局部放电测试仪

发布日期：2020-06-10　点击：797次

湖北四方国瑞电力控股有限公司专业生产局部放电测试仪，下面为大家介绍变频器产生的局部放电。

通常被称为变频驱动器，变速驱动器或可调速驱动器的逆变器驱动器非常流行并且正在使用中。它们具有众多优点，并且可以用通常物理尺寸较小的交流电动机替换直流电动机，并降低运行成本。
一个关键的缺点是，如果未正确应用电源系统，则电机端子上可能会出现较大的电压尖峰或电压“过冲”。这些尖峰会导致局部放电，并最终导致电动机绝缘系统出现故障。

变频驱动器

用于控制速度的变频器具有多种类型，具有不同类型的输出。脉宽调制控制或PWM是最常用的。它需要一个固定的交流输入电压，然后通过整流器将其转换为直流电压，然后从直流电压中产生方波或矩形脉冲，这些脉冲或脉冲的脉冲宽度，频率和频率有时都会变化。

矩形脉冲通常由IGBT（集成栅极双极晶体管）产生。IGBT的开/关状态受到控制，它们实际上将直流输入电压斩波为直流输出脉冲。由于电压脉冲具有不同的宽度，因此它们会在所连接的负载中产生正弦形的电压和电流。波形与平滑波和正弦波的接近程度取决于几个因素，包括每个周期产生的脉冲数。这称为载波频率或开关频率。

为了通过电动机可以处理的过冲电压提供“干净的”电源，包括变频器驱动器，电动机以及两者之间的电缆在内的系统必须从阻抗角度正确匹配。如果不这样做，则电机端子上会有大的电压尖峰。这些峰值可能高达预期电压的两倍，在严重的情况下甚至会比预期电压高得多。

电压尖峰的原因

尖峰是对包括电缆和电动机的RCL电路的激励的响应。激励电路的每个脉冲的上升时间可以低至大约100nsec，因此非常快。传输线理论认为，在这种情况下，反射波将出现在阻抗不匹配的过渡点。这些过渡点可能会出现在系统中的多个位置。

反射波为高频振铃。如果系统中的阻抗或阻抗的C和L分量具有特定值，则初始尖峰电压可能会很高并加到脉冲电压上。

实际上，由逆变器驱动器产生的快速上升时间矩形脉冲是多种频谱的组合。随着变频器和电动机之间的电缆长度增加，沿电缆的分布电容和电感也会增加。这导致电缆的谐振频率下降。当此频率与逆变器驱动脉冲中包含的频率在相同范围内时，它们可能会加和并导致高压尖峰。当电缆长度增加到50ft / 15m以上时，频率的重叠可能会开始发生，具体取决于设置和电缆类型。

变频器驱动器载波频率可以高达20kHz。这意味着每个脉冲持续很短的时间。在某些设置中，在下一个脉冲到来之前，反射波的振铃将没有足够的时间耗散为零。发生这种情况时，反射波将建立在上一个反射波的剩余部分之上，并且电压尖峰会变得非常高。

局部放电对电机的影响

前端电压尖峰或过冲的发生率很高，逆变器驱动器产生的每个脉冲一个。如前所述，驱动器可以产生频率为500Hz至20kHz的脉冲。当电压尖峰足够高时，由于尖峰产生的电场强度和集中程度，它们会导致电动机绕组中的局部放电。变频器可能也会跳闸。即使是每秒几百个脉冲，更不用说每秒20,000个脉冲，绕组绝缘上的应力也可能很高，足以在短期内损坏绝缘。

有许多方法可以减小尖峰的大小及其对电动机的影响。其中包括滤波器和电抗器，较短的电缆长度，不同类型的电缆，较低的载波频率，较慢的上升时间脉冲等等。每种都有优点和缺点。

局部放电检测仪可以帮助诊断逆变器驱动电源系统问题。