變壓器局部放電（Partial Discharge, PD）試驗是檢測絕緣缺陷的關鍵手段，尤其對高壓變壓器至關重要。以下是試驗設備、方法、標準規程及試驗方案的詳細說明：

局部放電試驗設備

核心設備

設備類型 

局部放電檢測儀，采集放電信號，顯示放電量（pC）、相位、圖譜（PRPD）。

高壓試驗電源，提供工頻（50Hz）或變頻（30-300Hz）高壓，需低噪聲設計 ，工頻無局放試驗變壓器、變頻諧振裝置。

耦合電容器，耦合放電信號至檢測儀，電容值通常為100-1000pF 。

高頻電流傳感器，套接在接地線測量PD脈沖電流（頻帶≥1MHz）。

UHF傳感器，檢測300MHz-3GHz頻段的電磁波（適用于油浸式變壓器）。

校準脈沖發生器，注入標準放電脈沖（如50pC），校準系統靈敏度。

輔助設備

屏蔽室/屏蔽罩：抑制環境電磁干擾（如手機信號、變頻器噪聲）。

接地系統：獨立接地網，接地電阻≤0.5Ω。

同步相位電源：確保放電信號與工頻電壓相位對齊。

試驗方法

試驗接線方法

直接法（常規接線）：

[高壓電源] → [試品] → [耦合電容] → [檢測儀]
                        ↓

                     [接地]

平衡法（抗干擾）：

使用兩個試品或對稱支路，通過差分電路抵消共模干擾。

試驗步驟

預處理：

斷開變壓器所有外部連接，清潔套管表面。

對油浸式變壓器靜置≥24小時（釋放氣泡）。

系統校準：

在試品兩端注入標準脈沖（如50pC），調整檢測儀靈敏度。

升壓程序：

階段1：升至1.1×額定電壓（Um/√3），保持5分鐘。

階段2：降至1.0×Um/√3，開始測量（持續30分鐘）。

階段3：逐步升至預試電壓（如1.5×Um/√3），觀察放電起始/熄滅電壓。

信號采集：

記錄放電量（pC）、放電次數、相位分布（PRPD圖譜）。

同步使用UHF和HFCT傳感器交叉驗證。

降壓與評估：

緩慢降壓至零，分析數據并對比標準。

標準規程

國際/國家標準

IEC 60270：局部放電測量標準（基礎方法）。

GB/T 7354-2018：局部放電測量（國標，等效IEC 60270）。

IEEE C57.113：變壓器局部放電測試指南。

合格判據

變壓器類型 允許放電量（pC） 特殊要求；

油浸式（110kV及以上） ≤500（1.5×Um/√3下） 無持續放電，且無C?H?（油色譜輔助判斷）；

干式變壓器 ≤10（1.3×Un下） 放電幅值無增長趨勢；

GIS內置變壓器 ≤5（UHF法） 無固定相位簇放電。

試驗方案設計

常規試驗方案（以110kV油浸式變壓器為例）

試驗電壓：

預試電壓：1.5×Um/√3 = 1.5×126/√3 ≈ 110kV（工頻）。

檢測靈敏度：≤10pC（系統背景噪聲≤5pC）。

監測點：

高壓套管末屏（HFCT）。

油箱壁（UHF傳感器）。

抗干擾措施

時域濾波：設置脈沖鑒別窗口（如5-100ns）。

頻域分離：選擇特定頻段（如UHF 500MHz-1.5GHz）。

多點同步：對比不同傳感器信號，排除外部干擾。

異常情況處理

放電量突增：立即降壓，檢查套管或繞組連接。

相位集中放電：可能為絕緣內部氣隙，需結合tanδ測試驗證。