一、WBPBS-V無(wú)局放實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)施工依據(jù)

GB-T 12190         電磁屏蔽室屏蔽效能的測(cè)量方法

GB50205             鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

GJB20219            屏蔽機(jī)房通用技術(shù)要求檢測(cè)

GB/T 51103         電磁屏蔽室工程施工及質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范

GB50174                    電子計(jì)算機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范

GB 9361                     計(jì)算機(jī)場(chǎng)地保障要求

GB/T2887            計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范

BMB3                  處理涉密信息電磁屏蔽技術(shù)要求和測(cè)量方法

GB50116                    火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范

相關(guān)電磁兼容技術(shù)原理和國(guó)家保障的現(xiàn)行規(guī)定

二、WBPBS-V無(wú)局放實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)（其中涉及的尺寸誤差±1%）

屏蔽室整體尺寸：長(zhǎng)7米×寬5米×高4米

控制室整體尺寸：長(zhǎng)3米×寬2米×高4米

手動(dòng)雙開旋轉(zhuǎn)屏蔽門門洞尺寸：寬2米×高3米                   1扇（試品進(jìn)出，有門聯(lián)鎖）

手動(dòng)單開鎖緊屏蔽門尺寸：寬0.9米×1.9米                        1扇（人員進(jìn)出）

控制室小門（非屏蔽）尺寸：寬0.9米×高1.9米                 1扇（人員進(jìn)出，有門連鎖）

絕緣地坪尺寸：長(zhǎng)7.5米×寬5.5米（不挖地）

屏蔽性能（在大門內(nèi)1米處測(cè)量）

磁場(chǎng)：10KHz-100KHz時(shí)≥60dB     電場(chǎng)：100KHz-1GHz時(shí)≥60dB

在空載測(cè)試回路條件下局部放電背景噪音≤1pC

局放試驗(yàn)主回路設(shè)備濾波器：380V/63A/2P                1路

儀器用電電源濾波器：220V/16A/2P                                  1路

照明/空調(diào)用電電源濾波器：220V /32A /2P                1路

屏蔽殼體機(jī)械性能：鋼板不平度≤4mm/M2，屏蔽體垂直度≤5mm

二年內(nèi)變形程度：  頂部下陷 ≤8mm      底部凹陷 ≤3mm

三、WBPBS-V無(wú)局放實(shí)驗(yàn)室屏蔽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝方案

3.1、屏蔽室屏蔽系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案

3.1.1、屏蔽殼體

屏蔽殼體是保證屏蔽室屏蔽性能的基礎(chǔ)，是裝飾材料和大部分附屬系統(tǒng)的載體，是屏蔽室很基本的組成部分，這些都要求屏蔽室的墻體有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)計(jì)算，該屏蔽室整體理論重量約為4t，要求車間地面承受壓力為110kg/m2左右（此重量不含人員、設(shè)備、試品、運(yùn)輸工具和其它）。屏蔽體的使用壽命是20-30年，屏蔽殼體的抗震等級(jí)按照8級(jí)計(jì)算。

綜合考慮底層的承重量、屏蔽室的設(shè)計(jì)壽命、成本和生產(chǎn)工藝及鋼板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，屏蔽室頂板和墻體屏蔽模塊均采用厚度2mm鍍鋅鋼板，鋼板通過(guò)剪切、沖孔、折彎、應(yīng)力處理等工藝制作而成。組裝時(shí)用鍍鋅螺栓、螺母、墊片進(jìn)行固定，中間夾壓導(dǎo)電襯墊組裝而成，側(cè)墻屏蔽模塊采用自支撐結(jié)構(gòu)。為了減少屏蔽體頂部中間部分的下沉，在頂部上方設(shè)置若干根槽鋼加強(qiáng)梁，有效地減少頂部鋼板的變形。

屏蔽室底面采用3mm鋼板，鋼板經(jīng)過(guò)剪切成形，形成單元拼接成標(biāo)準(zhǔn)模塊。將鋼板貼附壓鉚在龍骨框架上，地面龍骨采用方管或其他型鋼焊接；做好后，表面要做防銹處理。

屏蔽室及隔離區(qū)域平面示意圖，

圖1 屏蔽室及隔離區(qū)域平面示意圖

圖2 屏蔽室三維示意圖，供參考

         d

圖3屏蔽室實(shí)物圖（屏蔽室外墻集成護(hù)墻板裝修，室內(nèi)墻面噴塑處理）

屏蔽室底面設(shè)計(jì)

