一、產(chǎn)生局部放電的原因 

      

由于變壓器中的絕緣體、金屬體等常會(huì)帶有一些尖角、毛刺，致使電荷在電場(chǎng)強(qiáng)度的作用下，會(huì)集中于尖角或毛刺的位置上，從而導(dǎo)致變壓器局部放電因?yàn)樵诟唠妶?chǎng)強(qiáng)度作用下，電荷容量集中到尖角的地方，從而引起放電。

       

環(huán)氧樹脂澆注絕緣干式變壓器在真空澆注時(shí)，如工藝控制不好也會(huì)造成內(nèi)部有氣泡而產(chǎn)生局部放電，環(huán)氧樹脂絕緣體中一般情況下都存在一些微小空氣間隙，通常氣泡的介電系數(shù)要比絕緣體低很多，從而導(dǎo)致了絕緣體中氣泡所承受的電場(chǎng)強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于和其相鄰的絕緣材料，很容易達(dá)到被擊穿的程度，使氣泡先發(fā)生放電。

       

如果導(dǎo)電體相互之間電氣連接不良也容易產(chǎn)生放電情況，該種情況在金屬懸浮電位中最為嚴(yán)重。

       

空氣濕度太大，變身部分區(qū)域絕緣強(qiáng)度不夠，或安裝時(shí)變壓器絕緣有損壞；變壓器閑置時(shí)間太長(zhǎng)，絕緣材料含水量超標(biāo)，器身整體受潮，也會(huì)影響局放量。

       

干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)層間或匝的場(chǎng)強(qiáng)過(guò)高，如絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等； 選擇絕緣材料質(zhì)量問(wèn)題如果不是符合要求的偽質(zhì)材料；繞線和烘燥及澆注工藝水平不到位；裝配工藝水平裝配得不好，如高低壓引線的制作有毛刺或距離等都會(huì)影響局放量增大。   

       

二、局部放電的危害 

       

局部分那個(gè)點(diǎn)有多種放電類型。其中一種是發(fā)生在絕緣表面的局部放電形式。若能量較大，在絕緣體表面留下放電痕跡時(shí)，則影響試驗(yàn)變壓器的壽命。還有一種是放電強(qiáng)度較高，發(fā)生在氣穴或尖角電極上，集中在少數(shù)幾點(diǎn)的局部放電形式為腐蝕性放電。此放電能深入到絕緣紙板的層間和深處，最終導(dǎo)致?lián)舸?nbsp;

       

局部放電是引起絕緣老化并導(dǎo)致?lián)舸┑闹饕?。短時(shí)間的放電不會(huì)造成整個(gè)通道的介質(zhì)受損，而且放電的電解作用使絕緣加速氧化，并腐蝕絕緣，從而降低了試驗(yàn)變壓器的壽命。其損壞程度，取決于放電性能和放電作用下絕緣的破壞機(jī)理。如干式變壓器局放量嚴(yán)重超標(biāo)其使用壽命一般在3~5年內(nèi)出現(xiàn)內(nèi)部絕緣老化而擊穿燒毀。所有我國(guó)對(duì)干式變壓器局部放電量要嚴(yán)格要求控制。 

     

 

 

三、干式變壓器局放的控制

       

干式變壓器主絕緣材料是以環(huán)氧樹脂材料，安全性可靠，在35kV以下的電力系統(tǒng)中產(chǎn)品得到廣泛的采用。影響干式變壓器局部放電的因素很多，其中主要的幾點(diǎn)因素有產(chǎn)品原材料的選擇、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繞組澆注工藝等。針對(duì)我們公司通過(guò)長(zhǎng)期的設(shè)計(jì)調(diào)整、工藝改進(jìn)、材料選擇以及生產(chǎn)的實(shí)踐提出以下控制措施。

       

1、繞組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      

①主絕緣距離，在對(duì)變壓器繞組進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)確保和考慮到高低壓線圈間、高壓線圈相間之間、高壓線圈對(duì)地?fù)碛凶銐虻慕^緣距離，在條件允許的情況下，絕緣距離越大越好，距離越大場(chǎng)強(qiáng)越小。還有高壓線圈內(nèi)壁絕緣可適當(dāng)增加可有效地降低外部場(chǎng)強(qiáng)。

      

②高壓線圈層間及段間設(shè)計(jì)，高壓線圈層間和段間是控制整個(gè)線圈場(chǎng)強(qiáng)，若是高壓繞組采用分段式銅箔繞制，層間電壓就等于匝間電壓，一般僅為10～20伏、而分段式電磁線結(jié)構(gòu)的線圈層間電壓可達(dá)400～800伏，段數(shù)盡量多一點(diǎn)，如35kV的干式變壓器段數(shù)可取16～18段以上，當(dāng)然這給繞線工藝帶來(lái)很煩鎖。

      

