变压器的局部放电量

I前言

　　对变压器局部放电试验，我国在初期阶段是对 220kV级及以上变压器执行。后来新 IEC标准规定，当设备*高工作电压 ≥126kV时，就要做变压器 局部放电测量。国家标准也做了相应的规定，对设备*高工作电压 ≥72.5kV，额定容量P≥10 000 kVA的变压器，如无其他协议，均应进行变压器局 部放 电测量。局部放电试验方法按 GB1094.3—2003中规定 执行，局部放电量标准规定应不大于 500pC。但用户经常要求小于等于300pC或小于等于 lOOpC，这种 技术协议要求，就是企业的产品技术标准。我国在大量生产500kV级变压器后，750kV、1 000kV级超高压变压器及超高压换流变压器的生产正在迅速发展，并跻身于世界发达国家行列。因此，电力部门对变压器产品局部放电的要求也越来越高，局部放电引起了生产企业的高度重视。为进一步提高变压器的产品质量，笔者对油浸式变压器在生产企业经常出现的局部放电问题进行了探讨，并对降低变压器局部放电量提出了具体措施。

　　2局部放电及其原理http://www.whtlhgdq.com/news/jishujiaoliu/809.html

　　局部放电又称游离 ，也就是静电荷流动的意思。在一定的外施电压作用下，在电场较强 的区域 ， 静电荷在绝缘较弱的位置首先发生静电游离，但并不形成绝缘击穿。这种静电荷流动的现象称为局部 放电。对于被气体包围的导体附近发生的局部放电，称为电晕。变压器油内存在着大量的正、负离子和极性分 子。因正、负离子的数量相等，故在油中不显电性。由于绝缘纸板对油中的负离子和极性分子有吸附作 用，使油中电荷产生了定向移动。 在强油导向冷却系统中，当开动油泵后，在器身 内部流速较快的区域，油中的正离子被流动的油带 走，使正、负离子产生分离。这样就产生了油带正电，固体绝缘材料带负电，其带有电量相等、符号相反的 电荷。 电荷分离之后，可能沿着导电通路向大地泄漏，也可能与异性离子复合成中性分子。这种使电荷减 少的过程，称为电荷松弛，但电荷松弛的速度远远慢于电荷积累的速度。在相同条件下，油中含水量少，电荷密度会增 加;而含水量多，电荷密度则降低。油的含气量越大，油的绝缘强度越低，越容易产生放电。放电会使油产 生分解，其分解生成物将导致油质劣化，使油中的静电带电现象显著，从而危及油的绝缘性能。对于产品的局部放电，要想满足用户要求，须在产品设计时认真分析绝缘结构的电场分布，留有绝 缘裕度，并要适当选择**的绝缘材料。由于真空处理不够而残存的气泡及在耐压试验中分解出来的气泡，均会随时间的增加被油吸收 而消失。所以，对于感应耐压和冲击耐压试验后的 变压器，必须静放一段时间再做局部放电试验，否则，会因耐压后分解出来的气泡造成局部放电的假现象。在局部放电试验中，当放电量超出标准值时，应找出放电部位，以便进行处理。这样，对改进绝缘结构、提高工艺水平有指导意义。因此，测定局部放电部位是一项重要技术课题。 国内采用超声波方法对变压器局部放电定位的测试技术，已应用于实际中，并取得了良好的效 果。

　　3产生局部放电的原因和危害

　　3.1 产生局部放电的原因

　　(1)变压器内部的金属件、绝缘件要圆整化，不 能有任何尖角和毛刺。因为在高电场强度作用下，电荷容易集中到尖角的地方，从而引起放电。

　　(2)金属接地部件之间、导电体之间电气连接 **，也会产生放电。尤其金属悬浮，情况更为严 重。如 110kV级及以上铁心结构的金属连接件 ，其 接触面不涂漆;夹件上固定木件的小支板与螺栓连 接处不涂漆，以保证金属连接件的紧密接触;地屏 上的铜皮与接地片必须焊牢，以避免接触***或悬 浮等。

