第4章 局部放电测量的基本原理
- 格式：doc
- 大小：936.50 KB
- 文档页数：12
下载文档原格式
合集下载
局部放电检测的基本原理
Ck Zd
Parallel circuit
o A
8
2. The Detection Impedance
Functions: (1) to transfer the impulse current into voltage and 取得局部放电所产生的高频脉冲信号 (2) to suppress the interferences of power frequency and harmonic from source.
Cv Cd Cx (1 Cd Ck )
灵敏度最大的条件为Cd≈0及Ck>>Cd
d
17
3. The Amplification of Impulses
3.1 Classification of amplifier
(1)wide-band and low-frequency amplifier 宽频带和低频放大
impulse become so sharp and will not be amplified fully in some amplifier, which
result in smaller impulse amplitude →sensitivity↘.
测量得到脉冲高度虽然与Rd无关，但降低Rd会使得脉冲下降变快，频谱变宽，对 放大器要求高，降低灵敏度.
Udm
1 fd 2 2RdCt
h
1 Rd Ct
3dB
ud m
U dm
2
t If considering the rising edge of impulse
h
fd2
, f
Frequency spectrum of RC circuit
局部放电的测量《高电压技术》课件知识介绍
03
局部放电的测量仪器
脉冲电流法测量仪器
脉冲电流法测量仪器是利用局部放电 时产生的脉冲电流信号来检测局部放 电的一种仪器。
该仪器具有较高的灵敏度和分辨率， 能够准确反映局部放电的特征和变化 趋势。
它通常由电流传感器、信号处理单元 和显示单元等组成，能够实时监测和 记录局部放电的强度、频率等信息。
电测法
总结词
通过测量局部放电产生的电信号来检测局部放电的方法。
详细描述
电测法是最常用的局部放电测量方法，通过在试品两端施加一定电压，测量试 品中的电信号，如电流、电压等参数的变化，从而判断局部放电的存在和程度。
光测法
总结词
通过测量局部放电产生的光信号来检测局部放电的方法。
详细描述
光测法利用局部放电过程中产生的光信号进行检测，通过测 量光信号的强度、波长等参数，可以判断局部放电的存在和 程度。
光学测量仪器广泛应用于高压 电气设备的局部放电检测和故 障诊断。
超声波测量仪器
01 02 03 04
超声波测量仪器是利用局部放电时产生的超声波信号来检测局部放电 的一种仪器。
它通常由超声波传感器、信号处理单元和显示单元等组成，能够实时 监测和记录局部放电的超声波信号强度、频率等信息。
该仪器具有非接触、远程检测等优点，能够准确反映局部放电的特征 和变化趋势。
案例三：GIS设备局部放电的测量
总结词
GIS设备是一种封闭式的高压电气设备，局部放电的测量对于保障GIS设备的正常运行 具有重要意义。
详细描述
GIS设备局部放电的测量通常采用超高频法、超声波法等，通过测量GIS设备中产Байду номын сангаас的 电磁波或声波信号，可以判断GIS设备是否存在局部放电。在测量过程中，需要注意
高压开关的局部放电分析与检测
高压开关的局部放电分析与检测高压开关是电力系统中重要的设备之一，其中局部放电是常见的故障现象。
局部放电的存在会导致开关的性能下降，甚至引发故障，因此对高压开关进行局部放电的分析与检测至关重要。
1. 局部放电的定义与原理局部放电是指在高电场强度作用下，介质中局部地出现的暂时的放电现象。
由于高压开关通常处于高压环境下工作，介质中存在着微小的缺陷，当电场强度超过局部放电起始电场强度时，缺陷处会出现放电现象。
局部放电会产生瞬时的电流和电压波形，导致系统的故障。
2. 局部放电的检测方法目前，常用的局部放电检测方法包括超声波法、电容法、累积量法和谐波分析法等。
2.1 超声波法超声波法是通过检测局部放电产生的声波信号来判断是否存在局部放电。