③屏蔽控制，采用有效的高低基礎(chǔ)教育 屏蔽，可以使尖角、毛刺及氣隙均包在屏蔽層內(nèi)，能有效地排除尖端和氣隙放電，減少局放量，高壓屏蔽與高壓出線端之間、低壓屏蔽與夾件之間應(yīng)可靠連接，屏蔽處理過(guò)程中應(yīng)注意清潔、屏蔽層應(yīng)平整無(wú)破損無(wú)尖端等。

       

2、線圈的繞制、裝模及真空澆注工藝控制

       

干式變壓器的線圈是最關(guān)鍵的，變壓器使用好壞都線圈先發(fā)生故障。真空澆注的好壞對(duì)局放的影響也至關(guān)重要，哪怕是微小的氣孔都影響到變壓器的局放，因此線圈的制作和澆注的工藝必須嚴(yán)格控制。

      

①在繞制線圈時(shí)必須熟悉圖紙和工藝，不能隨意更改層間的匝數(shù)和層間的絕緣張數(shù)！繞制時(shí)必須保證所的材料清潔。

     

②裝模引線端子焊接時(shí)，注意高溫破壞線圈的絕緣，焊接好的線必須打磨尖角毛刺等。所有引線之間保證有足夠的絕緣距離讓環(huán)氧樹脂填充，整個(gè)裝配過(guò)程保持清潔。裝好的帶模線圈嚴(yán)格按干燥工藝執(zhí)行烘燥。

      

③環(huán)氧樹脂配料與脫氣，配料過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格遵守工藝守則，如材料的配比、溫度及脫氣的時(shí)間，整個(gè)過(guò)程度中應(yīng)密切跟蹤各自的粘度、真空度、溫度及氣泡現(xiàn)象，混料灌的溫度及真空度時(shí)時(shí)觀察，線圈（模具）溫度控制在指定的工藝范圍內(nèi)，在澆注過(guò)程中速度不宜過(guò)快而產(chǎn)生氣泡，動(dòng)態(tài)澆注時(shí)應(yīng)注意配料后到澆注完成的時(shí)間，防止樹脂粘度過(guò)大。

       

3、原材料的選擇與控制

      

①電磁線的選擇，可選用漆包線絕緣扁銅或圓銅線設(shè)計(jì)繞制；電磁線要求供應(yīng)商在生產(chǎn)時(shí)，必須有專門去毛刺設(shè)備和檢測(cè)裝置，力求將毛刺減少到最小程度。

      

②環(huán)氧樹脂材料的選擇，不同的環(huán)氧樹脂，其特性也各有不同，對(duì)產(chǎn)品的局放、綜合性能的影響也很大，應(yīng)選擇粘度小，韌性好、絕緣強(qiáng)度高的樹脂，什對(duì)不同的樹脂型號(hào)，技術(shù)部門要制定相應(yīng)工藝規(guī)范。

      

③線圈中的絕緣材料控制，干式變壓器 的層間絕緣材料質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到局放量的大小。所以應(yīng)選擇長(zhǎng)期穩(wěn)定的供應(yīng)商提供原材料，因?yàn)樵趽Q新材料后，變壓器在短期內(nèi)發(fā)現(xiàn)不了什么問(wèn)題。

       

四、干式變壓器局放試驗(yàn)

       

1、局部放電的波形分析

      

檢測(cè)阻抗Zm上的電壓（即檢測(cè)信號(hào)）是相當(dāng)小的，必須經(jīng)過(guò)放大才能使儀器上有明顯的指示。經(jīng)放大器放大后的脈沖信號(hào)的峰值可由示波器測(cè)量，除此之外，示波器上還可以看出放電發(fā)生在工頻的什么相位，測(cè)定脈沖波形和放電次數(shù)，觀察整個(gè)局部放電的特征。以確定放電的大致部位和性質(zhì)。示波器可用水平掃描和橢圓掃描。水平掃描時(shí)全屏偏轉(zhuǎn)相當(dāng)于一個(gè)周期，并與試驗(yàn)電壓同步，以確定脈沖的相位。橢圓掃描也是每掃一周相當(dāng)于試驗(yàn)電壓一個(gè)周期。圖1-為兩種掃描時(shí)屏上波形的示意圖。

 

       

在局部放電試驗(yàn)時(shí)，除絕緣內(nèi)部可能產(chǎn)生局部放電外，引線的聯(lián)接，電接觸以及日光燈，高壓電極的電暈等，也可能會(huì)影響局部放電的波形。為此，要區(qū)別絕緣內(nèi)部的局部放電與其他干擾的波形，圖1-2就是幾種典型的波形。

 

       

2、局部放電的圖譜識(shí)別

       

圖1-3為不同類型的局部放電示波圖，示波圖是在接近起始電壓時(shí)得到的。

其中圖（a）、（b）、（c）、（d）為局部放電的基本圖譜，（e）、（f）、（g）為干擾波的基本圖譜。

 

      

