1规范涉及的内容
本规范涉及电子变压器电晕——局部放电——的检测方法及其量值的测量；其中包括了测试条件、测试设备、测试要求和测试设备的校准等。
2测试目的
电晕即局部放电是一种电离现象，电晕可使受其影响的某些绝缘系统的性能下降。电晕对电子设备具有多种危害性。其危害存在的形式表现为，电路中产生噪音、寄生电压或电流脉冲，甚至还有使电路完全失效的重大有害影响。产生这种有害现象的电晕之场所大部分是在高压电中所使用的变压器与电感器件上。电晕即局部的放电可能不影响电路的性能，但也应加以重视，列入产品的品质指标加以考量，因为电晕对元器件的使用寿命是有不利影响的，严重时可能破坏元器件，所以在有些应用场合，电晕被列入产品质量指标的判据。所以，在电子变压器设计制造中，保证其绝缘系统在工作电压应力下无电晕放电是十分重要的工作。电晕放电的量值或强度通常是很低的，故对它们进行检测需要使用非常灵敏的电子测量仪器和相关技术。
我们在此推荐的测量规范是IEEE436-1991标准，它推出了使用电气设备对电子变压器电晕（局部放电）实施测量的统一规范，其中包括施加电压应力的多种方法，主要把正弦波电压施加于模拟的直流、交流电压的组合上，在此会遇到电压应力的类型与条件限制以及放电脉冲能量的容限等问题。本规范还对所推荐的测试条件及专用的测试技术进行了讨论。
在电子变压器电晕的测量中，应结合下列标准与规范进行：①ASTM D1868-1981(R1990)，Standard method for detection and measurement of partial discharge(Corona)Pulses in eveluation of insulation systems(在绝缘系统评价中局部放电（电晕）脉冲的探测和测量的标准方法)；②IEEE Std100-1988，IEEE Standard Dictionary of electrical and electronics terms-4th ed.[ANSI](电子和电气术语的IEEE标准词典)；③MIL-T-27E，Military specification transformers and inductors (Audio,Power,and high-Power Pulse),general specification for (4 April 1985)[军用特种变压器和电感器（音频变压器、电源变压器和高功率脉冲变压器）通用规格]。
3测试条件
3.1IEEE标准436-1991测量规范的适用范围
适用于电子变压器的本测试条件包括了适用于电源变压器的各种结构和电路布局，同时还包括了具有特种电路性能及对绝缘系统存在电压应力的电感类器件；频率范围则包括了由直流到微波频段以及这些频率的所有组合。以下叙述的本规范有关内容中，其频率范围限于1~200Hz的正弦波外加的电压进行检测与测量。对更高频率的或非正弦波形的外加电压进行电晕放电的检测与测量，需要采用专门的技术；这是因为放电脉冲本身具有很宽的频谱，而其中的某一部分有可能就在工作频率的范围之内。
3.2可行的电晕测试条件
我们已经知道，要取得电晕（局部放电）情况测量的精确结果，就必须再现变压器在使用过程中的瞬变状态。当然，要完全确保准确的条件与环境状态是不切合实际情况的。所以，对于电晕测量的基本要求与条件，我们建立了以下假设与限制。
3.2.1实施电晕测量的频率
电晕（局部放电）与施加于变压器的峰间电压呈函数关系。其条件是该电压不含中间峰值，而且该电压施加于元件上的时间要长到足以发生电离。电晕的测量可以在低于2000Hz的任何频率进行，不一定要在电路的工作频率上进行测量。但是，电晕放电是受到测试频率影响的；随着频率的增加，绝缘体内的离子对快速变化的外加电场的响应时间也会发生变化。由此而得到的非均匀的内部电压应力将导致电晕的起始电压降低。因此，在解释对于用工作频率以外的频率完成测试结果时必须格外小心。
3.2.2固体绝缘体中的气隙对电晕的影响
固体绝缘体中气隙内部的电晕放电可将该放电电压的一部分电压应力转移到固体绝缘体上，由此而减小了对空隙的电压应力。这就消除了固体绝缘体上附加放电的必要条件，直到气隙中放电所产生的电荷耗散掉，或者直到外加电压应力变化增大到足以重新形成电晕放电所要求的程度。
a.用直流电压测试电晕
当外加电压为直流电压时，它产生连续电晕（重复地发生的放电）的话，所要求的直流电压应力要比用交流电压时更高。使用外加直流电压产生连续电晕所需要的过压主要取决于固体绝缘体的电阻，电晕放电形成的电荷经由该绝缘体耗散后才能重新形成电压应力。这就意味着在仅以直流电压应力为特征的设备中，电晕放电状态应该用外加直流电压来测量。当外加电压超过变压器的峰值工作电压时，必须给出警告，因为电晕放电起始电压与绝缘体击穿电压之比可能十分接近于1。不过当外加电压为交流电压时，这个比值可能会低于0.5。