超声波法能够检测到开关内部的放电现象，并可以通过声音的强弱来评估放电的严重程度。
该方法具有精度高、对环境影响较小等优点。
2.2 电容法电容法是利用高压开关系统内部的电容来检测局部放电。
通过测量电容的变化，可以判断是否存在放电现象。
电容法相比其他方法具有灵敏度高、实时性好的特点。
2.3 累积量法累积量法是将局部放电产生的离子进行收集和计数，通过计算累积量的变化来分析放电的程度。
累积量法具有可靠性高、抗干扰能力强的优点。
2.4 谐波分析法谐波分析法是通过分析局部放电产生的谐波特征来判断放电的现象。
利用高频和超高频谐波频谱的变化，可以评估放电的强度和位置。
谐波分析法准确性高，但需要专业仪器进行分析。
3. 局部放电分析的意义与要求局部放电的分析可以帮助我们评估高压开关的健康状况，及时发现潜在的故障风险，采取相应的维修和保养措施。
为了准确分析局部放电，有以下几点要求。
3.1 选取合适的检测方法不同的局部放电检测方法适用于不同的情况，我们需根据具体情况选择合适的检测方法。
例如，对于已安装的高压开关，超声波法可能是最合适的检测方法之一。
3.2 确定检测频率和周期检测局部放电的频率和周期需要合理选择，过低的频率和长的周期可能会导致漏检，而过高的频率和短的周期则可能会造成浪费和资源消耗。
局部放电的测量(共6张PPT)
第2页，共6页。
高电压技术
Cm：其余大部分绝缘的电容局部放电的特点：
介质发生局部放电时，伴随着许多电学和非电学现象。
这又些分现 为象直都接可法以与用平来衡判法断。局部放电介是否质存在发，因生此检局测方部法也放可分电为电时的和，非电伴的两随类。着许多电学和非电学现象。如电
介Cm质：发其生余局大部部放分电绝时缘，的伴电随容着许多脉电学冲和非的电学产现象生。 、介质损耗的增大及电磁波放射；光、热、噪
试品与检测阻抗
相串联的回路
第6页，共6页。
电桥平衡回路
高电压技术
高电压技术
局部放电的测量
第1页，共6页。
高电压技术
局部放电的概念和特点：
局部放电的概念： Partial Discharge，指在一定外施电压作用下，电气设
备内部绝缘弱点处发生的局部重复击穿和熄灭现象。 局部放电的危害：
局部放电发生在一个或几个绝缘内部缺陷中（如气隙或 气泡），在这个小空间内电场强度很大。虽然其放电能量很 小，短期内对设备的绝缘强度并不造成影响，但在工作电压 的长期影响下，局部放电会逐步扩大，并产生不良化合物， 使绝缘慢慢损坏，导致整个绝缘被击穿，发生突发性故障。
介质发生局部放电时，伴随着许多电学和非电学现象。
局部放电发生在一个或几个绝缘内部缺陷中（如气隙或气泡），在这个小空间内电场强度放电的测量
(a)具有气泡的介质剖面
一般：Cm>>Cg >> Cb
(b)等值电路
第5页，共6页。
高电压技术
脉冲电流法测PD的基本回路：
试品通过Ck后与检测阻抗并 联的回路
为电的和非电的两类。
Cm：其余大部分绝缘的电容
第3页，共6页。
高电压技术
Cm：其余大部分绝缘的电容局部放电的特点：
介质发生局部放电时，伴随着许多电学和非电学现象。
这又些分现 为象直都接可法以与用平来衡判法断。局部放电介是否质存在发，因生此检局测方部法也放可分电为电时的和，非电伴的两随类。着许多电学和非电学现象。如电
介Cm质：发其生余局大部部放分电绝时缘，的伴电随容着许多脉电学冲和非的电学产现象生。 、介质损耗的增大及电磁波放射；光、热、噪
试品与检测阻抗
相串联的回路
第6页，共6页。
电桥平衡回路
高电压技术
高电压技术
局部放电的测量
第1页，共6页。
高电压技术
局部放电的概念和特点：
局部放电的概念： Partial Discharge，指在一定外施电压作用下，电气设
备内部绝缘弱点处发生的局部重复击穿和熄灭现象。 局部放电的危害：
局部放电发生在一个或几个绝缘内部缺陷中（如气隙或 气泡），在这个小空间内电场强度很大。虽然其放电能量很 小，短期内对设备的绝缘强度并不造成影响，但在工作电压 的长期影响下，局部放电会逐步扩大，并产生不良化合物， 使绝缘慢慢损坏，导致整个绝缘被击穿，发生突发性故障。
介质发生局部放电时，伴随着许多电学和非电学现象。
局部放电发生在一个或几个绝缘内部缺陷中（如气隙或气泡），在这个小空间内电场强度放电的测量
(a)具有气泡的介质剖面
一般：Cm>>Cg >> Cb
