1规范涉及的内容
本规范涉及电子变压器电晕——局部放电——的检测方法及其量值的测量；其中包括了测试条件、测试设备、测试要求和测试设备的校准等。
2测试目的
电晕即局部放电是一种电离现象，电晕可使受其影响的某些绝缘系统的性能下降。电晕对电子设备具有多种危害性。其危害存在的形式表现为，电路中产生噪音、寄生电压或电流脉冲，甚至还有使电路完全失效的重大有害影响。产生这种有害现象的电晕之场所大部分是在高压电中所使用的变压器与电感器件上。电晕即局部的放电可能不影响电路的性能，但也应加以重视，列入产品的品质指标加以考量，因为电晕对元器件的使用寿命是有不利影响的，严重时可能破坏元器件，所以在有些应用场合，电晕被列入产品质量指标的判据。所以，在电子变压器设计制造中，保证其绝缘系统在工作电压应力下无电晕放电是十分重要的工作。电晕放电的量值或强度通常是很低的，故对它们进行检测需要使用非常灵敏的电子测量仪器和相关技术。
我们在此推荐的测量规范是IEEE436-1991标准，它推出了使用电气设备对电子变压器电晕（局部放电）实施测量的统一规范，其中包括施加电压应力的多种方法，主要把正弦波电压施加于模拟的直流、交流电压的组合上，在此会遇到电压应力的类型与条件限制以及放电脉冲能量的容限等问题。本规范还对所推荐的测试条件及专用的测试技术进行了讨论。
在电子变压器电晕的测量中，应结合下列标准与规范进行：①ASTM D1868-1981(R1990)，Standard method for detection and measurement of partial discharge(Corona)Pulses in eveluation of insulation systems(在绝缘系统评价中局部放电（电晕）脉冲的探测和测量的标准方法)；②IEEE Std100-1988，IEEE Standard Dictionary of electrical and electronics terms-4th ed.[ANSI](电子和电气术语的IEEE标准词典)；③MIL-T-27E，Military specification transformers and inductors (Audio，Power，and high-Power Pulse)，general specification for (4 April 1985)[军用特种变压器和电感器（音频变压器、电源变压器和高功率脉冲变压器）通用规格]。
3测试条件
3.1IEEE标准436-1991测量规范的适用范围
适用于电子变压器的本测试条件包括了适用于电源变压器的各种结构和电路布局，同时还包括了具有特种电路性能及对绝缘系统存在电压应力的电感类器件；频率范围则包括了由直流到微波频段以及这些频率的所有组合。以下叙述的本规范有关内容中，其频率范围限于1~200Hz的正弦波外加的电压进行检测与测量。对更高频率的或非正弦波形的外加电压进行电晕放电的检测与测量，需要采用专门的技术；这是因为放电脉冲本身具有很宽的频谱，而其中的某一部分有可能就在工作频率的范围之内。
3.2可行的电晕测试条件
我们已经知道，要取得电晕（局部放电）情况测量的精确结果，就必须再现变压器在使用过程中的瞬变状态。当然，要完全确保准确的条件与环境状态是不切合实际情况的。所以，对于电晕测量的基本要求与条件，我们建立了以下假设与限制。
3.2.1实施电晕测量的频率
电晕（局部放电）与施加于变压器的峰间电压呈函数关系。其条件是该电压不含中间峰值，而且该电压施加于元件上的时间要长到足以发生电离。电晕的测量可以在低于2000Hz的任何频率进行，不一定要在电路的工作频率上进行测量。但是，电晕放电是受到测试频率影响的；随着频率的增加，绝缘体内的离子对快速变化的外加电场的响应时间也会发生变化。由此而得到的非均匀的内部电压应力将导致电晕的起始电压降低。因此，在解释对于用工作频率以外的频率完成测试结果时必须格外小心。
