變壓器局部放電試驗的可靠性

 
變壓器局部放電試驗/

局部放電/是指高壓電器中的絕緣介質在高電場強度作用下， 發生在電極之間非 貫穿性放電。220kV 及以上變壓器大修或更換繞組后，應進行局部放電測量。 進行局部放電測量時對試品施加線端電壓為 U2，持續 5min，再升高至 U1 保持 5s，然后立即下降電壓至 U2，持續 30min。在電壓為 U2 的第二階段 30min 內，應連 續進行觀察，每隔 5min 記錄一次放電量，如果局部放電觀察過程中試驗電壓不突然 下降，并在 30min 加電壓的zui后 29min 內，所有端子上的放電量水平低于規定限值， 并且未表現出明顯地向這個限值穩定增加的傾向，則試驗合格。如在一段時間內放 電量超過限值，之后又低于這個限值，則試驗應繼續進行，直到在 30min 內的放電 量在規定值以內。 按國標的規定，變壓器的局部放電量 q 值為： 當 U2 為 1.3Um/時，放電量一般不大于 300pC 當 U2 為 1.5Um/時，放電量一般不大于 500pC 在電場強度作用下，在變壓器絕緣系統中局部區域有絕緣性能薄弱的地方會被激發 出局部放電，局部放電是不足以貫通施加電壓的兩個電極間形成放電通道，即平常 所說的擊穿。如果將局部放電量控制在一定放電量水平以下，對絕緣不會引起損傷， 所以局部放電試驗是一種無損探測絕緣特性的試驗，在一定的局部放電試驗電壓與 大于局部放電試驗電壓并模擬運行中過電壓的局部放電預激發電壓作用后，在以后 的局部放電試驗電壓持續時間內測局部放電視在放電量，如局部放電視在放電量小 于標準規定值，即認為變壓器能通過局部放電試驗。這項試驗比傳統的短時工頻耐 壓試驗要嚴格，因短時工頻耐壓試驗是以絕緣結構中是否有擊穿作為能否通過試驗 的準則。局部放電試驗能檢測出絕緣上薄弱的部位，在運行中檢測局部放電量可探 測出潛在的絕緣薄弱部位。而短時工頻耐壓試驗，只能探測到絕緣結構能否承受住 各種過電壓或試驗電壓的作用，要么承受住，要么承受不住，發現不了潛在的絕緣 薄弱地位。所以說，局部放電試驗是一種比較理想的絕緣試驗項目，是一項正在推 廣應用范圍的試驗項目，凡是能通過局部放電試驗的變壓器，在運行中可靠性是比 較高的。因此應對局部放電特性及檢測加以研究，使變壓器達到低局部放電量水平 的要求，某些試驗用變壓器還應達到無局部放電的水平。 在油紙絕緣的變壓器中，在內部帶電電極上，固體絕緣部件的表面 （油與絕緣材料 的分界面）或內部、變壓器油內部所發生的局部放電都統稱為局部放電，發生在被氣 體所包圍的電極表面或附近氣體中局部放電則稱為電暈。變壓器的允許局部放電量 水平不包括套管在空氣中的電暈所產生的允許局部放電量水平，只是指油箱內部所 產生的局部放電量水平。對三相變壓器可以分相測出每一相的局部放電量水平。對 每一相的局部放電量而言，包括其它繞組傳遞到被測繞組的局部放電量。每一相的 高壓、 中壓與低壓繞組有其各自的局部放電量。 每一相高壓繞組（或中壓或低壓繞組） 的局部放電量可能來自線端套管、中點套管、有載調壓分接開關或無勵磁分接開關、 引線、繞組、各種接地零部件、絕緣內部、變壓器油等處。但zui容易產生局部放電 的地方是氣隙、絕緣件內部的氣隙、變壓器油中氣泡。 當變壓器上施加電壓后，絕緣介質內承受的電場強度與介電常數成反比，如紙中含 氣隙，紙的介電常數比氣隙的介電常數要高。因此氣隙要承受較高的電場強度，而 氣隙的允許場強又低。因此，紙中氣隙是絕緣上的薄弱點，zui易產生局部放電。當 然氣隙會不會產生局部放電要達到兩個因素：首先，氣隙上的承受場強超過起始局 部放電允許場強；其次氣隙內要存在一定的有效自由電子。 所以，要控制絕緣材料內不準有氣隙存在，包括制造中剩留的氣隙及運行中絕緣材 料裂解出的氣體所形成的氣隙，在絕緣件干燥時要注意加溫與降溫的速度，防止驟 熱膨脹后形成絕緣件開裂層中的氣隙。變壓器油必須脫氣后才能注入變壓器中。要 控制zui熱點溫度不超過 140℃～160℃，避免紙和油的裂解。變壓器試驗前要停放足 夠時間，局部放電試驗前要將頂部存氣，通過放氣閥釋放盡。 另外，對帶電電極或接地電極而言都應有電極表面圓整化處理，以降低承受場強。 防止各種懸浮電位的電極存在。因為帶電電極，接地電極與懸浮電位電極都有可能 產生局部放電，往往是接地電極產生的局部放電不被人們所注意。變壓器油中存金 屬雜質時就是懸浮電位的電極。可通過采用低介電常數絕緣紙與紙板來改善場場強 分布。 總之，低局部放電量的變壓器具有較高的運行可靠性。