(b)等值电路
第5页，共6页。
高电压技术
脉冲电流法测PD的基本回路：
试品通过Ck后与检测阻抗并 联的回路
为电的和非电的两类。
Cm：其余大部分绝缘的电容
第3页，共6页。
局部放电测试仪原理
局部放电测试仪原理
局部放电测试仪，即PD测试仪（Partial Discharge Test Meter），是用来检测电气设备内部局部放电（PD）的仪器，是实现电气设备的安全运行的必备仪器。
PD测试仪的测量原理是记录局部放电的引发电压，并将其与额定工作电压的比值作为局部放电的量度标准。
它可以记录局部放电发生的时间，以及局部放电的电压等参数，并以易于理解的形式显示出来，从而快速准确地检测和诊断电气设备的局部放电情况。
PD测试仪主要由发射传感器、收发信号处理系统、局部放电检测和诊断系统和显示系统等部分组成。
发射传感器负责检测局部放电，并将信号转换为电信号；收发信号处理系统负责处理和分析信号；局部放电检测和诊断系统分析和处理电信号，并显示出局部放电的参数；显示系统将局部放电的参数显示出来，以便人们对局部放电情况进行分析和识别。
PD测试仪检测局部放电可以提前发现电气设备内部可能存在的缺陷，从而有效避免可能发生的危险状况，保障设备的正常运行，是电气设备安全运行的重要仪器。
新版第4章超声波局部放电检测技术-新版-精选.pdf
第四章超声波局部放电检测技术目录第一节超声波局部放电检测技术概述 (3)一、发展历程 (3)二、技术分类及特点 (4)三、应用情况 (5)第二节超声波局部放电检测技术基本原理 (6)一、超声波的基本知识 (6)二、超声波局部放电检测基本原理 (8)三、超声波局部放电检测装置组成及原理 (10)（一）硬件系统 (11)（二）软件系统 (13)第三节超声波局部放电检测及诊断方法 (15)一、检测方法 (15)（一）概述 (15)（二）超声波局部放电带电检测方法 (15)二、诊断方法 (22)（一）正常判断依据 (22)（二）有明显缺陷的判断依据 (23)（三）疑似缺陷判断依据 (23)（四）不同类型设备超声波局部放电的缺陷诊断 (24)第四节典型超声波局部放电案例分析 (27)一、110kV GIS设备导向杆松动检测 (27)（一）案例经过 (27)（二）检测分析方法 (27)（三）经验体会 (30)二、500kV变压器内部放电缺陷检测 (30)（一）案例经过 (30)（二）检测分析方法 (31)（三）经验体会 (33)三、10kV开关柜局部放电检测 (33)（一）案例经过 (33)（二）检测分析方法 (33)（三）经验体会 (36)参考文献 (37)第一节超声波局部放电检测技术概述一、发展历程超声波局部放电检测技术凭借其抗干扰能力及定位能力的优势，在众多的检测法中占有非常重要的地位。
超声波法用于变压器局部放电检测最早始于上世纪40年代，但因为灵敏度低，易于受到外界干扰等原因一直没有得到广泛的应用。
上世纪80年代以来随着微电子技术和信号处理技术的飞速发展，由于压电换能元件效率的提高和低噪声的集成元件放大器的应用，超声波法的灵敏度和抗干扰能力得到了很大提高，其在实际中的应用才重新得到重视。
挪威电科院的L.E.Lundgaard.从上世纪70年代末开始研究局部放电的超声检测法，并于1992年发表了介绍超声检测局部放电的基本理论及其在变压器、电容器、电缆、户外绝缘子、空气绝缘开关中的应用情况的文章。
局部放电检测原理介绍
局部放电检测原理介绍超声波检测法GIS设备局部放电的超声波检测法是利用安装在GIS外壳上的超声波传感器接收局部放电产生的振动信号以达到检测内部局部放电的目的。
在GIS中，除局部放电产生的声波外,还有微粒碰撞绝缘子或外壳、电磁振动、操作引起的机械振动等也会发出的声波.气体和液体中只传播纵波，固体中传播的声波除纵波外还有横波。
故在GIS中沿SF6气体传播的声波和在变压器油中一样只有纵波，但其传播速度很慢，要比油中低10倍，衰减也大，且随频率的增加而增大。
测量超声波信号的传感器主要有加速度和声发射两种.当采用加速度传感器时，要采用高通滤波器以消除较低频率的背景干扰；声发射传感器的原理是利用谐振方式,其频率特性中已经包含了高通特性，因此无需另外附加相应的滤波器件.由于声音的传播速度比电磁波慢很多，时间差更容易进行测量，定位更加准确，并且定位后还可通过敲击GIS外壳的方法进行验证，所以在放电定位方面，声学检测法比电学的方法更优越,加之超声波传感器与GIS设备的电气回路之间无任何联系，抗电磁干扰性较好，因此人们对超声法的研究较为深入，技术手段较为成熟。
