局部放电检测系统结构包括传感器(天线),放大器,信号过滤器,采集卡,工频信号触发器,工业控制计算机,机柜,局部放电故障分析软件,高频电缆,机械附件等。
局部放电检测系统可以带电测量,测量方法不改变设备的运行方式,并且可以实现在线连续监测。可有效地抑制背景噪声,如空气电晕等产生的电磁干扰频率一般均较低,超高频方法可对其进行有效抑制,抗干扰能力强。
随着变频电源在调速系统中的广泛使用,出现了大批变频调速电机绝缘过早破坏的情况,这种情况在高速牵引机车中的变频牵引电机(采用PWM变频电源)中显得尤为突出。
上针对变频调速电机绝缘过早破坏开展了一定的研究工作,部分研究者已发表了一些试验结果。一些研究者认为传统的局部放电检测系统不能准确的测量PWM变频电机内部的局部放电,因为传统的局部放电测量系统是在正弦、工频条件下进行测量的;而在PWM变频电机运行条件下局部放电应该发生在非正弦、高频条件下,这导致局部放电对绝缘的损坏更加严重,终导致绝缘的老化、破坏。同时,PWM变频电源输出电压和局部放电信号有相似的频谱范围(相差只有1-2个数量级,工频下相差6-7个数量级),这使得现有的局部放电监测系统在脉冲条件下*不能应用。因此,如何测量脉冲条件下绝缘介质中的局部放电,成为研究变频电机过早老化的关键问题之一。
国内对于高频电压下绝缘材料的局部放电特性研究很少,目前尚无系统的理论来指导工程实践。针对大功率变频电机的研究和报道目前也还不多。对PWM电源下U型线试样中局部放电波形,采用10kHz PWM方波电源,峰-峰值4kV时测得脉冲条件下局部放电检测技术的关键在于如何区分电源脉冲信号和局部放电脉冲信号。传统的LCR高通滤波器过渡带太宽,对电源脉冲信号只能衰减10-100倍,仍比局部放电信号高2-3个数量级,此类干扰一方面淹没了局部放电信号;另一方面对测试仪器也有一定的危险。此外,脉冲条件下局部放电对绝缘破坏机理及其与工频条件下的关联也是研究的一个重点。