中压开关柜的局部放电在线测试起源于20世纪80年代的英国,当时是将瞬时接地电压((TEV)/外部电容耦合传感器连接到开关柜外壳的关键位置。这些传感器可以获取高频(射频)脉冲(频率范围4MHz至100MHz),脉冲是由金属铠装开关柜的绝缘材料发生局放所产生的。如图所示:
金属铠装开关拒发射的暂态接地电压信号
在开关柜绝缘材料的放电气隙中,局放脉冲的特征与电子在空隙中的传导时间有关。高速脉冲有以下特点:
(1)脉冲宽度小,通常在1纳秒(nsec)-20纳秒之间(要求用高速检测电路来测量这些特征);
(2)上升时间在100皮秒(psec)-5纳秒的范围内;
(3)幅值在100微伏(μV)-1伏(V)范围内。
由于电磁信号带宽很大,有些方法可以利用高带宽。对这些脉冲的测量在很大程度上取决于使用的检测电路是否合适。IEC (270)给出了针对这些类型的信号进行检测的典型电路组成方法,但没有相应的标准用以对这些测量值,或者预期值(如果检测电路使用在线元件)进行解释。对于放电脉冲的初始频率,其在集总元件中产生的电磁扰动是可描述的,但不能够反映出导波和输电线路的特征。当开关柜中有局放发生,我们必须处理那些波长与开关柜的物理尺寸同样大小的脉冲。这意味着局放信号的传递,相较于集总回路的电信号,更类似微波。这就是瞬时接地电压法(TEV)的理论基础,它在金属铠装开关柜的外部放置一个测试探针,可以从局放位置检测到电磁波。这是一种用于在线获得局部放电测量值的有效方法。该测量值(dB)一般定义为(英国电力企业联合会研究中心1970年给出):
测量值(单位:dB)=201og(局放量峰值(mV)/1mV)
因此,零分贝水平代表1mV除以50Ω峰值信号,等同于约100pC。这是目前世界上许多电力公司普遍使用的局部放电在线测量方法。注意测量中易犯的错误,这些测量值可作为一项指标但并不是精确的科学测量值。这项技术最大的优点体现在速度上,在进一步的详细测试前就能将局放特征从运行中的中压开关柜中,类似于离线局部放电测试。