但是超声波检测法的灵敏度不仅取决于局部放电的能量,而且取决于超声波信号在传播路径上的衰减，在大多数情况下,超声传感器的灵敏度不是很高。
近年来，由于声—电换能器效率的提高和电子放大技术的发展，超声波检测法的灵敏度有了较大的提高［66—77］，但是超声传感器的有效检测范围仍然较小，完成一个较大规模GIS变电站的检测通常需要数天的时间，检测效率不高。
特高频法特高频法(Ultra High Frequency，简称UHF) 是近年发展起来的一种新的GIS设备局部放电的检测技术。
它是利用装设在GIS内部或外部的天线传感器接受局部放电辐射出的300~3000MHz频段的特高频电磁波信号进行局部放电的检测和分析[56~63]。
运行中的GIS内部气体,其绝缘强度和击穿场强都很高.当局部放电在很小的范围内发生时,气充有高气压SF6体击穿过程很快，将产生很陡的脉冲电流，并向四周辐射出特高频电磁波。
局部放电基本知识及测试技术
（2）试验的加压程序： （3）局部放电量的规定值：
2.油浸式变压器局部放电试验
（1） 10kV, 35kV变压器局部放电试验
* 试验接线方式: *试验的加压程序：
（2） 66kV, 110kV变压器局部放电试验
* 试验接线方式:
*试验的加压程序：
四.局部放电的图形分析
局部放电的分析方法： 局放脉冲分析法 局放图形分析法
局部放电测量中的干扰分类： 连续性干扰： 脉冲性干扰：
五.局部放电测量中的抗干扰措施
干扰源的判断:
空间， 电源， 地线
对不同干扰源的处理对策：
JFD-2B检测系统的连接。
局部放电量的测量： (1)校准； (2)确定试验电压的零标； (3)测量。
三.变压器局部放电试验
相关标准： GB 7354－87 “局部放电测量” GB 1094.3-2003 “电力变压器” GB 6450－86 “干式变压器”
1.干式变压器的局部放电试验 （1）试验接线回路：
400
100 400 1500
400 1500 6000
1500 6000 25nF 6000pF 25nF 100nF
3 . 标准脉冲发生器
Uo: 脉冲的上升沿tr<100ns，下降沿tf>100μs C0: 10pF<C0<0.1Cx
4.局部放电检测系统的基本结构
5.局部放电的测量步骤：
测量回路的选定及连接。
平衡回路
2. RLC检测阻抗
检测阻抗的选择
当测量回路一经确定，测量回路的谐振电容
Ct
CX CK CX CK
测量系统的测量中心频率f0也是已知的。使
f0 1/ 2 LmCt
便可达到足够高的测量灵敏度。
2.油浸式变压器局部放电试验
（1） 10kV, 35kV变压器局部放电试验
* 试验接线方式: *试验的加压程序：
（2） 66kV, 110kV变压器局部放电试验
* 试验接线方式:
*试验的加压程序：
四.局部放电的图形分析
局部放电的分析方法： 局放脉冲分析法 局放图形分析法
局部放电测量中的干扰分类： 连续性干扰： 脉冲性干扰：
五.局部放电测量中的抗干扰措施
干扰源的判断:
空间， 电源， 地线
对不同干扰源的处理对策：
JFD-2B检测系统的连接。
局部放电量的测量： (1)校准； (2)确定试验电压的零标； (3)测量。
三.变压器局部放电试验
相关标准： GB 7354－87 “局部放电测量” GB 1094.3-2003 “电力变压器” GB 6450－86 “干式变压器”
1.干式变压器的局部放电试验 （1）试验接线回路：
400
100 400 1500
400 1500 6000
1500 6000 25nF 6000pF 25nF 100nF
3 . 标准脉冲发生器
Uo: 脉冲的上升沿tr<100ns，下降沿tf>100μs C0: 10pF<C0<0.1Cx
4.局部放电检测系统的基本结构
5.局部放电的测量步骤：
测量回路的选定及连接。
平衡回路
2. RLC检测阻抗
检测阻抗的选择
当测量回路一经确定，测量回路的谐振电容
Ct
CX CK CX CK
测量系统的测量中心频率f0也是已知的。使
f0 1/ 2 LmCt
便可达到足够高的测量灵敏度。
局部放电特征及原理.
