變壓器局部放電問題的探討

　　變壓器局部放電問題的探討 

　　局部放電是指發(fā)生在電極之間但并未貫穿電極的放電，它是由于設(shè)備絕緣內(nèi)部存在弱點(diǎn)或生產(chǎn)過程中造成的缺陷，在高電場強(qiáng)度作用下發(fā)生重復(fù)擊穿和熄滅的現(xiàn)象。它表現(xiàn)為絕緣內(nèi)氣體的擊穿、小范圍內(nèi)固體或液體介質(zhì)的局部擊穿或?qū)俦砻娴倪吘壖凹饨遣课粓鰪?qiáng)集中引起局部擊穿放電等。但若電器設(shè)備絕緣在運(yùn)行電壓下不斷出現(xiàn)局部放電，這些微弱的放電將產(chǎn)生累積效應(yīng)會(huì)使絕緣的介電性能逐漸劣化并使局部缺陷擴(kuò)大，最后導(dǎo)致整個(gè)絕緣擊穿。 

　　1　變壓器局部放電實(shí)驗(yàn)的意義 

　　用傳統(tǒng)的絕緣實(shí)驗(yàn)方法很難發(fā)現(xiàn)局部放電缺陷，并且1min交流耐壓實(shí)驗(yàn)還會(huì)損傷絕緣，影響設(shè)備以后的運(yùn)行性能。隨著電壓等級(jí)提高，這個(gè)問題更為嚴(yán)重。我國近年來110kV以上的大型變壓器事故中50%是屬正常運(yùn)行下發(fā)生匝或段間短路，造成突發(fā)事故，原因也是局部放電所致。因此，測(cè)試變壓器的局部放電特性是目前預(yù)防變壓器故障的一種好方法。 

　　2　變壓器局部放電試驗(yàn)的目的 

　　電力變壓器主要采用油-紙屏障絕緣，這種絕緣由電工紙層和絕緣油交錯(cuò)組成。由于大型變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、絕緣很不均勻。當(dāng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，造成局部場強(qiáng)過高，工藝不良或外界原因等因素，造成內(nèi)部缺陷時(shí)，在變壓器內(nèi)必然會(huì)產(chǎn)生局部放電，并逐漸發(fā)展，最后造成變壓器損壞。電力變壓器內(nèi)部局部放電主要以下面幾種情況出現(xiàn)： 

　　(1)繞組中部油-紙屏障絕緣中油通道擊穿; 
　　(2)繞組端部油通道擊穿; 
　　(3)緊靠著絕緣導(dǎo)線和電工紙(引線絕緣、搭接絕緣、相間絕緣)的油間隙擊穿; 
　　(4)線圈間(匝間、餅間)縱絕緣油通道擊穿; 
　　(5)絕緣紙板圍屏等的樹枝放電; 
　　(6)其他固體絕緣的爬電; 
　　(7)絕緣中滲入的其他金屬異物放電等。 

　　因此，對(duì)已出廠的變壓器，有以下幾種情況須進(jìn)行局部放電試驗(yàn)： 

　　(1)新變壓器投運(yùn)前進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，檢查變壓器出廠后在運(yùn)輸、安裝過程中有無絕緣損傷。 
　　(2)對(duì)大修或改造后的變壓器進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，以判斷修理后的絕緣情況。 
　　(3)對(duì)運(yùn)行中懷疑有絕緣故障的變壓器作進(jìn)一步的定性診斷，例如油中氣體色譜分析有放電性故障，以及涉及到絕緣其他異常情況。 
　　(4)作為預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目或在線檢測(cè)內(nèi)容，監(jiān)測(cè)變壓器運(yùn)行中絕緣情況。 

　　3　變壓器局部放電的發(fā)展 

　　變壓器局部放電測(cè)量作為一種檢查變壓器內(nèi)部絕緣由于場強(qiáng)集中或其他原因造成電場畸變或局部場強(qiáng)過高而引起的油中或絕緣中放電的有效手段，已逐漸被人們認(rèn)可。并將這種要求逐漸有高電壓產(chǎn)品推廣至較低電壓產(chǎn)品，這一要求也被寫入變壓器標(biāo)準(zhǔn)中，且允許的視在放電量也在下降，變壓器新標(biāo)準(zhǔn)中GB 1094.3-2003中規(guī)定，變壓器110kV級(jí)及以上的變壓器都要進(jìn)行局部放電測(cè)量，局部放電試驗(yàn)不但進(jìn)行長時(shí)間局部放電試驗(yàn)還要進(jìn)行短時(shí)間感應(yīng)耐壓時(shí)的局部放電測(cè)量，而且變壓器協(xié)議中要求局部放電量都是小于100pC逐步下降至小于500pC，特別是500kV變壓器由于各部分的場強(qiáng)經(jīng)過細(xì)致計(jì)算，制造精度較高，工藝嚴(yán)格，因此局部放電量更低一些，根據(jù)各大變壓器廠總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)有以下幾條：  

　　(1)設(shè)計(jì)時(shí)要控制各部分場強(qiáng)在允許的范圍內(nèi)，特別要注意對(duì)高壓引線頭和引線電場強(qiáng)度的控制。采用電氣屏蔽法可有效的降低局部放電量(注意：金屬屏蔽材料與電纜引線或繞組出頭接觸良好，不允許屏蔽處存在懸浮電位)。 
　　(2)制造過程中特別要注意器身中各部件的清潔度決不允許帶入任何金屬異物。 
　　(3)裝配過程中要注意各個(gè)附件的清潔度，對(duì)外構(gòu)件要嚴(yán)格檢查，對(duì)自加工的零件也必須做到干凈清潔，特別是焊接件、金工件要徹底清理加工過程中所殘留的異物、雜物，也要注意在總裝過程中所產(chǎn)生的金屬異物的收集與清理。 
　　(4)絕緣材料的使用要有選擇，在高電場中忌用環(huán)氧玻璃布板和其他介電系數(shù)的材料，還要避免使用在真空處理時(shí)無法排出氣體的絕緣制品。 
　　(5)變壓器真空注油是時(shí)應(yīng)保證真空度達(dá)到工藝要求：抽真空和靜放時(shí)間要足夠長，確保變壓器所有部件被油浸透。 

　　4　測(cè)量中的干擾信號(hào)分析 

　　變壓器進(jìn)行局部放試驗(yàn)時(shí)，對(duì)測(cè)量的結(jié)果需要綜合的分析和判斷。首先判斷放電信號(hào)的來源，是來自變壓器內(nèi)部還是外部，盡可能的排除和抑制干擾信號(hào)對(duì)局部放電測(cè)量的影響。 

[$page]　　測(cè)量局部放電時(shí)干擾信號(hào)可分為兩類： 

　　試驗(yàn)回路未接通時(shí)產(chǎn)生的干擾，這類干擾在視品回路還未接通時(shí)就有：例如由于其它回路操作、整流子電機(jī)、附近高壓無線電波、電焊，供電網(wǎng)絡(luò)中可控硅等元件所引起，也包括測(cè)量儀器本身固有的噪音，這類干擾也可能發(fā)生在電源接上但零電壓時(shí)。 

　　試驗(yàn)回路通電時(shí)產(chǎn)生的干擾，僅在回路通電時(shí)產(chǎn)生，但不是