| 三，局部放电的测量
测量局部放电按照被测量的定义可以有由以下几种： 发生局部放电时，电荷量的变化是不能直接测量出的，作为放电电荷量的派生量－放电电流I和功率P也由于持续时间短、幅度小而难以测量。由于局部放电呈现随机分布，测量放电重复率（放电次数）在PV组件工程上也没有意义。工程上，我们最关心的是绝缘材料在多大的电场强度下会产生显著的局部放电，当电场强度低于多少时，局部放电不会发生。因此，IEC61730-2标准规定的是起弧电压（Inception Voltage）和灭弧电压（Extinction Voltage）。由于判定这二个电压需要依照局部放电电荷量，而这是不能直接测量的，因此，IEC61730-2标准引入了IEC60644-1标准中的视在电荷量（q）的定义和相应的间接测量法，视在电荷量以公式q = CbΔ(Vc)表示，以PC（皮库仑）为单位。试验中先用校准的脉冲信号源标定测量系统，然后在被试样品二端注入一可以计量的电压，该被试样品在夹具作用下相当于一个电容，不断升高该电压，使样品发生局部放电，此时，样品二端（电容二极）上会在工频电压上叠加高频放电电压（spikes），用高频电压表类的仪器通过耦合电容测得该高频电压，我们就可以得出视在电荷量q，推算出局部放电量。发生局部放电时的视在电荷量（q）与实际该点上实际的电荷变化量并不相同，但是这是最接近实际的局部放电量的。 图一是我们的局部放电试验系统的电路原理图，放电电压变化量Δ(Vc)是由窄带－宽带可调高频信号放大器以及高频信号接收机处理，由示波器检测放电毛刺。需要注意的是测试场地周围的背景噪声要很低，因为判断1pC的视在电荷量灵敏度是很高的，要避免周围环境噪波的干扰。
这期间，我们并不在意产生多大的视在电荷量才可认为开始放电，反之，多低的视在电荷量算作不会发生局部放电。因为，经验表明，发生放电时，示波器上的放电毛刺以及监测电压有显著增加，当电压减少到某一值时，放电毛刺几乎没有，监视到的视在电荷量Q明显减少，约1－3个pC。整个过程呈现非线性，有明显的阈值特点，因此，IEC7340-2规定的局部放电试验规定了三个步骤。首先逐渐升高施加样品绝缘上的试验电压，直至局部放电视在电荷量Q超过某一规定值（标准未规定）或显著放电，此时的电压为局部放电的起始电压；然后继续升高该电压10％，稳定局部放电；最后，降低被试绝缘上的电压，直至局部放电视在电荷量Q小于1PC（日本JET为3 pC）。或局部放电现象明显消除，此电压为灭弧电压。 IEC61730-2标准规定灭弧电压应该至少为PV组件最大系统电压的1.5倍。起弧和灭弧电压带有明显的阈值特点，而且表现为一个突变过程而不是一个确切的电压数值，测试有离散性和不确定性，需要以数理统计的方式得出灭弧电压，即，以十个样品进行测试，用其结果的算术平均值减去标准偏差，这种方法求出的灭弧电压其实是确切和准确的，因为，当用的数理统计方法对数据处理时，某个样品由于质量不均匀带来的数据离散可以以平均值和标准偏差的原理修正。另外，测试时，不需要也不可能对起弧电压和灭弧电压精确测量，0.3mm厚的光伏组件背膜灭弧电压通常都在1000V左右，因此，测试到10 V已足以精确，特别是计算平均值时精确测量无实际意义，计算标准偏差也有类似结果，以测量分辨率1V和10V为例，假定十个样品的每个数据由于分辨率的原因都相差10V，经过标准偏差的处理后，二者结果只相差3.3V。日本JET测量灭弧电压精确到10V，判定灭弧的条件为≤3pC，当然给出灭弧电压最终结果时要精确到1V。 |