（a）中，絕緣結(jié)構(gòu)中僅有一個(gè)與電場(chǎng)方向垂直的氣隙，放電脈沖疊加于正與負(fù)峰之間的位置，對(duì)稱的兩邊脈沖幅值及頻率基本相等。但有時(shí)上下幅值的不對(duì)稱度 3：1仍屬正常。放電量與試驗(yàn)電壓的關(guān)系是起始放電后，放電量增至某一水平時(shí)，隨試驗(yàn)電壓上升放電量保持不變。熄滅電壓基本相等或略低于起始電壓。

      

（b）中，絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)含有各種不同尺寸的氣隙，多屬澆注絕緣結(jié)構(gòu)。放電脈沖疊加于正及負(fù)峰之前的位置，對(duì)稱的兩邊脈沖幅值及頻率基本相等，但有時(shí)上下幅值 的不對(duì)稱度3:1仍屬正常。放電剛開始時(shí)，放電脈沖尚能分辨，隨后電壓上升，某些放電脈沖向試驗(yàn)電壓的零位方向移動(dòng)，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)幅值較大的脈沖，脈沖分辨 率逐漸下降，直至不能分辨。起始放電后，放電量隨電壓上升而穩(wěn)定增長(zhǎng)，熄滅電壓基本相等或低于起始電壓。

      

（c）中，絕緣結(jié)構(gòu)中僅含有一個(gè)氣隙位于電極的表面與介質(zhì)內(nèi)部氣隙的放電響應(yīng)不同。放電脈沖疊加于電壓的正及負(fù)峰值之前，兩邊的幅值不盡對(duì)稱，幅值大的頻率低，幅值小的頻率高。兩幅值之比通常大于3：1，有時(shí)達(dá)10：1?？偟姆烹婍憫?yīng)能分辨出。放電一旦起始，放電量基本不變，與電壓上升無(wú)關(guān)。熄滅電壓等于或略低于起始電壓。

      

（d）中，(1 )一簇不同尺寸的氣隙位于電極的表面，但屬封閉型；(2 )電極與絕緣介質(zhì)的表面放電氣隙不是封閉的。放電脈沖疊加于電壓的止及負(fù)峰值之前兩邊幅值比通常為3:1，有時(shí)達(dá)10：1。隨電壓上升，部份脈沖向零位方 向移動(dòng).放電起始后，脈沖分辨率尚可;繼續(xù)升壓，分辨率下降直至不能分辨。放電起始后放電皇隨電壓的上升逐漸增大，熄滅電壓等于或略低于起始電壓。如電壓 持續(xù)時(shí)間在10 min以后，放電響應(yīng)會(huì)有些變化。

      

（e）干擾源為針尖對(duì)平板或大地的液體介質(zhì)。較低電壓下產(chǎn)生電暈放電，放電脈沖總疊加于電壓的峰值位置。如位于負(fù)峰值處.放電源處于高電位；如位于正峰處 放電源處于低電位。這可幫助判斷電壓的零位，一對(duì)脈沖對(duì)稱的出現(xiàn)在電壓正或負(fù)峰處、每一簇的放電脈沖時(shí)間間隔均各自相等。但兩簇的幅值及時(shí)間間隔不等，幅 值較小的一簇幅值相等、較密。一簇較大的脈沖起始電壓較低，放電量隨電壓上升增加；一簇較小的脈沖起始電壓較高，放電量與電壓無(wú)關(guān)，保持不變；電壓上升，脈沖頻率密度增加，但尚能分辨；電壓再升高，逐漸變得不可分辨。

      

（f）針尖對(duì)平板或大地的氣體介質(zhì)。較低電壓下產(chǎn)生電暈放電，放電脈沖總疊加于電壓的峰值位置。如位于負(fù)峰處，放電源處于高電位；如位于正峰處，放電源處 于低電位。這可幫助判斷電壓的零位。起始放電后電壓上升，放電量保持不變，惟脈沖密度向兩邊擴(kuò)散、放電頻率增加，但尚能分辨；電壓再升高，放電脈沖頻率增 至逐漸不可分辨。

      

（g）懸浮電位放電。在電場(chǎng)中兩懸浮金屬物體間，或金屬物與大地間產(chǎn)生的放電。

      

 波形有兩種情況：1 正負(fù)兩邊脈沖等幅、等間隔及頻率相同；2 兩邊脈沖成對(duì)出現(xiàn)，對(duì)與對(duì)間隔相同，有時(shí)會(huì)在基線往復(fù)移動(dòng)。起始放電后有3種類型：

      

(1)放電量保持不變，與電壓無(wú)關(guān)，熄滅電壓與起始電壓完全相等。

      

(2）電壓繼續(xù)上升，在某一電壓下，放電突然消失。電壓繼續(xù)上升后再下降，會(huì)在前一消失電壓下再次出現(xiàn)放電。

     

(3)隨電壓上升，放電量逐漸減小，放電脈沖隨之增加。