局部放電是指電荷在絕緣屏障的一部分之間跳躍。通常，這種放電發(fā)生在絕緣存在缺陷、局部介電強(qiáng)度降低的區(qū)域。這些缺陷在早期可能不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備立即故障，但會(huì)逐漸劣化絕緣性能。通過(guò)檢測(cè)局部放電，可以在絕緣完全擊穿前發(fā)現(xiàn)隱患，避免突發(fā)性故障。

局部放電最常見(jiàn)于電力系統(tǒng)組件，如開(kāi)關(guān)設(shè)備、絕緣子、變壓器和電纜。當(dāng)局部放電發(fā)生時(shí)，缺陷處的電場(chǎng)局部崩潰，產(chǎn)生極短的高電流脈沖，因?yàn)槿毕莸?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/電容/" target="_blank">電容被迅速放電。這種快速放電會(huì)產(chǎn)生高頻信號(hào)，通過(guò)連接的導(dǎo)體傳播，并可被鉗在其中一個(gè)導(dǎo)體上的高頻電流互感器檢測(cè)到。高頻電流互感器可以連接到PicoScope來(lái)記錄這些局部放電脈沖，PicoScope 7軟件提供了廣泛的分析工具，可用于即時(shí)分析和導(dǎo)出到外部程序。

局部放電主要可分為三種類(lèi)型：內(nèi)部放電、表面放電和電暈放電：

1、電暈放電：發(fā)生在導(dǎo)體上的尖點(diǎn)向周?chē)鷼怏w放電的情況。

2、內(nèi)部放電（或空隙放電）：發(fā)生在固體或液體絕緣中的空隙、氣泡或其他缺陷之間的放電。

3、表面放電：發(fā)生在絕緣表面的放電。

下圖1顯示了一段電纜的橫截面視圖。高壓導(dǎo)體和接地之間的絕緣層中顯示的缺陷可能導(dǎo)致內(nèi)部放電：

圖1：同軸電纜固體絕緣中的缺陷

局部放電測(cè)試

有幾種方法可用于測(cè)試局部放電，例如超聲波法、電磁場(chǎng)法和高頻電流互感器法。高頻電流互感器法使用高頻電流互感器和示波器來(lái)獲取局部放電期間產(chǎn)生的高頻電流脈沖。如圖2所示，電纜固體絕緣中的空隙可以看作是三個(gè)串聯(lián)的電容器。C1和C3具有絕緣材料的高介電強(qiáng)度，而C2具有空隙較低得多的介電強(qiáng)度。隨著導(dǎo)體和地之間電壓的增加，電壓會(huì)像任何三個(gè)串聯(lián)電容器一樣分布在這三個(gè)電容器上。一旦C2兩端的電壓超過(guò)其較低的介電強(qiáng)度，C2就會(huì)被迅速放電。C2的放電就是"局部放電"現(xiàn)象所指的實(shí)際事件。此時(shí)，電流從導(dǎo)體涌入C1和C3，為這些電容器重新充電，使得C1+C2+C3兩端的電壓恢復(fù)到局部放電事件之前的水平。由于這些電容器的快速放電和充電，在相關(guān)導(dǎo)體上會(huì)產(chǎn)生高頻電流脈沖。

圖2右側(cè)顯示了一個(gè)示例波形，這是一個(gè)用PicoScope 7通過(guò)PicoScope和高頻電流互感器捕獲的高頻電流脈沖。圖3展示了高頻電流互感器和測(cè)試設(shè)備如何連接到電力設(shè)備以產(chǎn)生類(lèi)似圖2結(jié)果的示意圖。

圖2：使用PicoScope和電流互感器測(cè)試高頻電流脈沖

圖3：使用高頻電流互感器法進(jìn)行電力設(shè)備局部放電檢測(cè)的示意圖

采用高頻電流互感器法的局部放電檢測(cè)系統(tǒng)通常由高頻電流傳感器、工頻相位單元、信號(hào)采集單元以及信號(hào)處理和分析單元組成。PicoScope被廣泛用作局部放電檢測(cè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集單元。圖4展示了一個(gè)典型的局部放電檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖：

圖4：使用高頻電流互感器法的局部放電檢測(cè)系統(tǒng)示意圖

相分辨局部放電圖和相分辨脈沖序列圖是局部放電測(cè)試或檢測(cè)系統(tǒng)需要測(cè)試的兩種典型圖形。相分辨局部放電圖顯示了相對(duì)于交流電周期360度的局部放電活動(dòng)。隨著電力系統(tǒng)上主電壓隨時(shí)間升高和降低，施加在每個(gè)缺陷上的電壓也隨之升降，這導(dǎo)致缺陷僅在特定的時(shí)間和幅度下放電。這就形成了相分辨局部放電圖。圖5顯示了一個(gè)局部放電的相分辨局部放電圖。不同顏色代表在特定相位角和幅度發(fā)生的局部放電事件數(shù)量。水平X軸是被測(cè)電力系統(tǒng)的相位角，垂直Y軸是局部放電脈沖的幅度：

圖5：局部放電的相分辨局部放電圖

相分辨脈沖序列圖是一種三維圖（見(jiàn)圖6）。Z軸代表從0到50的工頻周期，X軸代表從0到360度的相位，Y軸代表放電幅度：

圖6：局部放電的三維相分辨脈沖序列圖

為何使用PicoScope示波器進(jìn)行局部放電分析？PicoScope示波器不僅適用，而且針對(duì)此應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，因?yàn)樗鼈兂洚?dāng)純粹的數(shù)據(jù)采集前端。這使得測(cè)試系統(tǒng)制造商能夠完全在軟件中定義信號(hào)處理和用戶界面，同時(shí)依靠PicoScope進(jìn)行高保真信號(hào)數(shù)字化。

圖7顯示了廣泛用于不同類(lèi)型局部放電測(cè)試的PicoScope示波器選擇：

圖7：廣泛用于不同類(lèi)型局部放電測(cè)試的PicoScope示波器

使用PicoScope示波器進(jìn)行局部放電分析中的主要優(yōu)勢(shì)：

高性價(jià)比：

與臺(tái)式儀器不同，PicoScope示波器內(nèi)部不集成PC，這賦予了其獨(dú)特的硬件優(yōu)勢(shì)，包括結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高帶寬/采樣率、深存儲(chǔ)、高且靈活的ADC分辨率、多路模擬和數(shù)字輸入以及快速速度。外部PC的性能為PicoScope提供了額外的基于軟件的功能，包括40多種串行解碼器和高級(jí)數(shù)學(xué)功能（FFT、濾波器、測(cè)量繪圖等）。此外，數(shù)十種PicoScope型號(hào)使客戶更容易選擇適合其應(yīng)用且價(jià)格適中的型號(hào)。

高/靈活的ADC分辨率：

PicoScope示波器提供從8位到16位的廣泛垂直分辨率選項(xiàng)。分辨率越高，垂直精度和動(dòng)態(tài)范圍就越大。它的靈活分辨率功能基于Pico突破性的ADC技術(shù)，允許用戶在單個(gè)設(shè)備上在8位和16位之間切換。

緊湊便攜的單元：

與傳統(tǒng)的臺(tái)式儀器不同，PicoScope示波器緊湊、輕便且便攜。當(dāng)與筆記本電腦一起使用時(shí)，它讓您可以將一個(gè)完整的電子工具套裝在包中隨身攜帶，它們的小尺寸也使得其更容易集成到系統(tǒng)中。