變頻電機(jī)是一種將控制電路與電機(jī)相結(jié)合的系統(tǒng)。將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，并通過高速開關(guān)控制轉(zhuǎn)換后的直流電源來操縱電機(jī)的速度及電流等。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是比工頻電源驅(qū)動(dòng)的電機(jī)能源利用效率高。在對能效要求極高的今天，變頻器被廣泛應(yīng)用于家用電器和汽車等各個(gè)領(lǐng)域。

然而，變頻器的高速開關(guān)控制給電機(jī)施加的用電負(fù)荷可能會(huì)加速電機(jī)的老化。如圖 1 所示，變頻器的高速開關(guān)操作會(huì)產(chǎn)生浪涌。這些變頻器浪涌的電壓有時(shí)能達(dá)到變頻器驅(qū)動(dòng)電壓的兩倍左右。如果在電機(jī)繞組之間瞬間施加超過一定電壓的高壓，繞組涂層表面就會(huì)放電。這就是所謂的局部放電。

如圖 2 所示，變頻電機(jī)的基本元件包括轉(zhuǎn)子（Rotor，即旋轉(zhuǎn)部分）和定子（Stator，即固定部分）。定子是通過將繞組插入定子鐵芯而形成的。繞組的導(dǎo)體上覆蓋著一層漆包線，導(dǎo)線之間相互絕緣。在電機(jī)生產(chǎn)階段，繞了幾圈的導(dǎo)線通過絕緣紙與定子鐵芯絕緣。生產(chǎn)過程中絕緣紙的移位和破裂、絕緣膜破裂或擠壓造成的導(dǎo)線之間的接觸以及繞組與定子鐵芯之間的接觸等都會(huì)導(dǎo)致絕緣性能降低，從而發(fā)生局部放電。絕緣層中的空隙（由于氣泡或雜質(zhì)導(dǎo)致絕緣材料局部缺失的區(qū)域）和導(dǎo)體上的劃痕也可能是導(dǎo)致局部放電的原因。

在以電動(dòng)汽車為代表的高壓變頻電機(jī)中，發(fā)生局部放電的風(fēng)險(xiǎn)較高。一般來說，如果對沒有妥善絕緣的繞組施加超過約350V即會(huì)發(fā)生局部放電。這意味著，不僅變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)，高壓工業(yè)電機(jī)等也存在局部放電的風(fēng)險(xiǎn)。電機(jī)繞組內(nèi)若存在絕緣低的地方就會(huì)發(fā)生局部放電，反復(fù)發(fā)生則會(huì)加速絕緣老化。局部放電導(dǎo)致的絕緣老化會(huì)因短路和絕緣擊穿而引發(fā)嚴(yán)重事故（如火災(zāi)等）。

局部放電可以通過局部放電測試檢測出來。如表1所示，局部放電測試有兩種類型。由于可檢測到絕緣不良的位置不同，所以兩種測試都要進(jìn)行。

表1局部放電測試的種類

局部放電會(huì)發(fā)生在以下場所：

1-同相繞組之間的電壓差引起的放電（Turn to Turn）

2-不同相繞組之間的接觸引起的放電（Phase to Phase）

3-繞組與定子鐵芯之間的接觸引起的放電（Phase to Core）

在傳統(tǒng)的變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)生產(chǎn)線中，一直采用絕緣電阻測試、耐壓測試和脈沖測試（層間短路測試）來檢測電氣性能劣化的原因。耐壓測試和脈沖測試可以檢測出已經(jīng)發(fā)生絕緣擊穿的不良產(chǎn)品，但無法檢測絕緣擊穿前輕微絕緣不良引起的微弱放電。因此，除了常規(guī)測試外，還需要具有高精度放電檢測性能的局部放電檢測儀。通過局部放電測試，在絕緣擊穿之前檢測出潛在故障，可以進(jìn)一步提高電機(jī)的質(zhì)量和可靠性。