變壓器局部放電試驗(yàn)中的故障分析及解決措施

王茜 游志偉 宮正 李彩榮

【摘 ?要】隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，電力行業(yè)逐漸開始向自動化和智能化方向發(fā)展，智能電網(wǎng)的建設(shè)技術(shù)也逐漸成熟，以更好地保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。從現(xiàn)實(shí)情況來看，電力變壓器局部放電問題導(dǎo)致電力設(shè)備時(shí)常出現(xiàn)運(yùn)行故障。鑒于此，本文對變壓器局部放電試驗(yàn)中的故障分析及解決措施進(jìn)行解析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】變壓器;局部放電試驗(yàn);故障;解決措施

中圖分類號：TM85 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

局部放電是指僅使導(dǎo)體間的絕緣部分地橋接的電氣放電，它可能在導(dǎo)體附近發(fā)生，也可能不在導(dǎo)體附近發(fā)生。因此可以把局放理解為導(dǎo)體間的絕緣介質(zhì)中微小部分的局部擊穿。早期曾有學(xué)者把局放稱為游離放電，因?yàn)榫址胚^程中常伴有電荷游離，但其實(shí)局放只是游離放電的一種特殊情況，因而現(xiàn)在已不這樣稱謂。也有人把局放混淆為電暈，這也是不恰當(dāng)?shù)?，因?yàn)殡姇炌ǔＶ傅氖前l(fā)生在遠(yuǎn)離固體或液體絕緣的導(dǎo)體周圍的氣體介質(zhì)中的放電。

1變壓器局部放電問題簡析

1.1變壓器局部放電的原理分析

變壓器局部放電，在電力輸送設(shè)備中是一種正常的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是設(shè)備內(nèi)部的絕緣部分被強(qiáng)大的電力擊穿，所導(dǎo)致的元件內(nèi)部局部放電情況。變壓器局部放電產(chǎn)生的位置一般都是被擊穿的元件的兩極，當(dāng)然這也不是絕對的，在其他位置也有可能發(fā)生局部放電的情況。在變壓器工作時(shí)，局部放電的情況并不會對整個(gè)系統(tǒng)造成太大的影響，但是如果局部放電的位置較多的話，就會直接影響到變壓器工作的穩(wěn)定性，進(jìn)而就會導(dǎo)致出現(xiàn)整個(gè)變壓器能耗迅速提高的情況。

1.2變壓器局部放電的工作危害

單個(gè)的變壓器局部放電情況，并不會對整個(gè)系統(tǒng)造成較大的影響，而且在極短的時(shí)間內(nèi)變壓器局部放電情況，并不會影響整個(gè)絕緣設(shè)備的整體絕緣強(qiáng)度，所以在以往工作中，相關(guān)的工作人員并沒有對這種情況給予足夠的重視。對變壓器局部放電忽視的情況一直延續(xù)到后續(xù)問題的產(chǎn)生，相關(guān)的工作人員逐漸的發(fā)現(xiàn)，在變壓器正常工作時(shí)，隨著時(shí)間的推移越來越多地出現(xiàn)容易熄火的情況。經(jīng)過專業(yè)人員深入的探究分析，發(fā)現(xiàn)變壓器局部放電情況會隨著時(shí)間推移，其對整個(gè)系統(tǒng)破壞越來越大，隨著局部放電情況的不斷累積，對這部分的擊穿程度也會隨之增大，這種情況首先會導(dǎo)致絕緣體局部工作區(qū)域的失效，然后隨著局部放電情況不斷加深，整個(gè)絕緣部分都可能被擊穿，最終導(dǎo)致出現(xiàn)變壓器熄火的現(xiàn)象。

2變壓器局部放電檢測方法

2.1脈沖電流法

變壓器內(nèi)部產(chǎn)生局部放電后，將會在接地線上產(chǎn)生一個(gè)脈沖電流信號，在接地線上加裝特制電流傳感器，來檢測此接地脈沖電流，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成視在放電量，能夠判斷變壓器內(nèi)部局部放電量的大小。脈沖電流法是局部放電檢測法中研究應(yīng)用最早、最廣泛的一種檢測方法。變壓器局放檢測常用羅戈夫斯基線圈（羅氏線圈）作為傳感器，此種方法的優(yōu)點(diǎn)在于傳感器與被測設(shè)備僅存在磁耦合，不存在電氣連接，因此廣泛應(yīng)用于變壓器出廠試驗(yàn)及離線測試當(dāng)中，且離線測試的靈敏度相對較高，并可以測得視在放電量。脈沖電流法也有其缺點(diǎn)：一是檢測結(jié)果易受現(xiàn)場各種干擾信號的影響，二是檢測儀器的靈敏度隨著被測設(shè)備的等效電容值的增加而下降，檢測頻率較低，頻帶范圍較窄，檢測結(jié)果包含的信息量較少。

