浅析对电力变压器局部放电的预防和控制研究「变压器高压放电如何处理」

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【摘 要】随着我国市场经济建设的不断深入发展，电力行业作为我国各个行业的“后勤部门”，也应该迅速的跟随时代的发展，变压器是电力行业的输电部门的中转站，它的发展要求就更加的突出。我国现在加大了对电力行业的监控力度，要求电力行业在施工、安全运行制度方面不断地进行完善。笔者通过对变压器的局部放电试验进行了研究、分析、探讨后，发现并提出许多行之有效的措施，丰富了电力变压器的局部放电试验的研究经验。

前言

我国电气设备制造行业相关规定中明确指出：运行电压等级在110kV及以上的变压器必须定期进行局部放电试验。随着与国际市场接轨的要求，IEC及国标规定，要求额定工作电压126KV及以上的设备也必须进行变压器局部放电试验，因此我国的标准也做出了相应的调整，对应该进行变压器局部放电的试验设备的额定工作电压和最大容量进行了新的规定。达到规定要求的变压器都必须进行局部放电试验。

GB1094.3-2003的规定了我国采用局部放电试验进行变压器自检时应该执行的标准，标准要求变压器局部放电量应该不大于500PC，但是有的企业自己会进行一些内部标准，通常是不大于300pC，有的企业甚至有求不大于100PC，这些都是企业通过自我严格的要求，期望提高产品质量。

目前我国生产500KV级的变压器技术已经相当的成熟，近些年来，750KV、1000KV的超大级别的变压器在我国的生产也比较普遍，无论生产的数量还是质量上，都位列世界前茅。因此，变压器的产品在进行局部放电试验时电力部门也提出了更高的要求；测试力度也就越来越大；测试的方法也就越来越先进；测试重视程度也越来越高。笔者对油浸式变压器局部放电问题进行了研究讨论，谈谈自己的在实践中解决此类问题积累的经验。

1局部放电的定义及原理

局部放电是一种电荷的游离形态，它是静电荷发生相互作用的行为。如果在电场较强的区域内外施一定的电压作用，静电荷首先发生静电游离的地方一定是在变压器绝缘最弱的地方，但是不一定会有绝缘击穿现象发生。我们通常称为局部放电现象。而那些包围在导体之间的气体，如果它们发生的了静电荷流动，这种我们叫做电晕现象。

对于油浸式变压器来说，在其内部包含着许多游离状态的正负离子及极性分子，因为我们通常认为其正负离子数目是相同的，所以规定变压器内部的油呈电中性状态。由于绝缘板的吸附效应的存在，负离子和极性分子会发生一定的定向的移动，形成静电流。

如果要想按照用户的设计要求变压器的局部放电的最大尺度，就应该首先在产品的设计阶段进行严格绝缘结构和电场的分布的分析研究，设计足够的、经济的绝缘板层，选择适合的、高标准的绝缘材料。

目前国内对变压器局部放电部分进行准确定位，采用的是超声波的测试方法，并且被成熟的运用到实际生产过程中，受到广泛的好评。

2局部放电的危害

一般认为，小能量的局部放电并不会对变压器本身造成任何的危害，但如果发生了电荷累积现象，电荷累积的强度就极有可能使变压器的绝缘层发生击穿，这种破坏途径包括：局部放电使氧气发生化学反应产生臭氧，臭氧是的绝缘板层降解，从而减弱变压器的绝缘性能；通过局部发电而产生一定硝酸，硝酸的累积就会对绝缘材料和变压器电线产生一定腐蚀作用；局部放电的同时还会产生活性粒子，经过累积后也可以加快对绝缘介质的磨损速度，使绝缘材料的老化程度加剧。

3预防局部放电产生的措施

（1）不断的优化对绝缘结构中电场的不同分布状况进行深入研究和分析，运用数学方法分析绝缘层板击穿和放电的特性，计算出绝缘板层能承当的最大场强。然后不断的总结实验经验，提高变压器的生产质量。