由于屏蔽室的底面長(zhǎng)期承受一定的載荷（如設(shè)備的搬運(yùn)，產(chǎn)品出入等），為減少地板屏蔽體不應(yīng)有的顫動(dòng)和變形，屏蔽室底面采用3mm鋼板+方管龍骨制作而成。車間地面設(shè)計(jì)受力為600kg/m2。

絕緣地坪采用5mmPP絕緣板焊接組成的隔離層，絕緣地坪尺寸：長(zhǎng)7.5米×寬5.5米，試驗(yàn)區(qū)域與外界的絕緣電阻要求10kΩ以上，確保整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)與車間沒有任何電氣連接，防止生產(chǎn)車間中其他電氣設(shè)備的干擾信號(hào)通過(guò)靜電耦合的方式傳導(dǎo)到試驗(yàn)區(qū)域的地表或地下的金屬件（如鋼筋等），然后通過(guò)地線傳入到測(cè)試回路中。

屏蔽室墻體設(shè)計(jì)

屏蔽墻體是用屏蔽模塊連續(xù)拼接組成的六面體結(jié)構(gòu)。墻體屏蔽模塊采用鍍鋅鋼板和矩形管型鋼制作而成，屏蔽模塊可以自行支撐。

屏蔽室頂部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

屏蔽室頂部結(jié)構(gòu)是由2mm鍍鋅鋼板制作成屏蔽模塊，屏蔽室的頂板安裝在側(cè)板內(nèi)側(cè)上方。為了分散屏蔽體的重量和減少屏蔽體頂部中間部分的下沉，在頂部上方設(shè)置若干根加強(qiáng)梁，有效地減少頂部鋼板的變形，保證頂部?jī)赡陜?nèi)下陷 ≤8mm。

屏蔽室門設(shè)計(jì)

手動(dòng)雙開旋轉(zhuǎn)屏蔽門尺寸：寬2米×高3米（一扇，試品進(jìn)出）

1、 結(jié)構(gòu)采用鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，左右門扇均為旋轉(zhuǎn)式，門設(shè)內(nèi)外拉手，門的推拉開啟力為150N。單層電磁密封片，密封片采用鈹青銅材料加工成形，經(jīng)真空熱處理后達(dá)到較好的彈性和耐磨性。屏蔽密封片為可拆卸式每段長(zhǎng)190mm，局部如有損壞易于更換，無(wú)需專業(yè)人員維修。

2、門扇關(guān)閉運(yùn)行10000次無(wú)機(jī)械故障，屏蔽效能指標(biāo)不下降。

3、屏蔽門關(guān)閉時(shí)，先關(guān)閉一扇后用插銷固定，然后再關(guān)閉另一扇，左右門扇之間接縫也要加鈹青銅密封片進(jìn)行屏蔽處理。

4、屏蔽門門檻高度約50mm。

門上裝有進(jìn)出門電源控制通斷開關(guān)。門關(guān)閉后，才能合閘做試驗(yàn)。試驗(yàn)中，門一旦打開，內(nèi)部自動(dòng)斷電。

手動(dòng)單開鎖緊屏蔽門凈尺寸：寬900mm×高1900mm（一扇，人員進(jìn)出）

屏蔽室門是影響整個(gè)屏蔽室屏蔽效果的很重要部位，是保持屏蔽系統(tǒng)總性能免于退化的很薄弱部件，也是系統(tǒng)中單獨(dú)可動(dòng)部分，因此保持屏蔽門屏蔽效能的穩(wěn)定性尤為重要。

（1）、結(jié)構(gòu)采用鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，插刀式手動(dòng)式屏蔽門，雙點(diǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)，雙層電磁密封密封片，密封片采用鈹青銅材料加工成形經(jīng)真空熱處理后達(dá)到較好的彈性和耐磨性。屏蔽密封片為可拆卸式每段長(zhǎng)小于198mm，局部如有損壞易于更換，無(wú)需專業(yè)人員維修。

（2）、插刀式屏蔽門的刀口采用黃銅板制作。

（3）、由于密封片和其接觸部分（屏蔽門的刀口）均屬同性材料，電位差一致，所以在互相接觸點(diǎn)上不會(huì)產(chǎn)生電腐蝕，確保長(zhǎng)時(shí)間的屏蔽效能。

（4）、鎖緊裝置按裝在門框上部，在門框左邊裝有雙點(diǎn)斜楔鎖緊機(jī)構(gòu)，斜楔座架的運(yùn)行采用滾輪滑槽結(jié)構(gòu)。

（5）、鎖緊操作裝置按裝在門板中部，其齒輪機(jī)構(gòu)大大減輕開啟屏蔽門的力度，在門框左邊裝有雙點(diǎn)斜楔鎖緊機(jī)構(gòu)，斜楔座架的運(yùn)行采用軸承滑槽結(jié)構(gòu)，運(yùn)行平穩(wěn)輕巧。

