10kV干式互感器局部放電試驗必要性的思考

彭少陽

摘 要：互感器在電網運行過程中，其絕緣結構要承受多種電壓作用，保障不損傷絕緣。基于此，本文就傳統10kV干式互感器局部放電試驗中的不足、絕緣固體放電超量等現象進行了簡單闡述，進一步分析了10kV干式互感器局部放電試驗的必要性，并對傳統試驗方法進行了改進。

關鍵詞：干式互感器；局部放電試驗；絕緣結構

中圖分類號：TM45 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）20-0177-01

1 10kV干式互感器傳統試驗的不足

根據相關試驗標準當中對10kV干式互感器的絕緣項目試驗做出了相關規范，其中的試驗項目主要包括絕緣電阻與交流耐壓的相關實驗。針對這兩項試驗，傳統的試驗方法，只能對較為明顯的外部及內部絕緣缺陷進行相關分析，如局部放電超標等試驗，能夠對互感器繞組主、縱絕緣尺寸及絕緣材質進行相對準確的檢測與分析；其余缺陷，如設備內部存在的局部裂紋或局部氣泡等，檢測并不是很靈敏，分析結果也不夠精確，從而對電網運行造成很大的安全隱患。

在近幾年的試驗嘗試當中發現，多數10kV干式互感器內部絕緣電阻是符合相關要求與標準的，在進行交流耐壓試驗過程中，其試驗結果也符合相關標準；但在投運幾年之后，隱患爆發，可能會導致爆炸等大型事故。在針對已發生的事故進行研究的過程中發現，燒毀設備被解體之后，明顯觀察到絕緣體或一次繞組當中存在氣泡。由此能夠直觀的說明，通過傳統試驗方法，對10kV干式互感器進行局部放電試驗，并不能全面保障設備的安全性，對電網的安全運行造成嚴重的威脅，甚至會引發重大安全事故。

2 10kV干式互感器局部放電試驗必要性

2.1 檢測局部缺陷

在現代科學技術的推動下，局部放電檢測的相關技術也得到了很大發展，多種創新技術與創新儀器被大量應用與試驗當中，對試驗結果的精度提升起到了很大作用。通過新技術與新儀器的大量應用，對10kV干式互感器進行局部放電試驗，能夠使內部的局部裂紋與局部氣泡等缺陷的檢測更靈敏，與常規試驗或檢查方法相比，大量常規方法無法檢驗到的內部缺陷都能通過局部放電試驗檢測到，及時做退回處理。

在電網運行過程中，如果設備的固體絕緣當中真的存有氣泡缺陷，那么在運行電壓的影響下，氣泡會造成局部放電現象持續發生，長此以往，局部放電產生的能量會逐漸積累，并持續對周圍的絕緣固體產生發生作用。絕緣固體隨著能量作用時間的不斷積累，絕緣性能就會逐步下降，當其絕緣作用徹底失去效果的時候，就會造成擊穿放電事故。由此能夠明確，若投入電網運行的互感器狀態并不完好，內部存在氣泡缺陷，則會對電網安全帶來嚴重威脅[1]。

通過相關實踐表明，利用局部放電試驗，對10kV干式互感器進行相關缺陷檢測，能夠有效發現設備內部絕緣體中的氣泡缺陷與局部裂縫缺陷。在早期的試驗標準與試驗規程當中，對10kV干式互感器的局部放電試驗并未作出明確規范，因此檢測工作緊緊通過交流耐壓試驗來進行，而檢測結果大多顯示設備為合格產品，不合格產品極少出現，切在設備投入運行的短期階段，出現的爆炸現象也很少。在在運行時間的不斷推移下，由于內部的局部缺陷問題，是絕緣固體失去絕緣作用，爆炸事故頻發，例如雙樓變電站的爆炸事故，2001年投入運行的10kVⅡ母線TV，在2003年4月發生了燒毀事故。

2.2 檢測放電超標

雙樓變電站事故發生之后，對其進行了相關的解體檢查研究，結果發現內部繞組部分與固體絕緣部分的接觸面，存有多個氣泡，對氣泡進行準確測量，其中最大的直徑有1cm左右；研究中還對未損壞的10kVⅡ母線TV進行了常規試驗，同時也對比進行了局部放電試驗，試驗結果顯示，未損壞的10kVⅡ母線TV局部放電超標，對電網運行存在極大危害。

