高速數據采集卡在局部放電檢測中的應用

一、局部放電檢測技術背景介紹

局部放電，是絕緣介質中的一種電氣放電,這種放電制在被測介質中一部分且只使導體間的絕緣局部橋接，這種放電可能發生或可能不發生于導體的鄰近。電力設備絕緣中的某些薄弱部位在強電場的作用下發生局部放電是高壓絕緣中普遍存在的問題。雖然局部放電一般不會引起絕緣的穿透性擊穿，但可以導致電介質（特別是有機電介質）的局部損壞。若局部放電長期存在，在一定條件下會導致絕緣劣化甚至擊穿。對電力設備進行局部放電試驗，但能夠了解設備的絕緣狀況，還能及時發現許多有關制造與安裝方面的問題，確定絕緣故障的原因及其嚴重程度。因此，對電力設備進行局部放電測試是電力設備制造和運行中的一項重要預防性試驗。我國國家標準和電工委員會都對此提出了相應規范。局部放電檢測技術即是在這個背景下快速發展起來。

二、局部放電檢測技術分類

局部放電檢測技術主要有兩大類，一種是電測法，一種是非電量檢測法。

1、電檢測法

局部放電zui直接的現象即引起電極間的電荷移動。每一次局部放電都伴有一定數量的電荷通過電介質，引起試樣外部電極上的電壓變化。另外，每次放電過程持續時間很短，在氣隙中一次放電過程在10 ns量級；在油隙中一次放電時間也只有1µs。根據Maxwell

電磁理論，如此短持續時間的放電脈沖會產生高頻的電磁信號向外輻射。局部放電電檢測法即是基于這兩個原理。常見的檢測方法有脈沖電流法、無線電干擾電壓法、介質損耗分析法等等。特別是，20世紀80年代由S. A. Boggs博士和G. C. Stone博士提出的超高頻檢測法近年來得到廣泛關注，并逐漸有實用化的產品問世。

電檢測法有有脈沖電流法、無線電干擾電壓法（RIV）、超高頻（UHF）局部放電檢測技術和介質損耗分析法（DLA）。

2、非電量檢測法

局部放電發生時，常伴有光、聲、熱等現象的發生，對此，局部放電檢測技術中也相應出現了光測法、聲測法、紅外熱測法等非電量檢測方法。較之電檢測法，非電量檢測方法具有抗電磁*力強、與試樣電容無關等優點。

非電量檢測法主要有聲測法、光測法和化學檢測法

三、局部放電與采集卡的關系

不管用哪種檢測方法，由于局部放電信號頻率非常高，故需要非常高的信號采集器。

高速數據采集卡由于他采樣率非常高、便于集成、支持多通道同步采集、通信方便和小巧等特點，非常適合于局部放電檢測應用。

高速數據采集卡是將高頻的模擬信號數字化，然后把數字信號通過接頭傳輸到上位機中，一般是PCI、PCIe、網線和USB接口。一般會通過外部觸發（上升沿觸發）來啟動采集，由于局部放電采集的是瞬態信號，故采集卡在其中又被稱作瞬態記錄儀。實現的功能和示波器類似，但示波器不是模塊化儀器，體積比較大，不太適合集成到其它設備中。高速數據采集卡在局部放電中的應用具體使用見下面框圖：

一般會根據信號特征設置一個觸發閾值，然后設置一個預觸發長度和觸發總長度，都是根據信號特征來設置的，如果需要關系觸發前面很長一段時間的信號，那可以把預觸發設置長一些，熠新科技的數據采集卡可以根據需要隨意設置，zui大能設置到2GB的預觸發大小，這非常方面局部放電的應用。這個領域一般采樣率在100MHZ左右，部分局部放電能到幾GHZ，這個根據不同檢測方法和信號有直接的關系。下面是具體采集模式展示：