3.2.2固体绝缘体中的气隙对电晕的影响
固体绝缘体中气隙内部的电晕放电可将该放电电压的一部分电压应力转移到固体绝缘体上，由此而减小了对空隙的电压应力。这就消除了固体绝缘体上附加放电的必要条件，直到气隙中放电所产生的电荷耗散掉，或者直到外加电压应力变化增大到足以重新形成电晕放电所要求的程度。
a.用直流电压测试电晕
当外加电压为直流电压时，它产生连续电晕（重复地发生的放电）的话，所要求的直流电压应力要比用交流电压时更高。使用外加直流电压产生连续电晕所需要的过压主要取决于固体绝缘体的电阻，电晕放电形成的电荷经由该绝缘体耗散后才能重新形成电压应力。这就意味着在仅以直流电压应力为特征的设备中，电晕放电状态应该用外加直流电压来测量。当外加电压超过变压器的峰值工作电压时，必须给出警告，因为电晕放电起始电压与绝缘体击穿电压之比可能十分接近于1。不过当外加电压为交流电压时，这个比值可能会低于0.5。
b.用直流、交流电压的结合电压测试电晕
当施加于固体绝缘体的电压应力为直流与交流电压的组合时，连续的电晕放电将由峰间电压（可以通过求解直流电压与峰值交流电压之和算出）产生，因而似乎就会发生连续电晕放电了。这就意味着在以交直流电压组合的电压应力为特征的变压器中，应该用交流测试电压进行测量，其大小可用一只峰间电压表确定（见如下4、5节介绍）。
3.2.3电晕放电脉冲的上升时间
假定电晕放电脉冲电压有足够高的增加率，其在整个电路中的初始分布值由电路的电容值来支配。
3.2.4电晕放电的电路响应
电路（包括绝缘系统）对频率及其谐波的响应会使电晕放电的测试变得复杂化。方波、单向脉冲波、快速闭启开关或高的频率都要产生应力场。一般情况下，使用的测量频率低于产品的额定设计频率的测试电压是合适可行的。但是，当以感应的方式施加这些电压时，则各有不同要求，必须首先了解测量注意事项，否则可能形成磁心饱和。
3.3信噪比
通过将所有的电磁干扰（不要考虑其起源）噪音信号降低到小于可测量的最小电晕放电电平幅度的1/2，使形成2比1的最小信噪比。
3.4鉴别器件的信号灵敏度
在电晕放电测量之前，应对装配有利于隔离的和识别电晕放电电路中的器件进行信号电平的灵敏度鉴别，以确定受测量器件中规定的最小放电电平以及测试系统中另外存在的干扰信号电平。
4测量设备
定量地测量电晕放电所需要的设备器件包括以下主要组成部分：一台测试电压源、一个耦合电容器、一台电晕检测仪（通常是一个兼有放大器和示波器功能的仪器）、一个耦合阻抗、一台标准脉冲发生器、校准耦合电路（常含有一个校准电容器）和受检测变压器。图1和图2示出了采用这些设备、器件组装成的几种电晕放电测试电路中的两种。选择检测电路需要考虑下列因素：受检测的变压器大小；该变压器是与地隔离还是接地；引线中的寄生电容量最小以及综合检测的灵敏度较高。
4.1测试电压源
测试电压源通常采用可调节电压的，同时应能提供比电晕放电起始所需要的电压应力更高的电压应力。若采用交流测试电压源，则在施加了测试负载时，其总谐波失真（THD）应该小于5%。电压波形不必是纯正的正弦波，但是不得含中间峰波。电压波形应该使用峰间电压表来测量。示于图1和图2中的测试电压源连接处的串联电感器应具有约10MHz的自谐振频率。为了消除掉电压源的噪声，还需要进行电磁滤波。
在电晕放电检测中，可以通过自激励的方法在绕组两端感生高压应力来替代外部提供的检测高压电源。用这种自激励方法，就是在变压器低压绕组用一个低电源（含一条滤波线）激励，这种电源的波形特性与以上所述外部电源的相同，利用变压系数在受测绕组两端产生高压应力。在这个绕组中的应力分布以及由此引起的电荷分布都将不同于外加电压的情况，而且整个绕组处于一个共同的电势上。不过，经过修正后的分布也许能够更好地体现实际的工作情况。图3示出了图2所示电路所要求的经修改后的与被测变压器的连接方式。图1所示的电路不适合用于自激式测试。图2所示电路的有关要求、设备元件和测试规则以下将会阐述。