（6）、鎖緊屏蔽門設(shè)計(jì)聯(lián)動(dòng)開啟，室內(nèi)外均可操作。

手動(dòng)門材料：普通黃銅和鈹青銅。

3.1.2、接地系統(tǒng)

屏蔽室的接地系統(tǒng)采用與工廠電網(wǎng)接地系統(tǒng)分開的單獨(dú)接地的方式，即用絕緣地坪隔離和單獨(dú)打接地極的單點(diǎn)接地。要求接地電阻不大于1Ω。（地線由需方負(fù)責(zé)，供方給予技術(shù)支持）

3.1.3、截止波導(dǎo)窗及通風(fēng)系統(tǒng)

本方案選用六角形波導(dǎo)300×300，孔距4.2mm，截止頻率為20GHz的波導(dǎo)窗2只。

在截止波導(dǎo)窗位置安裝強(qiáng)制進(jìn)出通風(fēng)，實(shí)現(xiàn)屏蔽室內(nèi)外的空氣交換。整個(gè)屏蔽室采用1進(jìn)風(fēng)，1出風(fēng)的方式。安裝在控制室內(nèi)。

3.1.4、屏蔽室內(nèi)供配電及照明系統(tǒng)

電氣設(shè)計(jì)施工原則：

根據(jù)屏蔽室使用要求及國(guó)家有關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮屏蔽室內(nèi)系統(tǒng)工作的性質(zhì)和任務(wù)，以電源供配電的質(zhì)量、可靠性和技術(shù)上的先進(jìn)性、人員工作環(huán)境的舒適性等為設(shè)計(jì)原則。

按照各設(shè)備用電負(fù)荷的大小，選擇合適線徑的電力電纜和不同容量的電源濾波器；選用低泄漏電流的電源濾波器，插入衰減與整個(gè)屏蔽室的綜合效能一致；室內(nèi)的電源采用穿管走線，按要求位置配置電源插座。

三相Yyn0連接，可以輸出380V和220V電壓，適應(yīng)不同設(shè)備的需要。

電源經(jīng)濾波器進(jìn)入屏蔽室需要穿過(guò)屏蔽室墻面，穿墻的屏蔽管結(jié)構(gòu)按照?qǐng)D4要求制作。

圖4屏蔽管穿墻示意圖

電源經(jīng)電源濾波器，配電柜輸送到屏蔽室內(nèi)照明及各種用電設(shè)備。

按照使用要求，在屏蔽室的適當(dāng)位置安裝配電盒（PZ30—8~10P），內(nèi)置設(shè)備用電源空開1只（380V/63A），儀器用電源空開1只（220V/16A），照明/空調(diào)用電源空開1只（220V/32A）。

照明開關(guān)2只（兩組合式，把控制室燈和試驗(yàn)區(qū)域燈分開控制），試驗(yàn)區(qū)電源2+3插座（10A）3只，控制室空調(diào)電源專用插座（16A）1只，其它用電電源2+3插座2只。具體安裝位置現(xiàn)場(chǎng)定。

屏蔽室頂部安裝6只無(wú)電磁干擾的燈，其中試驗(yàn)區(qū)5盞，控制室1盞。供方根據(jù)安裝高度，合理地確定燈具的間隙。保證屏蔽室內(nèi)光線的均勻性。

3.1.5、室內(nèi)裝飾

裝修設(shè)計(jì)依據(jù)

GB/T2887     《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范》

GB50174             《電子信息機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB/T9361     《計(jì)算站場(chǎng)地保障要求》

GB50222             《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

機(jī)房樓層及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況

裝修主要材料的選擇

根據(jù)《電子計(jì)算機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》室內(nèi)裝修要求，所選材料應(yīng)為阻燃或難燃

1、頂：噴塑處理；

2、墻面

室外墻面：上等潔凈板裝修；見圖5。

室內(nèi)墻面：噴塑處理；見圖6。

地面：刷防銹漆；見圖6。

控制室

控制室尺寸：長(zhǎng)3米×寬2米×高3.5米，控制室面向試驗(yàn)區(qū)域設(shè)700mm（高度）×1000mm（長(zhǎng)度）觀察窗2套，觀察窗采用通透的5mm+5mm厚度鋼化玻璃夾不銹鋼網(wǎng)，見圖7?？刂剖腋魯嗖捎蒙系葷崈舭逯谱鳎砼鋫淙藛T進(jìn)出門一扇，尺寸為寬900mm×高1900mm。門上裝有進(jìn)出門電源控制通斷開關(guān)。門關(guān)閉后，才能合閘做試驗(yàn)，如果在試驗(yàn)中，一旦打開，內(nèi)部自動(dòng)斷電。