局部放电特征及原理一、局部放电的特征局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电,它是由于设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷,在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。
它表现为绝缘内气体的击穿、小范围内固体或液体介质的局部击穿或金属表面的边缘及尖角部位场强集中引起局部击穿放电等。
这种放电的能量是很小的,所以它的短时存在并不影响到电气设备的绝缘强度。
但若电气设备绝缘在运行电压下不断出现局部放电,这些微弱的放电将产生累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大,最后导致整个绝缘击穿。
局部放电是一种复杂的物理过程除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外,还会产生电磁辐射、超声波、光、热以及新的生成物等。
从电性方面分析,产生放电时,在放电处有电荷交换、有电磁波辐射、有能量损耗。
最明显的是反映到试品施加电压的两端,有微弱的脉冲电压出现。
如果绝缘中存在有气泡,当工频高压施加于绝缘体的两端时,如果气泡上承受的电压没有达到气泡的击穿电压,则气泡上的电压就随外加电压的变化而变化。
若外加电压足够高,即上升到气泡的击穿电压时,气泡发生放电,放电过程使大量中性气体分子电离,变成正离子和电子或负离子,形成了大量的空间电荷,这些空间电荷,在外加电场作用下迁移到气泡壁上,形成了与外加电场方向相反的内部电压,这时气泡上剩余电压应是两者叠加的结果,当气泡上的实际电压小于气泡的击穿电压时,于是气泡的放电暂停,气泡上的电压又随外加电压的上升而上升,直到重新到达其击穿电压时,又出现第二次放电,如此出现多次放电。
当试品中的气隙放电时,相当于试品失去电荷q，并使其端电压突然下降■U,这个一般只有微伏级的电源脉冲叠加在千伏级的外施电压上。
所有局部放电测试设备的工作原理,就是将这种电压脉冲检测出来。
其中电荷q称为视在放电量。
二、局部放电的机理1.局部放电的发生机理局部放电的发生机理可以用放电间隙和电容组合的电气的等值回路来代替，在电极之间放有绝缘物,对它施加交流电压时,在电极之间局部出现的放电现象,可以看成是在导体之间串联放置着2个以上的电容，其中一个发生了火花放电。
局部放电测量的基本知识
局部放电测量的基本知识邱昌容徐阳西安交大科技园博源电气有限责任公司序言局部放电（PD）是表征高压电气设备绝缘性能的重要参数，也是发生绝缘故障的有效先兆信息。
通过局部放电的检测,特别是在线监测，将为避免事故的发生和实行状态检修创造条件。
因此PD在线监测已引起广泛的关注。
为了让用户基本上了解有关PD的机理，测量技术，测试结果的分析、判断，以及本公司生产的PD在线监测系统。
针对用户关心的问题，编写这本小册子。
目录一、什么是PD，如何产生 (1)二、为什么要测量局部放电？ (1)三、有哪些测量局部放电的方法 (3)四、有哪些PD表征参数 (5)五、什么是局部放电谱图 (7)六、视在放电电荷如何定量 (9)七、为什么要对变压器局部放电进行在线监测 (10)八、PD在线监测的关键技术是什么 (11)九、BYT-II系统的工作原理及其特点是什么 (15)十、如何进行绝缘诊断 (18)一、什么是PD，如何产生局部放电是指在绝缘系统中，只有局部区域发生放电，而没有击穿，即放电没有贯穿施加电压的导体之间。
局部放电可能出现在绝缘体内部、绝缘体与导体的界面上，以及绝缘体表面。
导体周围都是气体时，导体边缘的PD称为电晕。
产生局部放电的根本原因是电场不均匀。
这可能是由于导体尖端，或毛刺；也可能是绝缘体内部或界面存在气泡、裂纹、杂质、或是绝缘系统由多种介质复合组成。