b.用直流、交流电压的结合电压测试电晕
当施加于固体绝缘体的电压应力为直流与交流电压的组合时，连续的电晕放电将由峰间电压（可以通过求解直流电压与峰值交流电压之和算出）产生，因而似乎就会发生连续电晕放电了。这就意味着在以交直流电压组合的电压应力为特征的变压器中，应该用交流测试电压进行测量，其大小可用一只峰间电压表确定（见如下4、5节介绍）。
3.2.3电晕放电脉冲的上升时间
假定电晕放电脉冲电压有足够高的增加率，其在整个电路中的初始分布值由电路的电容值来支配。
3.2.4电晕放电的电路响应
电路（包括绝缘系统）对频率及其谐波的响应会使电晕放电的测试变得复杂化。方波、单向脉冲波、快速闭启开关或高的频率都要产生应力场。一般情况下，使用的测量频率低于产品的额定设计频率的测试电压是合适可行的。但是，当以感应的方式施加这些电压时，则各有不同要求，必须首先了解测量注意事项，否则可能形成磁心饱和。
3.3信噪比
通过将所有的电磁干扰（不要考虑其起源）噪音信号降低到小于可测量的最小电晕放电电平幅度的1/2，使形成2比1的最小信噪比。
3.4鉴别器件的信号灵敏度
在电晕放电测量之前，应对装配有利于隔离的和识别电晕放电电路中的器件进行信号电平的灵敏度鉴别，以确定受测量器件中规定的最小放电电平以及测试系统中另外存在的干扰信号电平。
4测量设备
定量地测量电晕放电所需要的设备器件包括以下主要组成部分：一台测试电压源、一个耦合电容器、一台电晕检测仪（通常是一个兼有放大器和示波器功能的仪器）、一个耦合阻抗、一台标准脉冲发生器、校准耦合电路（常含有一个校准电容器）和受检测变压器。图1和图2示出了采用这些设备、器件组装成的几种电晕放电测试电路中的两种。选择检测电路需要考虑下列因素：受检测的变压器大小；该变压器是与地隔离还是接地；引线中的寄生电容量最小以及综合检测的灵敏度较高。
4.1测试电压源
测试电压源通常采用可调节电压的，同时应能提供比电晕放电起始所需要的电压应力更高的电压应力。若采用交流测试电压源，则在施加了测试负载时，其总谐波失真（THD）应该小于5%。电压波形不必是纯正的正弦波，但是不得含中间峰波。电压波形应该使用峰间电压表来测量。示于图1和图2中的测试电压源连接处的串联电感器应具有约10MHz的自谐振频率。为了消除掉电压源的噪声，还需要进行电磁滤波。
在电晕放电检测中，可以通过自激励的方法在绕组两端感生高压应力来替代外部提供的检测高压电源。用这种自激励方法，就是在变压器低压绕组用一个低电源（含一条滤波线）激励，这种电源的波形特性与以上所述外部电源的相同，利用变压系数在受测绕组两端产生高压应力。在这个绕组中的应力分布以及由此引起的电荷分布都将不同于外加电压的情况，而且整个绕组处于一个共同的电势上。不过，经过修正后的分布也许能够更好地体现实际的工作情况。图3示出了图2所示电路所要求的经修改后的与被测变压器的连接方式。图1所示的电路不适合用于自激式测试。图2所示电路的有关要求、设备元件和测试规则以下将会阐述。
4.2耦合电容器
耦合电容器是用来隔离检测器和测试电压的。另外还有一些隔离方法，如用变压器、并联的T型RC滤波网络（见图4所示），但决定采用哪种隔离方式，要根据下述要求来定；即由校准电压和电晕放电脉冲电压初始划分的电路电容确定。要求的电容值应相对于其它的电路元件参数加以选择，其目的是得到电路所希望的灵敏度。通常的情况是，增加电容值可以提高电路的灵敏度。在频率为60Hz时，电容值在100~200pF的范围内一般就令人们满意了。在更高的频率上，电容值则应低一些。
4.3耦合阻抗
耦合阻抗是为脉冲放大器的输入端提供放电脉冲电压的。该阻抗既可以是电阻性的，也可以是电感性的，选择其中的哪一种阻抗取决于检测系统的测试频率及其它部分的构成。耦合阻抗要连接到电晕检测器上，即接在检测器的输入端上。
4.4电晕放电检测器
电晕放电检测器通常是由一个放大器和一台信号读出仪器如示波器构成。
4.4.1放大器
检测电路中放大器的作用是以适当数值的电平为信号读出仪器（如示波器）提供放电脉冲电压。应对放电脉冲电压的带通特性加以选择，以便能够最大程度地衰减测试电压的频率及其谐波，以及其它任何的不需要的信号。可以用并联T型RC滤波网络从放大器的输入电平中消除测试电压频率，同时仍能精确地传送电晕放电脉冲。
4.4.2信号读出仪器
通常是用一台示波器来显示、读出来自放大器的信号。示波器非常适合用来检测相对于测试电压是单个的放电脉冲及其相位的状态。当检测中要求更多数据时，示波器常常作为主要的读出仪器与一个或多个其它的仪器结合使用。后者所指的仪器包括峰间读数电压表、图形记录仪和脉冲计数器等；当检测中需要根据脉冲幅度和脉冲重复频率来分析确定放电脉冲的频谱时，这类仪器尤其发挥作用。
上一篇：电压互感器铭牌标志