圖5室外上等潔凈板裝修

圖6室內(nèi)噴塑處理+地面刷防銹漆

圖7觀察窗

室內(nèi)電器照明系統(tǒng)

1、工作區(qū)域采用無(wú)電磁干擾照明燈具照明。

2、照明控制選用開關(guān)箱，開關(guān)控制。

3、屏蔽室內(nèi)配置開關(guān)插座，合理安排燈具開關(guān)、插座、數(shù)量及位置，以確保照度達(dá)到要求。

4、試驗(yàn)區(qū)壁掛式空調(diào)需方提供，須在供方施工期間安裝，放置于不影響設(shè)備位置，具體由雙方商定。

四、WBPBS-V無(wú)局放實(shí)驗(yàn)室雙方合作事宜

1、屏蔽室的選址須在雙方共同協(xié)商下進(jìn)行，屏蔽室在需方現(xiàn)場(chǎng)的位置須盡量避開大型強(qiáng)干擾源50米以上。

2、供方派員完成屏蔽室及底部絕緣地坪的制作。

3、供方在需方現(xiàn)場(chǎng)施工，安裝調(diào)試過(guò)程中，需方應(yīng)盡量提供供方無(wú)法攜帶的工具設(shè)備，如電焊機(jī)、氧氣乙炔、起吊設(shè)備，以及其它材料、如設(shè)備連接電源線等。

4、需方把電源線引到局放屏蔽室所在位置。

5、需方盡量提供供方安裝人員的工作餐。

6、若有需要，由需方、供方及有資質(zhì)檢測(cè)單位組成聯(lián)合驗(yàn)收小組，對(duì)屏蔽室的屏蔽效能進(jìn)行復(fù)測(cè)，性能應(yīng)符合合同中有關(guān)規(guī)定的指標(biāo)。

7、為保證測(cè)試公正性，如需第三方測(cè)試屏蔽室，測(cè)試結(jié)果合格，測(cè)試費(fèi)用由需方負(fù)責(zé)；若測(cè)試結(jié)果不合格，測(cè)試費(fèi)用由供方負(fù)責(zé)且供方須整改至合格，其產(chǎn)生的整修和二次測(cè)試費(fèi)均由供方負(fù)責(zé)。

8、屏蔽室安裝結(jié)束后由需方派出專人按雙方制訂的合同有關(guān)要求，對(duì)該工程的電氣、裝飾及其它配置設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收。

9、在上述項(xiàng)目驗(yàn)收均合格后，供方將該工程交付給需方，驗(yàn)收工作結(jié)束。

10、屏蔽室部分需方負(fù)責(zé)項(xiàng)目

第1章 局放理論概述

在開始我們的實(shí)驗(yàn)以前，我們首先應(yīng)該對(duì)局部放電有個(gè)初步的了解，為什么要測(cè)量局部放電？局部放電有什么危害？怎樣準(zhǔn)確測(cè)量局部放電？有了上述理論基礎(chǔ)可以幫助我們理解測(cè)量過(guò)程中的正確操作。

一、局部放電的定義及產(chǎn)生原因

在電場(chǎng)作用下，絕緣系統(tǒng)中只有部分區(qū)域發(fā)生放電，但尚未擊穿，（即在施加電壓的導(dǎo)體之間沒有擊穿）。這種現(xiàn)象稱之為局部放電。局部放電可能發(fā)生在導(dǎo)體邊上，也可能發(fā)生在絕緣體的表面上和內(nèi)部，發(fā)生在表面的稱為表面局部放電。發(fā)生在內(nèi)部的稱為內(nèi)部局部放電。而對(duì)于被氣體包圍的導(dǎo)體附近發(fā)生的局部放電，稱之為電暈。由此 總結(jié)一下局部放電的定義，指部分的橋接導(dǎo)體間絕緣的一種電氣放電，局部放電產(chǎn)生原因主要有以下幾種：

電場(chǎng)不均勻。

電介質(zhì)不均勻。

制造過(guò)程的氣泡或雜質(zhì)。*經(jīng)常發(fā)生放電的原因是絕緣體內(nèi)部或表面存在氣泡；其次是有些設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生熱脹冷縮,不同材料特別是導(dǎo)體與介質(zhì)的膨脹系數(shù)不同，也會(huì)逐漸出現(xiàn)裂縫；再有一些是在運(yùn)行過(guò)程中有機(jī)高分子的老化，分解出各種揮發(fā)物，在高場(chǎng)強(qiáng)的作用下，電荷不斷地由導(dǎo)體進(jìn)入介質(zhì)中， 在注入點(diǎn)上就會(huì)使介質(zhì)氣化。