4.2耦合电容器
耦合电容器是用来隔离检测器和测试电压的。另外还有一些隔离方法，如用变压器、并联的T型RC滤波网络（见图4所示），但决定采用哪种隔离方式，要根据下述要求来定；即由校准电压和电晕放电脉冲电压初始划分的电路电容确定。要求的电容值应相对于其它的电路元件参数加以选择，其目的是得到电路所希望的灵敏度。通常的情况是，增加电容值可以提高电路的灵敏度。在频率为60Hz时，电容值在100~200pF的范围内一般就令人们满意了。在更高的频率上，电容值则应低一些。
4.3耦合阻抗
耦合阻抗是为脉冲放大器的输入端提供放电脉冲电压的。该阻抗既可以是电阻性的，也可以是电感性的，选择其中的哪一种阻抗取决于检测系统的测试频率及其它部分的构成。耦合阻抗要连接到电晕检测器上，即接在检测器的输入端上。
4.4电晕放电检测器
电晕放电检测器通常是由一个放大器和一台信号读出仪器如示波器构成。
4.4.1放大器
检测电路中放大器的作用是以适当数值的电平为信号读出仪器（如示波器）提供放电脉冲电压。应对放电脉冲电压的带通特性加以选择，以便能够最大程度地衰减测试电压的频率及其谐波，以及其它任何的不需要的信号。可以用并联T型RC滤波网络从放大器的输入电平中消除测试电压频率，同时仍能精确地传送电晕放电脉冲。
4.4.2信号读出仪器
通常是用一台示波器来显示、读出来自放大器的信号。示波器非常适合用来检测相对于测试电压是单个的放电脉冲及其相位的状态。当检测中要求更多数据时，示波器常常作为主要的读出仪器与一个或多个其它的仪器结合使用。后者所指的仪器包括峰间读数电压表、图形记录仪和脉冲计数器等；当检测中需要根据脉冲幅度和脉冲重复频率来分析确定放电脉冲的频谱时，这类仪器尤其发挥作用。
4.5标准脉冲发生器
标准脉冲发生器就是检测中的脉冲源，当把它适当地连接到受测设备器件的引线上时，便在检测系统中产生了一个响应，其幅度接近放电脉冲的响应。这个脉冲的上升时间不应大于0.1μs，下降到半峰的时间不应大于1ms。标准脉冲发生器的输出阻抗与校准电容器串联；这个阻抗必须要小，这样，输出脉冲的幅度才能被限定到至少为±3%的精度。而且必须知道阻抗的具体数值，以便能够计算出它与耦合阻抗并联后的总阻抗。一个输出阻抗为50Ω的典型方波发生器，即可满足以上这些不同的要求。
4.6校准耦合电容器
校准耦合电容器将标准脉冲发生器连接到受检测的绝缘装置（一般为受检测的变压器）引线上。相对于被检测设备或元器件的内部电容，校准耦合电容值要小得多。通常情况下，频率为60Hz时，最大值取20PF是恰当的。如频率更高则电容值应更低。校准电容器的实际电容值应该是已知的，其精度应与标准信号源脉冲的测量精度等同。校准耦合电容器还应具有适当的额定电压，以便其在测试过程中测量放电信号的大小时，能够隔离校准设备。
4.7控制仪表
控制仪表应具备3%的精度。对于交流测试电源，选用的仪表应该是一台峰值电压表（见图5中的电压表）。要使用正弦波均方根值来校准这类测量电路，以便于测试的电压可以用均方根值单位表示。当是通过自激励方式感生测试电压时，应该直接测量峰间电压。
5校准
5.1偏转灵敏度
对测试电路进行校准的目的，是在于根据放电脉冲幅度或端线电晕电荷来确定电晕检测器的偏转灵敏度。偏转灵敏度受试件的电容量、寄生电容量和放大器增益的影响。由于以上因素受到试件的不同变化而发生改变，所以必须对整个测试电路进行校准。这是测试步骤中的工作之一部分。由于上述影响因素随时都在发生变化，故必须校准，使电路在校准状态和测试状态下，放大器的增益应保持不变。
5.2实施校准
在通常情况下，无论在加测试电压之前还是之后，都应在试件不带电的情况下实施校准。当需要测量信号强度时，即应接通校准设备。所有这些校准测量都应在零测试电压上进行验证。
5.3校准方法
