變壓器局部放電試驗中的故障分析及解決措施

王茜 游志偉 宮正 李彩榮

【摘 ?要】隨著社會經濟發展水平的不斷提升，電力行業逐漸開始向自動化和智能化方向發展，智能電網的建設技術也逐漸成熟，以更好地保障電力系統運行的安全性和穩定性。從現實情況來看，電力變壓器局部放電問題導致電力設備時常出現運行故障。鑒于此，本文對變壓器局部放電試驗中的故障分析及解決措施進行解析，以供參考。

【關鍵詞】變壓器;局部放電試驗;故障;解決措施

中圖分類號：TM85 ? ? 文獻標識碼：A

引言

局部放電是指僅使導體間的絕緣部分地橋接的電氣放電，它可能在導體附近發生，也可能不在導體附近發生。因此可以把局放理解為導體間的絕緣介質中微小部分的局部擊穿。早期曾有學者把局放稱為游離放電，因為局放過程中常伴有電荷游離，但其實局放只是游離放電的一種特殊情況，因而現在已不這樣稱謂。也有人把局放混淆為電暈，這也是不恰當的，因為電暈通常指的是發生在遠離固體或液體絕緣的導體周圍的氣體介質中的放電。

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，在電力輸送設備中是一種正常的現象，這種現象產生的原因是設備內部的絕緣部分被強大的電力擊穿，所導致的元件內部局部放電情況。變壓器局部放電產生的位置一般都是被擊穿的元件的兩極，當然這也不是絕對的，在其他位置也有可能發生局部放電的情況。在變壓器工作時，局部放電的情況并不會對整個系統造成太大的影響，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定性，進而就會導致出現整個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

單個的變壓器局部放電情況，并不會對整個系統造成較大的影響，而且在極短的時間內變壓器局部放電情況，并不會影響整個絕緣設備的整體絕緣強度，所以在以往工作中，相關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到后續問題的產生，相關的工作人員逐漸的發現，在變壓器正常工作時，隨著時間的推移越來越多地出現容易熄火的情況。經過專業人員深入的探究分析，發現變壓器局部放電情況會隨著時間推移，其對整個系統破壞越來越大，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，這種情況首先會導致絕緣體局部工作區域的失效，然后隨著局部放電情況不斷加深，整個絕緣部分都可能被擊穿，最終導致出現變壓器熄火的現象。

2變壓器局部放電檢測方法

2.1脈沖電流法

變壓器內部產生局部放電后，將會在接地線上產生一個脈沖電流信號，在接地線上加裝特制電流傳感器，來檢測此接地脈沖電流，進而轉化成視在放電量，能夠判斷變壓器內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，此種方法的優點在于傳感器與被測設備僅存在磁耦合，不存在電氣連接，因此廣泛應用于變壓器出廠試驗及離線測試當中，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：一是檢測結果易受現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，然后經過信號處理來實現變壓器內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，可以根據特高頻法典型檢測圖譜進行故障類型的識別，并進行大致定位，所以近年來變壓器特高頻檢測方法發展迅速，并得到了廣泛應用。此方法也存在其缺點，由于變壓器箱體對電磁波信號有屏蔽作用，在變壓器本體外進行檢測有效程度較低，通常要求變壓器制造廠配合安裝內部預置式特高頻傳感器，此外，特高頻法檢測的是空間電磁波信號，無法對局部放電產生的放電量大小進行有效衡量，這成為特高頻檢測技術應用方面的最大障礙。

2.3氣相色譜法

氣相色譜法DGA（DissolvedGasAnalysis）原理為：當變壓器發生局部放電時，變壓器油、紙等絕緣材料會在電弧下進行分解，產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重程度。目前，氣相色譜法主要應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性故障。

2.4超聲波檢測法

電力變壓器之所以產生局部放電現象，主要原因在于絕緣紙板或者油中氣泡存在縫隙。當發生局部放電現象時，氣體分子之間會發生猛烈撞擊，進而產生脈沖機械聲波。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行帶電檢測時，可以對20～200kHz范圍內的信號給予檢測。當局部放電量較大時，超聲波信號也相應較大。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生的影響及控制措施

3.1絕緣件的加工

在生產和加工絕緣件的過程中，絕對不允許其中含有金屬異物，因為這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生樹狀放電現象。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體，并同時應該在其之上設計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行中，可以促使其內部產生的水蒸氣及時地進行排除，同時還要保證電氣性能符合相關的標準和要求。

3.2真空注油及靜置

在實際工作過程中，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到位，如果不能切實落實到位，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，這樣產生的氣泡其介電系數與絕緣材料的相比，如果小于絕緣材料的節點，這樣在其內部所產生的氣隙可能產生的電廠承受強度比其他的絕緣材料都要高，基于此，會很容易導致變壓器擊穿，大大增加了其被擊穿的概率，最終導致局部放電的現象產生。進行真空浸油處理，顧名思義其主要目的就是保證變壓器在實際運行中，其內部始終保持著真空狀態，當變壓器內的所有空氣利用真空浸油的方式清除干凈以后，就可以繼續在變壓器中注入變壓器油的工作。

結束語

隨著人類科技及應用技術的迅速發展，方便快捷的思想已逐漸深入人心，未來社會將是一個智能的、高度現代化的社會。國家電網的鋪設工作是時下一項具有戰略意義的國家級項目工程，在輸電設備正常的建立工作中，變壓器是一個比較常見的設備。

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（作者單位：國網安徽省電力有限公司太和縣供電公司）