二 、局部放電的模擬電路及放電過(guò)程簡(jiǎn)介

介質(zhì)內(nèi)部含有氣泡，在交流電壓下產(chǎn)生的內(nèi)部放電特性可由圖1—1的模擬電路(a b c等值電路)予以表示；其中Cc是模擬介質(zhì)中產(chǎn)生放電間隙(如氣泡)的電容；Cb代表與Cc串聯(lián)部分介質(zhì)的合成電容；Ca表示其余部分介質(zhì)的電容。

I——介質(zhì)有缺陷(氣泡)的部份(虛線表示)

II——介質(zhì)無(wú)缺陷部份

圖1—1  表示具有內(nèi)部放電的模擬電路

圖1—1中以并聯(lián)有—對(duì)火花間隙的電容Cc來(lái)模擬產(chǎn)生局部放電的內(nèi)部氣泡。圖1—2表示了在交流電壓下局部放電的發(fā)生過(guò)程。

U(t)一一外施交流電壓

Uc(t)一一氣泡不擊穿時(shí)在氣泡上的電壓

Uc’(t)一一有局部放電時(shí)氣泡上的實(shí)際電壓

Vc一一氣泡的擊穿電壓

Y r一一氣泡的殘余電壓   

Us—局部放電起始電壓(瞬時(shí)值)

Ur一一與氣泡殘余電壓v r對(duì)應(yīng)的外施電壓

Ir一一氣泡中的放電電流

電極間總電容Cx=Ca＋(Cb×Cc)/(Cb＋Cc)=Ca電極間施加交流電壓 u(t)時(shí)，氣泡電容Cc上對(duì)應(yīng)的電壓為Uc(t)。如圖2—1所示，此時(shí)的Uc(t)所代表的是氣泡理想狀態(tài)下的電壓（既氣泡不發(fā)生擊穿）。

Uc(t)=U(t)×Cb/Cc＋Cb

外施電壓U(t)上升時(shí)，氣泡上電壓Uc(t)也上升，當(dāng)U(t)上升到Us時(shí)，氣泡上電壓Uc達(dá)到氣泡擊穿電壓,氣泡擊穿，產(chǎn)生大量的正、負(fù)離子，在電場(chǎng)作用下各自遷移到氣泡上下壁，形成空間電菏，建立反電場(chǎng)，削弱了氣泡內(nèi)的總電場(chǎng)強(qiáng)度，使放電熄滅，氣泡又恢復(fù)絕緣性能。這樣的一次放電持續(xù)時(shí)間是極短暫的，對(duì)一般的空氣氣泡來(lái)說(shuō)，大約只有幾個(gè)毫微秒(10的負(fù)8次方到10的負(fù)9次方秒)。所以電壓Uc(t)幾乎瞬間地從Vc降到Vr，Vr是殘余電壓；而氣泡上電壓Uc‘(t)將隨U(t)的增大而繼續(xù)由Vr升高到Vc時(shí)，氣泡再—次擊穿，發(fā)生又—次局部放電，但此時(shí)相應(yīng)的外施電壓比Us小，為(Us-Ur)，這是因?yàn)闅馀萆嫌袣堄嚯妷?/span>Vr的內(nèi)電場(chǎng)作用的結(jié)果。Vr是與氣泡殘余電壓Yr相應(yīng)的外施電壓，如此反復(fù)上述過(guò)程，即外施電壓每增加(Us-Ur)，就產(chǎn)生一次局部放電．直到前—次放電熄滅后，Uc’(t)上升到峰值時(shí)共增量不足以達(dá)Vc(相當(dāng)于外施電壓的增量Δ比(Us-Ur)小)為止。

