Принцип работы прибора для измерения частичных разрядов основан на методе импульсного тока, то есть при возникновении частичного разряда на концах испытуемого образца Cx возникает мгновенное изменение напряжения Δu. В этот момент, если электрический сигнал Ck подаётся на детектирующее сопротивление Zd, в контуре генерируется импульсный ток I, а информация об импульсном напряжении, создаваемом этим импульсным током на детектирующем сопротивлении, регистрируется, усиливается и отображается; после этого можно измерить некоторые основные параметры частичного разряда (в первую очередь заряд разряда q).
Когда радиометр органа надзора отображает диаграмму разрядной формы волны на основе результатов испытаний, необходимо проанализировать ситуацию с разрядами испытуемого изделия, опираясь на некоторые характеристики этой формы волны. Для анализа формы волны прибора для измерения частичных разрядов можно воспользоваться следующими рекомендациями.
(1) Имитационное испытание предварительного спектрального анализа в лаборатории хорошо согласуется с фактическими измерениями высоковольтного оборудования на месте
1) Спектры различных типов разрядов (включая помехи) различны.
2) Процесс внутренней разрядной волны связан с параметрами контура, однако формы волн, отражённых различными разрядами, различаются.
(2) Форма разрядной волны связана с типом разряда и амплитудой разряда.
1) Быстрого процесса разряда через электрод или промежуток нет, и спектральные характеристики практически не отличаются.
2) Разряды, проникающие в зазоры или сопровождающиеся большим количеством разрядов, имеют более продолжительный волновой процесс, выраженные низкочастотные составляющие и хвосты низкочастотных колебательных волн. Основная частотная составляющая спектра составляет 40–80 кГц, а другие высокочастотные составляющие занимают незначительную долю.
3) Разряды в воздухе, такие как коронный разряд, пузырьковый разряд и другие разряды с малой амплитудой, имеют крутой характер, а фронт нарастания составляет около 0,5 мкс. Спектральный анализ показывает наличие обширных высокочастотных составляющих.
4) Когда разряд сосредоточен в области напряжённости поля, объём разряда невелик, сам разряд практически не колеблется, а высокочастотная составляющая разряда занимает значительную долю; при этом в спектре разряда преобладает компонента на частоте 600 кГц. Когда разряд представляет собой пробой, пронизывающий электрод, обычно возникают колебания. Процесс разряда в масле длится дольше — до 200 мкс, тогда как процесс разряда в воздухе занимает менее 100 мкс.
Поэтому при использовании прибора для измерения частичных разрядов характеристики разряда при неисправностях, сопровождающихся масштабными разрядами, можно комплексно оценить, комбинируя изменения формы волны и частотные характеристики.
(3) Продукт, прошедший типовые испытания трансформатора, имеет индуктивность
Сигнал разряда изменится после прохождения через индуктивность, при этом высокочастотные составляющие ослабнут. Характеристики частотного спектра сигнала, измеренного в различных точках трансформатора при одном и том же разряде, зависят от места возникновения разряда. Если электрическое расстояние между точкой разряда и двумя точками измерения близко, различия будут другими. Измеренные сигналы совпадают. Используя данную особенность, тип и место разряда можно определить по изменениям формы волны и частотных характеристик в различных точках.
(4) Влияние трансформаторов высокого и низкого напряжения
Поскольку ослабление сигнала между высоким и низким напряжением трансформатора может достигать 10 раз, при разряде, расположенном вблизи стороны низкого напряжения или нейтрального вывода, сигнал, измеренный на стороне высокого напряжения при разряде 5000 пКл, будет составлять менее 500 пКл, что может привести к ошибочному заключению об отсутствии неисправностей в трансформаторе.
В это время анализ осциллограммы может быть использован для определения наличия неисправного разряда в оборудовании. Когда неисправный разряд достигает критического уровня, он происходит не каждый цикл, а иногда отсутствует в течение нескольких секунд.
Анализ частотной характеристики выполняется для всего волнового процесса каждого разряда. Поэтому, когда определённая частотная составляющая значительно превышает другие частотные составляющие, особенно если велика частотная составляющая ниже 100 кГц, другие частотные составляющие трудно различить на амплитудном спектре. Следовательно, необходимо дополнительно проанализировать фронт волны (высокочастотную часть) каждого волнового процесса отдельно, а также весьма ценно наблюдать изменение её частоты.