄灭电压Ue、局部放电实验电压

视在电荷量q:

在试品两端注入一定电荷量,使试品端电压的变化和由局部放电本身引起的端电压的变化相同,此注入量即为局部放电的视在电荷置,一般用皮库(pC)表示。

重复率n:

在选定的时间间隔内,所测得的每秒钟局部放电脉冲的平均数。

平均放电电流I:

在某一时间间隔内,电荷绝对值的平均值。

放电功率P:

某一时间间隔隔内,视在电荷量与产生脉冲时的瞬时电压值乘积的总和除以时间间隔。

局部放电起始电压Ui:

当加于试品上的电压从观测不到局部放电的较低值逐渐增加到在试验回路中观测到局部放电时的最低电压.在实践中,起始电压Ui是局部放电幅值等于或小于某一规定值时的最低电压。

局部放电熄灭电压Ue:

当加于试品上的电压从观测到局部放电的较高值逐渐降低到在试验回路中能观测到局部放电时的最低电压。在实践中、熄灭电压Ue是局部放电幅值等于或小于某一定值的最低电压。

局部放电实验电压:

局部放电试验电压,是在某一规定程序中在试品上所加的规定电压,在此电压下局部放电量不应超过某规定值。

局部放电测量的方法很多,都是根据局部放电过程所发生的物理和化学效应,通过测量局部放电所产生的电荷交换、能量的损耗、放射的电磁波、发出的声和光以及生成一些新的生成物等信息,来表征局部放电的状态。分类:信息中有电信息与无电信息、电测法、非电测法

电测法:脉冲电流法(ERA)、电桥法、脉冲极性鉴别法、无线电干扰电压法(RIV)。

脉冲电流法(ERA法):脉冲电流法就是利用检测阻抗检测局部放电产生时出现的电压脉冲信号。

无线电干扰测量法(RIV):这种测量方法是利用无线电干扰仪对设备进行局部放电测量,其测试原理和脉冲电流法的测试原理相同,结构和操作比较简单,对于气体中的放电检测有较高的灵敏度。对于放电形成时间较长的油中局部放电的情况,检测灵敏度将显著下降,但因RIV法频带窄及中心频率可变,故抗干扰性较好。

5.高速数据采集卡应用案例

高速数据采集方式和PCIe总线的高速数据采集卡应是局放监测系统在硬件上的发展趋势,这种配置方式有利于局放信号的实时显示与分析,从而有利于对局放的信号特点和机理作进一步研究。

变压器局部放电在线监测中数据采集系统

选用坤驰科技的QT1125:4通道、1.25GSPS/4通道、2GB板载内存



 
       
     
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