　　(3)绝缘件内部存在着气隙(气泡)。电木简和 层压纸板的各纸层之间，如果真空浸漆或干燥工艺 处理不好，就会在内部形成空腔，浸油以后 ，油往往 不能浸入空腔，从而形成气隙;如果油处理不好也 会有气泡存在。气泡的介电系数比绝缘材料的介电 系数小，故绝缘内部所含气隙承受的电场强度比邻 近的绝缘材料高，达到使之击穿的程度 ，从而使气 隙先发生放电;另外，在电场集中的地方，可能使局 部绝缘(油或纸)击穿或沿固体绝缘表面放电。

　　(4)变压器内不能有灰尘、杂物、特别是金属粉 尘和纸末纤维等，以免发生放电造成**的后果。

　　3.2 局部放电的危害 局部放电有多种放电类型。其中一种是发生在 纸板表面的局部放电形式。若能量较大，在纸板表面留下放电痕迹时，则影响 变压器寿命。还有一种是放电强度较高，发生在尖角电极边缘上，集中在少数几点的局部放电，这种局部放电形 式为腐蚀性放电。此放电能深 入到绝缘纸板的层问和深处，*终导致击穿。局部放电是引起绝缘老化并导致击穿的主要原 因。局部放电是在电极之间施加电压时，在绝缘介质 中局部产生的放电。短时的放电不会造成整个通道击穿，当局部放电形成离子撞击时，可引起放电部位 周围的介质受损，而且放电的电解作用使绝缘加速 氧化，并腐蚀绝缘，从而降低了变压器的使用寿命。 其损坏程度，取决于放电性能和放电作用下绝缘的 破坏机理。总之，必须把局部放电消除或减少到允许 的程度。

　　4降低局部放电产生的措施

　　(1)研究和分析绝缘结构的电场分布、击穿和局 部放电特性，找出允许的*大场强。同时还需要加强 技术管理，积累经验，提高企业的工作水平。

　　(2)操作人员要严格控制工艺规程，绝缘层压件 中不能有气泡、水分和纤维杂质，以免其引起电场分 布的畸变，导致局部电场强度的升高。另外，在强电 场作用下，它们很容易按电场方向而极化定向，并沿 电场方向排列在电极问形成导电“小桥”。开始时静 电游离(局部放电)产生漏电通道，*终发展成为击 穿通道。

　　(3)产品在装配过程中，如果生产环境洁净度不 好，降尘量较大，使器身及油箱中附着许多杂质颗 粒，产品注油后，这些杂质就会溶入油中，并对强电 场周围造成威胁。所以，企业对ZD产品，可以考虑 在一些重要的绝缘件上用酒精擦拭纤维粉末灰尘。局部放电较大的部位多在引线附近，其原因是 制造工艺存在缺陷。降低引线周围电场强度的方法： 增加引线每边绝缘厚度;②加大引线的绝缘距离; ⑧加大引线的直径。从经济和制作角度考虑，可采 用增加引线每边绝缘厚度的方法。工艺缺陷对引线电场的影响有：干燥不彻底、油质低劣、器身暴露在空气中的时间过长及充油时 真空度不够高等都是变压器质量达不到标准要求 的原因。另外 ，电极不光滑出现小尖角或者绝缘有缺陷，都会使油中出现极不均匀电场 ，若高场强大于局部许用场强时，局部放电就发生了。 高压引线出头屏蔽包扎易出现的问题：①金属 化皱纹纸没有拉紧，包扎时出现折叠，使屏蔽纸(电 极)出现小尖角，尖角和绝缘纸间形成小油隙，成为 电极缺陷。 外包绝缘纸未拉紧，绝缘纸出现折叠， 折叠处形成小油隙，成为绝缘缺陷。应用电场软件 计算得知，电极有缺陷时局部场强增大 15%左右， 绝缘有缺陷局部场强增大 20%左右。