ASTM D1868-20 绝缘系统评估中局部放电（电晕）脉冲检测和测量的标准测试方法

美国材料与试验协会（ASTM）制定的标准《ASTM D1868-20 绝缘系统评估中局部放电（电晕）脉冲检测和测量的标准测试方法》描述了一种在施加测试电压下检测和测量绝缘系统端子处局部放电（电晕）脉冲，并确定随着测试电压的增加和减少，局部放电（电晕）起始和熄灭电压的测试方法。该测试方法还有助于确定视在负载和脉冲重复率等量以及平均电流、二次比和功率等积分量。此测试方法适用于测试频率范围从零（直流电压）至约 2000 Hz 的电压。

该测试方法直接适用于可表示为双端电容器的简单绝缘系统。该测试方法也可应用于高压电缆等绝缘系统（具有分布参数）。在这样的系统中，应该注意衰减和反射现象。

为了本标准的目的，适用以下范围和定义：

• 电离是指电子从中性分子或原子中丢失或转移到中性分子或原子中，产生带正电或负电的粒子的过程。
• 局部放电（电晕）是指仅部分桥接导体之间绝缘层的放电。这种放电受瞬态气体电离过程控制，可以表现为放电通道狭窄的火花形式，或放电通道延长或明显加宽的弥散辉光形式。局部放电发生在绝缘系统内充满气体的空间中，当空间两端的电压变化等于其击穿电压时，就会发生局部放电。
• 电晕是发生在导体附近气体中的局部放电。该术语也被用来泛指局部放电。
• 连续局部放电（连续电晕）是以相当规律的间隔重复发生的放电。例如，交流电压的大约每个周期，或施加的直流电压每分钟至少一次。
• 局部放电（电晕）起始电压是随着施加电压的逐渐增加，发生超过指定幅度（可能定义允许的背景噪声限值）的持续局部放电的最低电压。许多测试和样本参数都会影响该值，在某些情况下可能难以实现重复性。
• 局部放电（电晕）熄灭电压是当施加的电压逐渐降低到初始电压以上时，不再发生超过规定幅度的局部放电的最高电压。许多测试和样本参数都会影响该值，在某些情况下可能难以实现重复性。
• 局部放电脉冲电压是由于局部放电而产生的端子脉冲电压，其表现形式是将电压源突然串联在被测绝缘系统的电容上，并在开路条件下在系统端子上检测到。局部放电脉冲电压的形状、上升时间和幅度取决于空腔的几何形状、大小、边界的性质、空腔内气体的类型和压力，以及放电场与局部放电脉冲探测器之间的传输介质的参数。火花型放电的局部放电脉冲与辉光型放电的局部放电脉冲相比，上升时间明显较短。
• 局部放电量（端子电晕电荷）是绝缘系统中单个放电的大小，以在系统端子处测量的电荷转移来表示。所测量的电荷一般不等于放电位置处转移的电荷，而与放电能量有关系。对于可以视为简单集总电容器的小样本，它等于绝缘系统电容与局部放电脉冲电压的乘积。
• 局部放电（电晕）水平是观察连续放电过程中发生的最大电流放电的幅度。
• 平均放电（电晕）电流是将给定时间间隔内各个放电的绝对幅值之和除以该时间间隔所得到的值。
• 平方比是给定时间间隔内各个排放量平方和除以该时间间隔。
• 局部放电（电晕）能量是由于单独放电而从测试电压源中吸收的能量。
• 局部放电（电晕）功率损耗是通过将测试电压源所吸收的能量总和除以特定时间段内发生的单个放电而获得的。
• 局部放电视在功率损失是所有电晕脉冲幅度的时间周期总和乘以热敏电阻测试电压。
• 局部放电（电晕）脉冲率是每秒或其他指定时间间隔内发生的放电脉冲的平均数。脉冲数量可以限制为高于预定阈值幅度的脉冲，或限制为指定下限和上限幅度之间的脉冲。
• 局部放电脉冲是由于局部放电而在电路中的特定位置出现的电压或电流脉冲。

测试期间，样品的绝缘系统在测试电路中由高压源通电。样品中的局部放电（电晕）会导致样品端子处发生突然的电荷转移和电压脉冲。连接到端子的测量装置经过校准，并根据端子处传输的电荷对电压脉冲做出响应。

绝缘系统中工作电压下的局部放电（电晕）可能会导致绝缘材料寿命显著缩短。有些材料比其他材料更容易受到这种放电损害。

在看似固体的绝缘体中存在局部放电（电晕）可能表明存在内部空隙。局部放电测试对于模制、层压和复合绝缘以及电缆、电容器、变压器、套管、定子线棒和旋转机器形式的样品的设计和检查很有用。

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