为了实施校准，需从校准脉冲发生器中将一个已知幅度的脉冲电压引入到电路中的试件引线处，即检测放电脉冲点处。在读出装置（比如是示波器）上观测信号的大小，放大器的增益要置于观测实际电晕放电所要求的电平上，测量校准脉冲引起的最大偏转。根据这种测量结果以及电路的常数，计算出读出装置对放电脉冲的偏转灵敏度。
5.4计算检测灵敏度
为了简化检测灵敏度的计算，器件端线电晕放电脉冲电压（即受测变压器引线上的电晕放电脉冲电压）及校准脉冲电压二者都被认为是阶跃函数，而且认为整个电路的初始分压电路的电容量确定。在ASTMD186-1981[1]中推导出了几种可行的校准电路的灵敏度的方程式。
6电晕放电的测试方法
在正常工作状态下，当对变压器绝缘体施加电压时，测试电压即对其施加应力，它们包括绕组间的应力、绕组内的应力、偏压应力和端接应力，一般情况下，由于采用变压器的电路对测量变压器的这种应力是不适合的，所以，测试电晕放电的设备应尽可能逼真地模拟工作状态。为了达到这个要求，可以把电子变压器和电感器分成三类。如果要对变压器的工作状态实施全面评估，则在测试时可能要施加多种外加电压。
a.第一类
第一类变压器或电感器对工作中遇到的外加电压或感应电压完全绝缘。在这类变压器电感器中，绕组间绝缘或绕组与地间绝缘，都需要针对电晕放电进行测量。测试电压施加于正常工作状态时受到应力作用的绝缘体的两端。这一类变压器电晕放电的测试一般不用感应电压方式。
b.第二类
第二类变压器以限定的电压工作，也就是在变压器特定绝缘体两端所施加的电压被限制为或者只是直流，或者只是交流。这种限制由外部电路或者连线的要求来决定。测试电压可以直接由外部施加，也可以在待测试绝缘体的两端由感应产生，这可根据测试要求选择。
c.第三类
第三类变压器在其绕组内部，从绕组的某几个部分到其它绕组或电路元件，或者以上情况的任意组合，都有感应电压应力产生。而测试电压通常通过下列方式感生：由受测变压器内部变压感生，自耦变压器感生，或在受测绕组两端直接施加。在通常情况下，每个绕组中都有一个点接地或者接到共用的基准点上。当对以上第二类变压器的无限制的绕组进行电晕放电测试时，测试过程应在高压情况下或接地情况下反复我多次进行，目的是为测试绕组和端接器件的引线电晕。
7测试条件要求
除了有特殊的要求，一般满足以下条件即可获得有效结论。
7.1环境条件
实施电晕放电测试，环境温度应在25±5℃，大气压为101KPa±20%，相对温度为70%（最大）的环境下进行。测试前，应将变压器置于上述环进中不少于8小时，使其适应这种环境。
7.2校准灵敏度
实验证明，测试电晕放电的状况就是测试其有效的放电能量：
W=1/2 QaVi
式中，Vi—电晕放电外加电压(KV)(最大均方根值)，Qa—校准灵敏度（单位bQ—皮库仑），W—电晕放电能量(mμJ—毫微焦耳)。
测试设备的灵敏度通常用皮库仑表述，电压则用均方根值为单位，所以：

7.3测试电压
对于使用交流电压测试，可以使用50~2000Hz范围内的任何适当的频率。但应注意到前面已论述过的：电晕放电会受到测试频率的影响，随着频率的增加，绝缘体内离子对快速变化的外加电场的响应时间会出现变化，由此而得到的非均匀内部电压应力将导致电晕放电起始电压降低。对于感应电压测试，所选用的频率不应引起磁心饱和或者其它形式的波形失真。均方根值测试电压应是均方根值工作电压的120%。
如果测试电压是直流（+）交流时，直流分量应等于额定偏压或峰值工作电压的50%。无论是哪个电压应力大，交流分量取值应该能够在受测绝缘体的两端引起120%的峰值工作电压应力。
7.4施加电压的速度
测试电压应在小于5秒的时间内均匀地从0升至最大值的50%。而从50%的最大电压值上升到最大电压值，则上升速度不应超过500V/S。
7.5测试持续时间
测试电压应力最少应维持1分钟或10000个周期，无论采用哪一种标准，最初的测试应力维持时间不应小于18秒。
参考文献（略）