此后，隨著外施電壓U(t)經(jīng)過(guò)峰值Um后減小，外施電壓在氣泡中建立反方向電場(chǎng)，由于氣泡中殘存的內(nèi)電場(chǎng)電壓方向與外電場(chǎng)方向相反，故外施電壓須經(jīng)(Us+Ur))的電壓變化，才能使氣泡上的電壓達(dá)到擊穿電壓Vc，(假定正、負(fù)方向擊穿電壓Vc相等)，產(chǎn)生一次局部放電。放電很快熄滅，氣泡中電壓瞬時(shí)降到殘余電壓Vr(也假定正、負(fù)方向相同)。外施電壓繼續(xù)下降，當(dāng)再下降(Us-Ur)時(shí)，氣泡電壓就又達(dá)到Vc從而又產(chǎn)生一次局部放電。如此重復(fù)上述過(guò)程，直到外施電壓升到反向蜂值一Um的增量Δ不足以達(dá)到(Us-Ur)為止。外施電壓經(jīng)過(guò)一Um峰值后，氣泡上的外電場(chǎng)方向又變?yōu)檎较?，與氣泡殘余電壓方向相反，故外施電壓又須上升(Us+Ur)產(chǎn)生第—次放電，熄滅后，每經(jīng)過(guò)Us—Ur的電壓上升就產(chǎn)生一次放電，重復(fù)前面所介紹的過(guò)程。如圖1—2所示。

由以上局部放電過(guò)程分析，同時(shí)根據(jù)局部放電的特點(diǎn)（同種試品，同樣的環(huán)境下，電壓越高局部放電量越大）可以知道：一般情況下，同一試品在一、三象限的局部放電量大于二、四象限的局部放電量。那是因?yàn)樗鼈兪请妷旱纳仙亍＃ǖ谌笙奘请妷贺?fù)的上升沿）。這就是我們測(cè)量中為什么把時(shí)間窗刻意擺在一、三象限的原因。

三、局部放電的測(cè)量原理：

四、局部放電的表征參數(shù)

局部放電是比較復(fù)雜的物理現(xiàn)象，必須通過(guò)多種表征參數(shù)才能全方位的描繪其狀態(tài)，同時(shí)局部放電對(duì)絕緣破壞的機(jī)理也是很復(fù)雜的，也需要通過(guò)不同的參數(shù)來(lái)評(píng)定它對(duì)絕緣的損害，目前我們只關(guān)心兩個(gè)基本參數(shù)。

視在放電電荷——在絕緣體中發(fā)生局部放電時(shí)，絕緣體上施加電壓的兩端出現(xiàn)的脈動(dòng)電荷稱之為視在放電電荷，單位用皮庫(kù)（pc）表示，通常以穩(wěn)定出現(xiàn)的*大視在放電電荷作為該試品的放電量。

放電重復(fù)率——在測(cè)量時(shí)間內(nèi)每秒中出現(xiàn)的放電次數(shù)的平均值稱為放電重復(fù)率，單位為次/秒，放電重復(fù)率越高，對(duì)絕緣的損害越大。

第2章  局放測(cè)試的試驗(yàn)系統(tǒng)接線。

在了解了局部放電的基本理論之后，在本章我們的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向?qū)嶋H操作，我們先介紹局部放電測(cè)試中常用的三種接法，隨后我們?cè)俳榻B整個(gè)系統(tǒng)的接線電路，*后我們?cè)俜謩e介紹幾種典型的試品的試驗(yàn)線路。

一、局放電測(cè)試電路的三種基本接法及優(yōu)缺點(diǎn)。

（1）   標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)電路，又稱并聯(lián)法。適合于必須接地的試品。其缺點(diǎn)是高壓引線對(duì)地雜散電容并聯(lián)在 CX上，會(huì)降低測(cè)試靈敏度。

（2）接法的串聯(lián)法，其要求試品低壓端對(duì)地浮置。其優(yōu)點(diǎn)是變壓器入口電容、高壓線對(duì)地雜散電容與耦合電容CK并聯(lián)，有利于提高試驗(yàn)靈敏度。缺點(diǎn)是試樣損壞時(shí)會(huì)損壞輸入單元。

（3）平衡法試驗(yàn)電路：要求兩個(gè)試品相接近，至少電容量為同一數(shù)量級(jí)其優(yōu)點(diǎn)是外干擾強(qiáng)烈的情況下，可取得較好抑制干擾的效果，并可消除變壓器雜散電容的影響，而且可做大電容試驗(yàn)。缺點(diǎn)是須要兩個(gè)相似的試品，且當(dāng)產(chǎn)生放電時(shí)，需設(shè)法判別是哪個(gè)試品放電。

值得提出的是：由于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件的限制（找到兩個(gè)相似的試品且要保證一個(gè)試品無(wú)放電不太容易），所以在現(xiàn)場(chǎng)平衡法比較難實(shí)現(xiàn)，另外，由于采用串聯(lián)法時(shí)，如果試品擊穿，將會(huì)對(duì)設(shè)備造成比較大的損害，所以出于對(duì)設(shè)備保護(hù)的想法，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)一般采用并聯(lián)法。

