传统的局部放电检测仪采用测量高压电气设备的放电损失电荷的方法,放电强度以pC表示。在这些装置的测量频率范围内(通常为10-300kHz),高压电气设备的各部分(除了长导线)可看作一个电容。因此,当电荷(Q)突然从高压电气系统泄漏,就会产生一个较小的电压差(ΔV)。这两个量的关系满足关系式:
Q=CΔV
该脉冲电压传播至检测装置的调谐回路中,随后根据此电压测量出放电幅值并显示在局部放电检测设备的显示屏上。除了长电缆之外,放电持续时间比放电脉冲穿过被试设备并经过多次反射衰减为零所用的时间要长得多。因此传统放电检测仪只测量放电时的电压变化,而与脉冲实际经过的路径无关,其对测量结果也没有影响,使得传统测试方法很难进行放电点的定位。传统类型的局部放电测试装置有一个优点,就是装置的测量结果与高压导电系统放电电荷成正比,而与放电位置无关,因此也无法实现对于开关柜内局部放电位置的确定。
当高压开关柜内的对地绝缘部分发生局部放电时,则高压开关柜带电部分与接地金属壳之间就会出现少量电容性放电。这种放电电量很小,一般只有几兆分之一库仑,并且放电持续时间很短,一般只有几个纳秒。由于电量等于电流与时间的乘积,假设一次局部放电产生的电荷量为1000pC,持续时间为10ns,就会形成一个100mA的电流。对于持续时间如此之短的放电脉冲,被测设备不应该看作是一个整体,而应等效为传输线,它的电气特性由其分布电容和电感等参数决定。
在开关柜内,当局部放电发生时,电磁波将由放电点处向外传播。金属屏蔽表面对地电流的大小与产生这些电磁波的电压有关。暂态对地电压为暂态对地电流与路径阻抗的乘积。以不考虑损耗的传输线计算,阻抗满足√L/C。L和C分别是传输线单位长度的自感和电容,不同设备Zo的数值也不同,10kV单芯电缆约为10Ω,35kV金属外壳的高压开关柜约为70Ω。经计算可得1000 pC的局部放电量将产生幅值为1-7V持续时间为10nS的暂态对地电压。该脉冲电流沿着开关柜金属壳的内表面传播,通过开口、接头、盖板等的缝隙处传出,然后经金属壳外表面传到大地。因此可以在开关柜外表面放置TEV传感器来检测此TEV信号。