2.2特高頻檢測法

特高頻法（UHF法）是變壓器內(nèi)部局部放電信號檢測的一種常用方法，該方法檢測頻段更高，大致在300MHz～3GHz之間，通過特高頻天線作為傳感器來接收局部放電輻射出的UHF電磁波信號，然后經(jīng)過信號處理來實(shí)現(xiàn)變壓器內(nèi)部局部放電信號的檢測。由于特高頻法檢測頻率高，對于變壓器本身存在的電暈以及主變周圍開關(guān)操作等電氣干擾可以有效避開，且具有較高的檢測靈敏度，可以根據(jù)特高頻法典型檢測圖譜進(jìn)行故障類型的識別，并進(jìn)行大致定位，所以近年來變壓器特高頻檢測方法發(fā)展迅速，并得到了廣泛應(yīng)用。此方法也存在其缺點(diǎn)，由于變壓器箱體對電磁波信號有屏蔽作用，在變壓器本體外進(jìn)行檢測有效程度較低，通常要求變壓器制造廠配合安裝內(nèi)部預(yù)置式特高頻傳感器，此外，特高頻法檢測的是空間電磁波信號，無法對局部放電產(chǎn)生的放電量大小進(jìn)行有效衡量，這成為特高頻檢測技術(shù)應(yīng)用方面的最大障礙。

2.3氣相色譜法

氣相色譜法DGA（DissolvedGasAnalysis）原理為：當(dāng)變壓器發(fā)生局部放電時(shí)，變壓器油、紙等絕緣材料會在電弧下進(jìn)行分解，產(chǎn)生各類特征氣體并溶解于油中，通過檢測變壓器油中溶解氣體各組分的濃度，可以有效判斷絕緣缺陷類型和嚴(yán)重程度。目前，氣相色譜法主要應(yīng)用于變壓器的油氣分析。該方法不受外界電磁干擾的影響，但是不能有效反映突發(fā)性故障。

2.4超聲波檢測法

電力變壓器之所以產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，主要原因在于絕緣紙板或者油中氣泡存在縫隙。當(dāng)發(fā)生局部放電現(xiàn)象時(shí)，氣體分子之間會發(fā)生猛烈撞擊，進(jìn)而產(chǎn)生脈沖機(jī)械聲波。只要對這一種超聲波給予有效檢測，就能夠判斷局部放電的具體情況。在利用超聲波檢測法進(jìn)行帶電檢測時(shí)，可以對20～200kHz范圍內(nèi)的信號給予檢測。當(dāng)局部放電量較大時(shí)，超聲波信號也相應(yīng)較大。因此，超聲波帶電檢測法能夠有效判斷局部放電量的大小。

3制造工藝對局部放電產(chǎn)生的影響及控制措施

3.1絕緣件的加工

在生產(chǎn)和加工絕緣件的過程中，絕對不允許其中含有金屬異物，因?yàn)檫@些金屬異物如果存在于高電場中，就會由于高電廠的作用產(chǎn)生樹狀放電現(xiàn)象。在制作絕緣裝配所需的絕緣壓板等零件中，都需要采用合格的亞模板和層壓紙板，其主要目的是為了避免其成為放電導(dǎo)體，并同時(shí)應(yīng)該在其之上設(shè)計(jì)出專用的排氣孔和油路通道，這樣做的目的主要為了在變壓器運(yùn)行中，可以促使其內(nèi)部產(chǎn)生的水蒸氣及時(shí)地進(jìn)行排除，同時(shí)還要保證電氣性能符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

3.2真空注油及靜置

在實(shí)際工作過程中，變壓器中的真空浸油過程，或者是對其的干燥處理方式必須要落實(shí)到位，如果不能切實(shí)落實(shí)到位，就很有可能造成在電木桶與層壓紙板兩者之間的縫隙中，形成氣隙或者是形成氣泡，這樣產(chǎn)生的氣泡其介電系數(shù)與絕緣材料的相比，如果小于絕緣材料的節(jié)點(diǎn)，這樣在其內(nèi)部所產(chǎn)生的氣隙可能產(chǎn)生的電廠承受強(qiáng)度比其他的絕緣材料都要高，基于此，會很容易導(dǎo)致變壓器擊穿，大大增加了其被擊穿的概率，最終導(dǎo)致局部放電的現(xiàn)象產(chǎn)生。進(jìn)行真空浸油處理，顧名思義其主要目的就是保證變壓器在實(shí)際運(yùn)行中，其內(nèi)部始終保持著真空狀態(tài)，當(dāng)變壓器內(nèi)的所有空氣利用真空浸油的方式清除干凈以后，就可以繼續(xù)在變壓器中注入變壓器油的工作。

結(jié)束語

隨著人類科技及應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，方便快捷的思想已逐漸深入人心，未來社會將是一個(gè)智能的、高度現(xiàn)代化的社會。國家電網(wǎng)的鋪設(shè)工作是時(shí)下一項(xiàng)具有戰(zhàn)略意義的國家級項(xiàng)目工程，在輸電設(shè)備正常的建立工作中，變壓器是一個(gè)比較常見的設(shè)備。

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（作者單位：國網(wǎng)安徽省電力有限公司太和縣供電公司）