二、采用并聯(lián)法的整個(gè)系統(tǒng)的接線原理圖。

該系統(tǒng)采用脈沖電流法檢測(cè)高壓試品的局部放電量，由控制臺(tái)控制調(diào)壓器和變壓器在試品的高壓端產(chǎn)生測(cè)試局放所需的預(yù)加電壓和測(cè)試電壓，通過(guò)無(wú)局放藕合電容器和檢測(cè)阻抗將局部放電信號(hào)取出并送至局部放電檢測(cè)儀顯示并判斷和測(cè)量。系統(tǒng)中的高壓電阻為了防止在測(cè)試過(guò)程中試品擊穿而損壞其他設(shè)備，兩個(gè)電源濾波器是將電源的干擾和整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)分開，降低整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的背景干擾。

根據(jù)上述原理圖可以看出，局部放電測(cè)試的靈敏度和準(zhǔn)確度和整個(gè)系統(tǒng)密切相關(guān)，要想順利和準(zhǔn)確的進(jìn)行局部放電測(cè)試，就必須將整個(gè)系統(tǒng)考濾周到，包括系統(tǒng)的參數(shù)選取和連接方式。另外，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，由于是驗(yàn)證性試驗(yàn)，高壓限流電阻可以省掉。

三、幾種典型試品的接線原理圖。

（1）電流互感器的局放測(cè)試接線原理圖

（2）電壓互感器的局放測(cè)試接線原理圖

A．工頻加壓方式接線原理圖

為了防止電壓互感器在工頻電壓下產(chǎn)生大的勵(lì)磁電流而損壞，高壓電壓互感器一般采取自激勵(lì)的加壓方式。在電壓互感器的低壓側(cè)加一倍頻電源，在電壓互感器的高壓端感應(yīng)出高壓來(lái)進(jìn)行局部放電實(shí)驗(yàn)。這就是通常所說(shuō)的三倍頻實(shí)驗(yàn)。其接線原理圖如下：

(3)高壓電容器.絕緣子的局放測(cè)試接線原理圖

(4) 發(fā)電機(jī)的局放測(cè)試接線原理圖

（5）變壓器的局部放電測(cè)試接線原理圖

我們僅僅是在原理性的總結(jié)了幾種典型試品的接線原理圖，至于各種試品的加壓方式和加壓值的多少，我們?cè)谧鲈囼?yàn)的時(shí)侯要嚴(yán)格遵守每種試品的出廠檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)或交接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

第三章  概述

WBTCD-9308智能局部放電檢測(cè)儀是我公司*新推向市場(chǎng)的新一代數(shù)字智能儀器，該儀器在原有產(chǎn)品WBJF-2010、JF-2020局放儀的基礎(chǔ)上采用嵌入式ARM系統(tǒng)作為中央處理單元，控制12位分辨率的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將采集到的數(shù)據(jù)存放在雙端口RAM中。實(shí)現(xiàn)從模擬到數(shù)字的跨越。使用26萬(wàn)色高分辨率TFT-LCD數(shù)字液晶顯示模組實(shí)時(shí)顯示放電脈沖波形，配備VGA接口，可外接顯示器。與傳統(tǒng)的模擬式示波管顯示局部放電檢測(cè)儀相比有以下特點(diǎn)：

1.彩色顯示器，雙色顯示波形，更清晰直觀；

2.可鎖定波形，更方便仔細(xì)查看放電波形細(xì)節(jié)；

3.自動(dòng)測(cè)量并顯示試驗(yàn)電源時(shí)基頻率，無(wú)需手動(dòng)切換；

4.配備VGA接口，可外接大尺寸顯示器；

5.與示波管相比壽命更長(zhǎng)。

6.具有波形鎖定、打印試驗(yàn)報(bào)告功能

本儀器檢測(cè)靈敏度高，試樣電容覆蓋范圍大，適用試品范圍廣，輸入單元（檢測(cè)阻抗）配備齊全，頻帶組合多（九種）。儀器經(jīng)適當(dāng)定標(biāo)后能直讀放電脈沖的放電量。

本儀器是電力部門、制造廠家和科研單位等廣泛使用的局部放電測(cè)試儀器。

第四章  主要技術(shù)指標(biāo)：

1．可測(cè)試品的電容范圍： 6PF—250uF。

2．檢測(cè)靈敏度（見表一）：

表一

（1）低端：10KHZ、20KHZ、40KHZ任選。

（2）上端：80KHZ、200KHZ、300KHZ任選。

4、放大器增益調(diào)節(jié)：

粗調(diào)六檔，檔間增益20±1dB；細(xì)調(diào)范圍≥20dB。每檔之間數(shù)據(jù)為10倍關(guān)系：如第三檔檢測(cè)數(shù)據(jù)為98，則第2檔顯示數(shù)據(jù)為9.8，如在第三檔檢測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)120，則應(yīng)調(diào)至第2檔來(lái)檢測(cè)數(shù)據(jù)，所得數(shù)據(jù)應(yīng)乘以10才為實(shí)際測(cè)量值。

