影響變壓器套管局部放電的因素

   　本文主要描寫了影響變壓器套管局部放電的因素。當(dāng)局部放電量較高時(shí)，可引起局部絕緣損傷并逐漸擴(kuò)大而導(dǎo)致絕緣最終擊穿。因此，局部放電問題愈來愈受到變壓器制造和運(yùn)行部門的重視與關(guān)注。 

      變壓器局部放電量是衡量變壓器設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量的重要參數(shù)之一。當(dāng)局部放電量較高時(shí)，可引起局部絕緣損傷并逐漸擴(kuò)大而導(dǎo)致絕緣最終擊穿。因此，局部放電問題愈來愈受到變壓器制造和運(yùn)行部門的重視與關(guān)注。 

　　針對一臺容量為75MVA、電壓為110/20kV變壓器，在局部放電試驗(yàn)時(shí)低壓側(cè)視在放電量為3000pC，高壓側(cè)視在放電量為800pC的三相局部放電測量結(jié)果嚴(yán)重超標(biāo)問題，通過局部放電超聲定位測量，初步確認(rèn)放電發(fā)生在低壓出線端附近。由于近距離監(jiān)聽到三相都有明顯的放電響聲，但沒有發(fā)現(xiàn)套管外表面有放電光暈，說明放電不在外部而在內(nèi)部。 

　　經(jīng)過對低壓套管及其連接部位的油箱法蘭、壓腳等金屬部件的檢查，未發(fā)現(xiàn)連接不良和金屬雜質(zhì)等異常情況，因此排除了懸浮放電的可能。根據(jù)低壓套管放電部位的結(jié)構(gòu)分析和檢查情況，可以初步認(rèn)為由于低壓引線（高電位）與油箱法蘭（接地體）之間的電場分布過分集中造成油中法蘭拐角處尖端放電。為此，本文對低壓套管及其連接部件構(gòu)成的區(qū)域建立了簡化模型并進(jìn)行了兩個(gè)方案電場的數(shù)值分析，為解決局部放電超標(biāo)問題提供了可靠數(shù)據(jù)和改進(jìn)措施。 

　　放電影響因素和簡化模型 

　　影響變壓器套管局部放電的因素除了與試驗(yàn)時(shí)所施加的電壓和時(shí)間有關(guān)外，將主要取決于套管及其連接部位的油箱法蘭、壓腳等的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和加工制造質(zhì)量，因此，引起套管局部放電的原因可以是變壓器套管絕緣結(jié)構(gòu)材料的性能質(zhì)量包括變壓器油、瓷套和裸金屬電極，由于這些材料的絕緣性能不同，加上設(shè)計(jì)、工藝或制造方面的質(zhì)量問題，其內(nèi)部易于產(chǎn)生局部缺陷，如油中的氣泡或雜質(zhì)、金屬表面加工的粗糙度或尖角毛刺、連接不良、焊縫及附在其上的焊渣等，并使套管絕緣結(jié)構(gòu)中的電場分布不均勻，甚至在局部區(qū)域產(chǎn)生的電場過于集中，從而，發(fā)生局部放電。局部放電的產(chǎn)生與放電部位的電場強(qiáng)度及分布均勻程度等有關(guān)，因此，根據(jù)套管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和局部放電影響因素，建立合理的數(shù)學(xué)物理模型十分重要。

　　根據(jù)套管結(jié)構(gòu)對稱性和求解問題的關(guān)心部位，在不考慮套管偏心影響時(shí)根據(jù)絕緣介質(zhì)的不同，分為四個(gè)子區(qū)域：即導(dǎo)電桿與瓷套構(gòu)成的油隙區(qū)、瓷套區(qū)、瓷套與油箱及連接法蘭構(gòu)成的油隙區(qū)、螺栓與法蘭、壓板、瓷套圍成的空氣隙區(qū)，四個(gè)子區(qū)域的相對介電常數(shù)分別取為2.2，6.0，2.2和1.0。其中，方案1為原設(shè)計(jì)（局部放電超標(biāo)），方案2為改進(jìn)設(shè)計(jì)（套管外徑表面噴涂鋁導(dǎo)電層，并通過壓板、螺栓與油箱法蘭緊密連接而形成統(tǒng)一的接地體），兩個(gè)方案的左右邊界均為一類邊界條件（左邊界為高電位，右邊界為地電位），上下邊界取二類齊次邊界條件，由此，可確定軸對稱靜電場的有限元數(shù)學(xué)模型及邊值問題。