只要在局部区域的电场强度超过该区域材料的击穿场强时，在该区域就会出现放电，即产生局部放电。
例如变压器油纸中含有气泡，则气泡中的电场强度E0 比其周围油纸中的电场强E p要大εp/ε0倍。
εp为油纸的相对介电常数约2.2；ε0为空气的相对介电常数约为1，故E0＝2.2E p而气体的击穿场E B0为3kV/mm(大气压力下)而油纸的击穿场强高达15kV/mm，很明显气泡首先放电而油纸仍然保持绝缘特性，这就出现局部放电。
此外还可能因导体接触不好或有浮动电位的金属体产生的PD。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第4章 局部放电测量的基本原理脉冲电流法的基本原理可用图4.1所示电路阐述：当试品C X 产生一次局部放电时，脉冲电流经过耦合电容C k 在检测阻抗两端产生一个瞬时的电压变化，即脉冲电压 U ，脉冲电压经传输、放大和显示等处理，可以测量局部放电的基本参量。
脉冲电流法是对局部放电频谱中的较低频段（一般为数千赫兹至数百千赫兹或至多数兆赫兹，局部放电信号能量主要集中在该段频带内）成分进行测量，以避免无线电干扰。
传统的测量仪器一般配有脉冲峰值表指示脉冲峰值，并有示波管显示脉冲大小、个数和相位。
放大器增益很大，其测试灵敏度相当高，而且可以用已知电荷量的脉冲注入校正定量，从而测出放电量q 。
图4.1 脉冲电流法基本原理示意图4.1 脉冲电流法的基本测量线路（a ）并联法测量回路 （b ）串联法测量回路 （c ）平衡法测量回路图4.2 脉冲电流法的基本试验测量线路示意图脉冲电流法的基本试验测量线路有三种，如图4.2所示，其中图4.1（a ）、（b ）统称为直接法测量回路，（c ）称为平衡法测量回路。
每种测量回路应包括以下基本部分：（1）试验电压u ；（2）检测阻抗Z d ，将局部放电产生的脉冲电流转化为脉冲电压；（3）耦合电容C k ，与试品C x 构成使脉冲电流流通回路，并具有隔离工频高电压直接加在检测阻抗上Z d 的作用；（4）高压滤波器Z m ，一方面阻塞放电电流进入试验变压器，另一方面抑制从高压电源进入的谐波干扰。
（5）测量及显示检测阻抗输出电压的装置M 。
e并联法多用于试品电容较大或试品有可能被击穿的情况下，过大的工频电流不会流入检测阻抗Z d 而将Z d 烧损并在测试仪器上出现过电压的危险。
另外，某些试品在正常测量中无法与地分开，只能采用并联法测量线路。
串联法多用于试品电容较小情况下，耦合电容具有滤波作用，能够抑制外部干扰，而且测量灵敏度随C k /C x 的增大而提高。
在相同的条件下，串联法比并联法具有更高的灵敏度，这是因为高压引线的杂散电容及试验变压器入口电容（无电源滤波器时）也被利用充当耦合电容。
另外，C k 可利用高压引线杂散电容来充当，线路更简单，可以避免过多的高压引线以降低电晕干扰，在220kV 及更高电压等级的产品试验中多被采用。
平衡法需要两个相似的试品，其中一个充当耦合电容。
它是利用电桥平衡的原理将外来的干扰消除掉，因而抗干扰能力强。
电桥平衡的条件与频率有关，只有当C x 1与C x 2的电容量和介质损失角δtg 完全相等，才有可能完全平衡消除掉各种频率的外来干扰；否则，只能消除掉某一固定频率的干扰。
在实际测量中，试品电容的变化范围很大，若要找到与每个试品有相同条件的电容是困难的。
因而，往往采用两个同类试品作为电桥的两个高压臂以满足平衡条件。
4.2 检测阻抗检测阻抗，也称为输入单元，其主要作用是取得局部放电所产生的高频脉冲电流信号，并对试验电源的工频及其谐波低频信号则予以抑制。
检测阻抗是连接试品与仪器主体部分的关键部件，对仪器的频率特性与灵敏度有直接关系。
检测阻抗可分为RC 型及LCR 型两大类，如图4.3所示，图中电容C d 主要由至仪器主体连接电缆的电容、放大器输人电容等组成。
4.2.1 RC 型检测阻抗图4.3表示接有RC 型检测阻抗时的等效局部放电检测电路。