5、時(shí)間窗：

（1）窗寬：可調(diào)范圍15°-175°；

（2）窗位置：每一窗可旋轉(zhuǎn)0°- 180°；

（3）兩個(gè)時(shí)間窗可分別開或同時(shí)開。

6、放電量表：

0-100誤差<±3％（以滿度計(jì)）。

7、橢圓時(shí)基：

（1）頻率：50HZ、或外部電源同步（任意頻率）

（2）橢圓旋轉(zhuǎn)：以30°為一檔，可作360°旋轉(zhuǎn)。

（3）顯示方式：橢圓—直線。

8、試驗(yàn)電壓表：

精度：優(yōu)于±3％（以滿度計(jì)）。

9、體積： 320×480×190（寬×深×高）mm³。

10、重量：約15Kg。

三、系統(tǒng)工作原理：

本機(jī)的局部放電測(cè)試原理是高頻脈沖電流測(cè)量法（ERA法）。

試品Ca在試驗(yàn)電壓下產(chǎn)生局部放電時(shí)，放電脈沖信號(hào)經(jīng)藕合電容Ca送入輸入單元，由輸入單元拾取到脈沖信號(hào)，經(jīng)低噪聲前置放大器放大，濾波放大器選擇所需頻帶及主放大器放大（達(dá)到所需幅值與產(chǎn)生零標(biāo)志脈沖）后，在示波屏的橢圓掃描基線上產(chǎn)生可見的放電脈沖，同時(shí)也送至脈沖峰值表顯示其峰值。

時(shí)間窗單元控制試驗(yàn)電壓每一周期內(nèi)脈沖峰值的工作時(shí)間，并在這段時(shí)間內(nèi)將示波屏的相應(yīng)顯示區(qū)加亮，用它可以排除固定相位的干擾。

試驗(yàn)電壓表經(jīng)電容分壓器產(chǎn)生試驗(yàn)電壓過(guò)零標(biāo)志訊號(hào)，在示波屏上顯示零標(biāo)脈沖，橢圓時(shí)基上兩個(gè)零標(biāo)脈沖，通過(guò)時(shí)間窗的寬窄調(diào)節(jié)可確定試驗(yàn)電壓的相位，試驗(yàn)電壓大小由數(shù)字電壓表指示。

整個(gè)系統(tǒng)的工作原理可參看方框圖（圖一）。

四、結(jié)構(gòu)說(shuō)明

本儀器為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱結(jié)構(gòu)，儀器分前面板及后面板兩部分，各調(diào)節(jié)元件的位置及位置和功能見下圖說(shuō)明。

1、4：長(zhǎng)按改變門窗的位置

2、3：長(zhǎng)按改變門窗的寬度

5：時(shí)鐘設(shè)置按鈕

6：按9號(hào)鍵鎖定后再按此鍵，即可打印試驗(yàn)報(bào)告

7：分壓比設(shè)置按鈕

8：門開關(guān)，重復(fù)按可選擇左右門

9：波形鎖定按鍵

10：橢圓旋轉(zhuǎn)按鈕

11：顯示方式按鈕

12：取消按鈕

A、B、C通道選擇旋鈕與后面板A、B、C測(cè)量通道相對(duì)應(yīng)

備注： 如需數(shù)據(jù)導(dǎo)出，步驟如下：

（1）在電腦上安裝好RS232通用串口線驅(qū)動(dòng)。（驅(qū)動(dòng)盤里有安裝介紹）及局放試驗(yàn)報(bào)告編輯器軟件。

（2）將串口線和局放儀后面的數(shù)據(jù)接口連接好。   

（3）將需要保存的波形鎖定然后點(diǎn)擊 局放試驗(yàn)報(bào)告編輯器

（4）點(diǎn)擊Start鍵生成鎖定后的數(shù)據(jù)，然后點(diǎn)擊測(cè)試報(bào)告如下圖所示：

（5）點(diǎn)擊測(cè)試報(bào)告后則會(huì)出現(xiàn)局放試驗(yàn)報(bào)告編輯器可以根據(jù)需要填寫上面的內(nèi)容。

（6）填寫好表格后點(diǎn)擊生成報(bào)告數(shù)據(jù)會(huì)以Word文檔的形式出現(xiàn)，再將數(shù)據(jù)保存至電腦，如下圖所示：