暂态地电压产生及检测原理

高压电气设备发生局部放电时，因为电势高低的缘故，电场能量会向接地点相邻的接地金属部位聚集，在设备表面金属上形成对地电流。放电过程中，放电是间断性发生的，所以对地电流大小呈现不断的变化。根据法拉第感应定律，变化的电场周围会产生出磁场，放电产生的磁场以电磁波的形式对外传播。高压设备内部放电时，放电量聚集在接地屏蔽的内表面，根据电磁兼容原理，连续的金属箱体可以屏蔽电磁波对外辐射。所以设备外部无法检测到放电信号，但是屏蔽层通常会在绝缘部位、垫圈连接处、电缆绝缘终端等部位由于成型等原因会出现不连续，局部放电产生的电磁波就会通过这些屏蔽体的不连续处传播到设备金属屏蔽壳外。也就是说，局部放电产生的电磁波通过金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传出，并且沿着设备金属箱体外表面继续传播。电容性传感器感应到这些电磁波后，会对地产生一定的暂态对地电压脉冲信号。该现象由Dr.JhonReeves于1974年首先发现，并将其命名为暂态对地电压(又称暂态地电波，英文全文为Transient earth voltage，缩写为TEV)。

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，人们将电容耦合传感器放置到开关柜外壳的关键位置。如图所示，这样电容传感器就可以感应到高频脉冲信号，其频带范围从4MHz至100MHz。这些高频脉冲电压信号，正是开关柜内部绝缘材料发生局部放电所产生的电磁波被电容传感器感应产生的，它是通过金属箱体结合处泄漏出来的。由电磁波的传播原理可知，这些泄漏出的电磁波，将会以泄漏处作为球心，以球面方式向外传播。

开关柜内局部放电产生的电磁波信号的传播及感应