当试品C x 产生局部放电时，视在放电量为q ，C x 两端会产生一个脉冲电压u ∆，理想情况下u ∆是一个直角脉冲波，但在实际情况中u ∆具有一定的上升时间并具有以下的形式)1(t m f e U u α--=∆ （4.1）式中脉冲电压幅值)]/(/[d k d k x m C C C C C q U ++=，f α为放电衰减常数。
对于理想情况，在放电瞬间，电荷q 引起的C k 和C d 上响应的脉冲电压可认为按电容反比例分配，则C d 上的脉冲电压幅值为图4.3 检测阻抗图4.4 接RC 检测阻抗的测试回路xk d d d k k d k d k x d k k d C C C C qC C C C C C C C q C C C uu )/1()/(++=+⋅++=+∆=∆ （4.2） 当C d 上的脉冲电压到达幅值后经电阻d R 放电，则检测阻抗上脉冲电压为t vt d d d d e C q e u t u ατ--=∆=/)( （4.3） 式中)/(1t d d C R =α， )1(k d x d v C C C C C ++=，)(k x k x d t C C C C C C ++=。
通过对（4.3）的傅立叶变换求u d 的频率特性为2/122)()(-+=d vd C q U αωω （4.4） u d 的时间特性及频率特性分别如图4.5（曲线1）及4.6所示，其中，d h αω=。
如果考虑放电脉冲的上升时间，则u d 的时间特性如图图4.5中曲线2，且为)(/11)(/t t fd v t d d f d de e C q e u t u ααταα-----⋅=∆= （4.5） 衡量检测阻抗的品质，主要是根据测量的灵敏度、准确度以及分辨率三个因素。
在采用RC 型检测阻抗时，应考虑如下几点：（1）u d (t )的幅值与放电量q 成正比。
（2）在一定的q 下，减小C d 可以增大Δu ，即可提高灵敏度。
（3）R d 小则αd 大，u d 衰减快，频谱就会很宽。
如果放大器的频带不够宽，就会降低检测的灵敏度。
而宽带放大器在使用中易受到外界干扰的影响，这一点限制了它的实际使用。
（4）RC 型检测阻抗上的电压是非周期性的单向脉冲，每个脉冲与绝缘内局部放电脉冲一一对应。
脉冲持续时间短、分辨率高，即αd 愈大，分辨率愈高。
（5）采用积分式放大系统有利于测量视在放电量。
例如，（4.5）对时间的积分，有d v f d f d v d C q C q dt t u ααααα=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎰∞11/11)(0 （4.6）图4.5 检测电压的（a ）时间特性及（b ）频率特性(a ) (b)可见u d (t )对时间的积分值与f α无关，与q 成正比，而低频放大器（带滤波器的放大器）就是一种积分式放大系统。
4.2.2 LCR 型检测阻抗LCR 型检测阻抗由电感L d 、电容C d 、电阻R d 组成，接LCR 型检测阻抗的测试回路如图4.6所示。
试品放电瞬间，脉冲电压u ∆按电容分配，局部放电衰减完后，检测阻抗C d 上电压通过R d 衰减，同时在L d 、C d 之间产生磁能和电能转换，于是在C d 上出现衰减振荡，并且衰减系数为)2/(1t d d C R =α，振荡角频率为t d d C L 1=ω。
对于理想局部放电脉冲波形，当d d ωα<时，)cos()(t e C q t u d t vd d ωα-=（4.7） 如果放电脉冲的前沿较缓慢，则 ]cos )cos([)/(11)(2ϕϕωαωααt d t f d v d f d e t e C q t u ----+=（4.8）式中)/(1f d tg αωϕ-=。
其波形如图3-7b 所示。
其幅值小于q/C V ，最大幅值也不一定在第一周期。
