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高速數(shù)據(jù)采集卡在局部放電檢測(cè)中的應(yīng)用
1、簡介
局部放電的檢測(cè)對(duì)于電力設(shè)備運(yùn)行的安全，避免突發(fā)性故障的發(fā)生及其重要。坤馳科技的高速數(shù)據(jù)采集卡具備高采樣率、高分辨率、寬帶寬等特點(diǎn)，可以滿足對(duì)放電信號(hào)的實(shí)時(shí)采集與分析，是局部放電檢測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分。
同時(shí)，坤馳科技的數(shù)據(jù)回放卡（任意波形發(fā)生器，AWG）可以生成復(fù)雜信號(hào)，模擬局部放電信號(hào)特征，對(duì)局部放電的研究有極大的幫助。
2、定義與原理
內(nèi)部局部放電：在介質(zhì)內(nèi)部或介質(zhì)與電極之間的氣隙放電，都屬于內(nèi)部局部放電。放電的特性與介質(zhì)的特性和氣隙的形狀、大小、位置以及氣隙中氣體的性質(zhì)有關(guān)。氣泡壁四周都為介質(zhì)。
表面局部放電：放電過程與內(nèi)部放電相同，不同為氣泡壁只有一邊為介質(zhì)，另一邊為導(dǎo)體。
氣暈放電：發(fā)生在 導(dǎo)體周圍都是氣體的情況下
3、危害
局部放電的能量雖然很小，但它會(huì)使絕緣材料老化，隨著介質(zhì)放電的通道逐漸增長，終可能使整個(gè)絕緣擊穿或閃絡(luò)。
局部放電對(duì)絕緣的危害主要表現(xiàn)為:
(1) 由僅在局部放電區(qū)域內(nèi)存在的具有強(qiáng)化學(xué)作用的活性基團(tuán)，這些活性生成物以及在放電作用下形成的聚合物支鏈的活性基團(tuán)與氣體介質(zhì)的氧或與由局部放電造成的其它活性物質(zhì)相作用，腐蝕絕緣體，使聚合物氧化。
(2) 放電點(diǎn)處介質(zhì)發(fā)熱可達(dá)到很高的溫度，長期放電的部位很易被燒焦或化。溫度升高會(huì)產(chǎn)生熱裂解、氧化裂解，同時(shí)溫度提高會(huì)增大介質(zhì)的電導(dǎo)和損耗，由此產(chǎn)生惡性循環(huán)，加速熱老化。
(3) 放電過程產(chǎn)生的電子或離子能量很高，在電場(chǎng)作用下撞擊介質(zhì)表面，可能打斷絕緣體的化學(xué)鍵，使表面腐蝕，開裂或產(chǎn)生氣體。
(4) 放電過程中所產(chǎn)生的紫外線與X射線的輻照作用，使分子裂解.使高分子分解成單體。對(duì)于某些材料，上述射線會(huì)促使分子間的交聯(lián)，使材料發(fā)脆。
(5) 斷續(xù)爆破性的放電和放電產(chǎn)生的高壓力氣體，會(huì)使絕緣體開裂，從而形成新的放電點(diǎn)。放電時(shí)產(chǎn)生的聲波也會(huì)引起機(jī)械化學(xué)作用。機(jī)械振動(dòng)波也會(huì)使高分子裂解成低分子。
4、局部放電測(cè)量
在工頻直流、交流和沖擊電壓下，局部放電的機(jī)理與種類有很大差別。
根據(jù)相關(guān)研究表明：直流電壓與沖擊電壓引起的局部放電帶來的危害遠(yuǎn)小于工頻電壓下局部放電所造成的危害
工頻電壓：
我國單相電源工頻電壓，50赫茲，220V。三相電源工頻電壓是50赫茲380V。
局部放電特征：
無論是絕緣內(nèi)部放電還是表明局部放電、電暈放電，都與實(shí)驗(yàn)電壓高低有直接關(guān)系。
這些局部放電信號(hào)一般由多個(gè)幅值不等、發(fā)生相位有一定規(guī)律的脈沖組成。
局部放電參數(shù)：
視在電荷量q、重復(fù)率n、平均放電電流I、放電功率P、局部放電起始電壓Ui、局部放電熄滅電壓Ue、局部放電實(shí)驗(yàn)電壓
視在電荷量q：
在試品兩端注入一定電荷量，使試品端電壓的變化和由局部放電本身引起的端電壓的變化相同，此注入量即為局部放電的視在電荷置，一般用皮庫(pC)表示。
重復(fù)率n：
在選定的時(shí)間間隔內(nèi)，所測(cè)得的每秒鐘局部放電脈沖的平均數(shù)。
平均放電電流I：
在某一時(shí)間間隔內(nèi)，電荷值的平均值。
放電功率P:
某一時(shí)間間隔隔內(nèi)，視在電荷量與產(chǎn)生脈沖時(shí)的瞬時(shí)電壓值乘積的總和除以時(shí)間間隔。
局部放電起始電壓Ui：
當(dāng)加于試品上的電壓從觀測(cè)不到局部放電的較低值逐漸增加到在試驗(yàn)回路中觀測(cè)到局部放電時(shí)的低電壓.在實(shí)踐中，起始電壓Ui是局部放電幅值等于或小于某一規(guī)定值時(shí)的低電壓。
局部放電熄滅電壓Ue:
當(dāng)加于試品上的電壓從觀測(cè)到局部放電的較高值逐漸降低到在試驗(yàn)回路中能觀測(cè)到局部放電時(shí)的低電壓。在實(shí)踐中、熄滅電壓Ue是局部放電幅值等于或小于某一定值的低電壓。
局部放電實(shí)驗(yàn)電壓：
局部放電試驗(yàn)電壓，是在某一規(guī)定程序中在試品上所加的規(guī)定電壓，在此電壓下局部放電量不應(yīng)超過某規(guī)定值。
局部放電測(cè)量的方法很多，都是根據(jù)局部放電過程所發(fā)生的物理和化學(xué)效應(yīng)，通過測(cè)量局部放電所產(chǎn)生的電荷交換、能量的損耗、放射的電磁波、發(fā)出的聲和光以及生成一些新的生成物等信息，來表征局部放電的狀態(tài)。
分類：信息中有電信息與無電信息、電測(cè)法、非電測(cè)法
電測(cè)法：脈沖電流法(ERA)、電橋法、脈沖極性鑒別法、無線電干擾電壓法(RIV)。
脈沖電流法(ERA法)：脈沖電流法就是利用檢測(cè)阻抗檢測(cè)局部放電產(chǎn)生時(shí)出現(xiàn)的電壓脈沖信號(hào)。
無線電干擾測(cè)量法(RIV)：這種測(cè)量方法是利用無線電干擾儀對(duì)設(shè)備進(jìn)行局部放電測(cè)量，其測(cè)試原理和脈沖電流法的測(cè)試原理相同，結(jié)構(gòu)和操作比較簡單，對(duì)于氣體中的放電檢測(cè)有較高的靈敏度。對(duì)于放電形成時(shí)間較長的油中局部放電的情況，檢測(cè)靈敏度將顯著下降，但因RIV法頻帶窄及中心頻率可變，故抗干擾性較好。
5.高速數(shù)據(jù)采集卡應(yīng)用案例
高速數(shù)據(jù)采集方式和PCIe總線的高速數(shù)據(jù)采集卡應(yīng)是局放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在硬件上的發(fā)展趨勢(shì)，這種配置方式有利于局放信號(hào)的實(shí)時(shí)顯示與分析，從而有利于對(duì)局放的信號(hào)特點(diǎn)和機(jī)理作進(jìn)一步研究。