（2）实验人员要规范的执行工艺规程，气泡、水分及纤维杂质千万不能被绝缘层压件包含，这些都会造成电场分布不均匀，导致局部电场强度升高。此外，在强电场的作用下，他们极易会发生极化现象，导致杂质沿着电场方向排列，形成“小桥”的形状导电，而在这些“小桥”的位置处，绝缘材料最终很容易被击穿。

（3）在产品的装配的车间，如果车间生产环境卫生条件不好，空气中含的粉尘量比较大，在产品的装配过程中就会使变压器附着上许多粉尘、杂质等颗粒，当向变压器注油中，这些粉尘、杂质就会随着油料进入变压器，导致绝缘层强电场周围发生变化并产生威胁。因此在变压器重要的一些器件组装前，应该采用酒精擦拭的方法进行除尘。通过采用降低引线附近电场强度的方法来减小局部放电。1）可以采用增加引线每边绝缘的厚度；2）加大引线间绝缘距离；3）增加引线的直径。从总的经济成本和生产工艺的方面进行考虑的话，通常利用加大引线每边绝缘的厚度的办法。

（4）变压器的油箱、铁芯夹件、拉板等重要的组部件，应该按照严格的图纸尺寸标注进行验收检查，特别要强调产品的内部的圆整度。规定大型的电力变压器内部的铁芯金属接触面及螺孔都不要求涂漆，这样为了保证铁芯接地系统运转正常。

4局部放电的监测和控制

4.1局部放电试验的作用

电力变压器局部放电试验的作用在于它是表征变压器绝缘性能的重要的测试方法。利用局部放电试验的手段进行局部放电量数值的测试，测量的数值对变压器的试验、调试以及改造有着十分重要的意义。我国电力行业规定，进行局部放电试验的包括进行安装前新变压器、72.5kv及以上的变压器，以及长途运输后的变压器等。局部放电试验有着其它测试方法没有的优点，例如灵敏度高，精准度好等，因此它被十分广泛的应用到变压器的绝缘特性的自我检测中。

4.2我国局部放电试验的概述

目前国内常采用的变压器局部放电量数值的测试的办法有：脉冲电流法、超声波法以及放电能量法等，其中脉冲电流法也是现在国际上广泛通用的测量局部放电量的方法。在进行设备的放电试验时，试验电压的设定要比额定电压略高，不然会引起设备局部铁芯饱或者磁过激问题，对变压器造成局部损坏。对那些采用强度和频率都不同的方法而进行的局部放电量的数值上的测定，最重要的是进行局部放电量变化特征的科学分析，找出这种变化特征的数学模型，并对变压器主绝缘的状况进行数值性的分析；那些在实验中出现了放电异常现象的变压器，大部分的故障都发生在固体绝缘或者是因为主线圈绝缘状况发生异常而引起的。

4.3局部放电试验的技术发展前景

通过评估变压器的绝缘性的办法对电力变压器局部放电试验进行评估，但是现在仍然没有完整的评估标准，不能有效的对变压器现状的评估。需要开展更加广泛的研究局部放电试验的检测结果和跟踪变压器的使用情况，进行科学的总结经验，来评估绝缘材料的绝缘状况。积极发展在线监测技术和元器件生产的检测，全过程的动态检测数据分析，有效的避免放电试验的外部因素的干扰。积极提高局部信号的提取和测量方法，有关电力人员应该努力寻求和开创更宽频率带的变压器绝缘性的测量方法，实现行之有效的外部干扰技术，从而获取更加准确科学的局部放电数据。

5总结

随着变压器生产要求的不断提高，对电力变压器局部放电的研究也必须不断深入加强，这种要求无论是在技术上，还是在实际实验操作的过程中，必须要求有进一步得提高；电力变压器局部放电试验技术的研发速度和成效，保证其同我国变压器生产速度相适应，采取更加优质的方法进行有效的预防、避免局部放电现象的发生，降低其对变压器绝缘层的损害，减少甚至是避免不必要的电力经济损失。