針對放電超標這一現象，局部放電雖不能夠對設備內部的絕緣固體造成貫穿性的絕緣通道，但放電產生的熱量，會導致局部升溫現象或碳化現象，再加上由于電解作用產生的活性氣體，對絕緣固體的腐蝕作用加重，長期積累之下就會導致絕緣損傷、老化，影響絕緣體的使用壽命。缺陷產生的原因多是由于生產過程中的工藝技術不夠完善，使設備內部固體或液體介質中產生了裂縫、氣泡、劃痕、分層、表面污染、懸浮顆粒等缺陷類型，通過局部放電試驗，能夠更準確的分析對局部缺陷進行檢測，杜絕更多不合格產品投入到電網運行當中，避免更多的爆炸事故。

以滄州供電公司為例，在初期安裝10kV干式互感器之時，投運前的局部放電試驗十分嚴格，對不合格產品實行堅決退回的處理方式。在初期試驗過程中，10kV干式互感器的合格率在40%左右，更為嚴重的一點是，同一批的產品經過局部放電量檢測后，結果顯示全部超標，因此，在進行新設備的相關交接試驗當中，對設備的局部放電問題做了重點關注。在后期購進的過程中，10kV干式互感器的合格率有所提升，但局部放電超標現象依舊未能得到有效處理。

通過對10kV干式互感器生產廠家的多處探訪發現，在設備出廠之前，并未進行局部放電試驗，僅僅簡單采用了5min的工頻耐壓試驗，來進行相關檢測操作，因此在出廠報告上標注的放電量才會很小。在電網的全面建設與完善過程中，基建項目也逐漸增多，廠家一味追求高產值，在制造工藝方面未進行提升，現行的脫氣工藝并不完善，對產品質量無法保障，而交流耐壓試驗并不能對設備內部缺陷進行有效查出，由此能夠明確，10kV干式互感器局部放電試驗的必要性。

3 10kV干式互感器局部放電試驗方法

進行10kV干式互感器試驗的過程中，試驗方法可依照相關標準與規范當中，適用于35kV或以上電壓等級的干式互感器的實驗方法，并進行正確接線，接線時要明確接地點。試驗中的電壓較低，且會受到外界以及電源的較大干擾，在此種情況下，需采取一定的措施進行干擾識別及屏蔽的相關操作。針對試驗電源干擾部分，則需要進行濾波措施才能達到預期的屏蔽效果[2]。在試驗過程中的局部放電測量，電壓及允許放電水平，需參照《電流互感器》與《電壓互感器》當中的相關規范與標準，在1.2倍的最高運行電壓之下，局部放電量不宜超過20pC。

針對試驗現象，需要具備一定的放電類型辨別方法，才能實現試驗結果的效用性。首先，對典型的內部氣泡缺陷，放電顯示過程，表現在試驗電壓由零到峰值的橢圓現象內，若放電的波形可清晰分辨，放電幅值會隨著試驗電壓的上升不斷增大，且放電波形逐漸變得模糊不清，則說明內部含有氣泡或局部放電現象。

其次，若內部放電類型屬于懸浮電位物體放電，則需要對電壓峰值進行詳細觀測，此時的幅值、脈沖位置與脈沖數均保持相同狀態。當電壓不斷升高，到達一定值是會瞬時消失，但若降低，依舊會重新出現；此種現象表明，存在金屬間隙。在高壓電場的覆蓋范圍內，若存在不接地或虛接地的金屬，不斷的升壓會導致金屬內部積累大量電荷，此電荷累計值域大地形成了一個較大的電位差；當電壓達到一定值時，金屬對地的放電作用會引發懸浮放電；若電壓持續升高，則會發生金屬對地擊穿的現象，使金屬與大地之間形成電勢相等的情況，此時的懸浮放電消失[3]。

4 結語

綜上所述，10kV干式互感器的局部放電試驗對電網運行的安全性具有重要的保障作用。通過科學的實驗方法與辨別方法，能夠明確互感器的安全性，并對缺陷類型進一步分析，杜絕不合格產品投入電網運行。因此，隨著10kV干式互感器應用廣泛性的提升，應加強對其局部放電試驗的研究力度，確保電網運行的安全。

參考文獻

[1]胥均.35kV干式電壓互感器局部放電試驗的探討[J].云南電力技術，2008，05：38-39.

[2]何宏.電流互感器局部放電試驗的抗干擾措施[J].河北電力技術，2005，06：7-9.

[3]鄧國良.一起電流互感器局部放電的分析研究[J].河南科技，2013，22：59+78.endprint