经傅氏变换得出其频率特性为()()[]()212222222122/⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-++=d d d d d V d L R C qU αϕωωωαωω （4.9） 由以上分析可见：（1）通常d d d d L R ωαω<<<<，。
这样，U d (ω)的最大值出现在d ωω=时，如图4.7所示。
（2）与RC 检测阻抗一样，LCR 型检测阻抗u d (t )的峰值与放电量q 成正比。
（3）与RC 型检测阻抗不同的是LCR 型检测阻抗频谱中幅值较大的谐波分量都集中在ωd 附近。
因此，只要选用包括ωd 在内而频带不必很宽的放大器就可以得到被测信号中的大部分能量，从而获得足够高的测量灵敏度。
（4）从v C 的表达式和(4.7)可以看出，灵敏度最大的条件为C d ≈0及C k >>C d 。
故设计者应考虑尽最减小输入电容C d ；用户使用时应尽可能采用较大的耦合电容C k 。
图4.6 接RC 检测阻抗的测试回路4.2.3 检测回路的脉冲分辨时间脉冲分辨时间是指检测系统输出的两个相继脉冲之间由于波形重叠而造成的脉冲幅值误差不超过10%时的最小时间间隔。
放电脉冲在检测回路中造成检测阻抗输出脉冲波形重叠而引起的误差与检测阻抗的特性有紧密关系。
1、 RC 型检测阻抗由前可知，RC 型检测阻抗对局部放电脉冲的响应电压波是呈指数式衰减的单向脉冲波形，如果脉冲发生重叠，其结果总是相加。
由（4.3）和（4.5）可知，检测回路的衰减常数d α决定了波形衰减的快慢，是决定分辨时间的主要因素。
为了使脉冲能充分分辨，脉冲必须经过约三倍的时间常数间隔在出现另一脉冲，故脉冲分辨时间为t d d R C R t 3/3==α （4.10）2、 RCL 型检测阻抗由图4.7可以看到，RCL 型检测阻抗上的波形是衰减的振荡波，当脉冲叠加时，其结果可能增大，也可能减小。
同样为了使脉冲能充分分辨，脉冲分辨时间应该满足t d d R C R t 6/3==α （4.11）4.3 放电量的校正4.3.1 放电量校正的原理在局部放电的电测法中，如果未经放电量的校正，就无法知道检测仪的显示器上所显示的放电脉冲的幅值代表试品的多少放电量。
电测法局部放电检测系统的定量校正是根据视在放电量的定义，如果定量校正试品x C 产生的局部放电量，可以用幅值为0U 的方波电压源串联小电容0C 组成人工模拟支路并将产生的放电量0q 注入与x C 两端，此注入的电荷量为000C U q =，这时在局部放电检测仪的显示器上可测得脉冲高度0H ，则放电量的分度系数为000H q K = （4.12）经过校正后，应保持检测系统连接回路不变以及系统的放大倍数等其它参数都不改变，即保持检测系统分度系数不变。
曲调校正用的人工模拟支路后，对试品按试验规程施加试验电压。
lg ωu d (ω)（a ） （b ）图4.7 LCR 检测阻抗上的（a ）电压波形及（b ）电压的频谱示意图当试品产生放电时，在显示器上读得的脉冲高度为H ，则试品的视在放电量为H K q 0= （4.13）国家标准GB7354-87《局部放电测量》推荐了直接法和平衡法测量回路的直接校正电路，如图 所示。
如果将人工模拟支路产生的放电量0q 注入检测阻抗d Z 两端称为间接校正，采用间接校正方法得到的分度系数进行放电量标定时，实际的放电量是分度系数0K 、回路衰减系数l K 以及脉冲高度H 三者的乘积，其中回路衰减系数l K 通常以测量方式求得，其方法是：采用间接校正回路测得分度系数K ，采用直接校正回路测得分度系数K '，则K K K l /'= 且 1>l K （4.14）（a ）并联法直接校正回路 （b ）串联法直接校正回路 （c ）平衡法直接校正回路图4.8 直接校正回路示意图4.3.2 校正脉冲的特性对定量校正的影响一、校正脉冲上升时间的影响校正脉冲的电压波形应与实际局部放电所产生的脉冲电压波形相似，在测量中才会产生很大的误差。