變壓器局部放電干擾信號判定方法分析

袁月 王曉宇

摘要：多次過電壓的累積效應和長期在工頻工作電壓下局部放電，是造成變壓器的損壞的常見原因之一。局部放電測量是確定變壓器絕緣系統結構可靠性的重要指標。局部放電測試中，干擾信號與局部放電信號一起進入測量儀器，兩種信號混雜在一起，使測量工作無法進行。這就要求試驗人員要對外部的干擾信號加以區分，以確保其放電不是變壓器內部放電，對變壓器的長期安全運行不會造成危害。本文針對不同干擾放電信號，提出幾種判定方法，僅供參考。

關鍵詞：變壓器;局部放電;干擾信號

變壓器是電力輸送中最為重要的設備，變壓器出廠時進行高電壓絕緣試驗。特別對于超高電壓系統，變壓器工作電壓的影響更加突出。所以，變壓器長期工作電壓作用下安全運行就成為一個問題。帶有局部放電測量的感應耐壓試驗就是用于這個目的的一種試驗。

對于電氣設備其中多少可能存在著一些絕緣弱點，它在一定的外施電壓作用下會首先發生放電，但并不隨即形成整個絕緣貫穿性的擊穿。這種導體間絕緣僅被局部橋接的電氣放電被稱為局部放電。這種放電可以在導體附近發生也可以不在導體附近發生。國標對于局部放電量有規定值，當變壓器局部放電量超過標準規定時，確定是否為變壓器內部放電還是變壓器外部的干擾放電信號是很重要的，這不僅有利于試驗的順利進行，而且可以發現絕緣結構的弱點。

1變壓器典型放電特征

（1）空氣電暈放電，最典型的是電壓升高到一定程度后套管端部的放電?？諝庵械碾姇灧烹娕c電壓幅值有一定關系，與加電時間長短無關。位置比較固定，在正半周或者負半周上有，僅在半周上有。

（2）油中的電暈放電，一般處于高場強處。放電半周與試驗電壓無關，而另一半周與試驗電壓有關，隨電壓的升高，放電量值增大。其與加電時間的長短無關，正負半周的放電不一致，放電位置比較穩定。

（3）懸浮電位放電，一般為不與電極直接接觸的金屬異物放電。對變壓器而言多是強電場中的升高座螺絲松動懸浮、油箱聯管等連接部位的不緊固、處在變壓器強電場中的不牢固接地點等。懸浮放電與試驗電壓無關，起始與熄滅電壓相等，與加壓的時間長短并沒有關系。懸浮放電的放電脈沖位置一般比較穩定，但也有反復移動的情況。

（4）氣隙放電，對變壓器而言多數為絕緣結構件中的氣隙。氣隙與電場的相對角度、氣隙的形狀都會有不同的放電形態。還有處于電極表面的封閉型氣隙，與電極與絕緣介質的表面放電的非封閉型氣隙。其都會有不同的放電形態。氣隙放電形態較為復雜，隨試驗電壓和加電時間長短都會有不同的表現，需要細心區分。

2變壓器局部放電干擾信號的來源

（1）空間電磁干擾的來源：電氣開關的開關操作、電焊起弧、吊車開動、變頻電機的調頻脈沖、附近的高頻設備發射的電磁波、無線電波、電力系統的載波通信等。這類干擾信號除部分沿導線由電源側侵入測試系統外，絕大部分會以電磁波的形式被高壓引線“接收”到測試儀器上，與試驗電壓無關，高壓隔離開關不合就能收到信號，量值有時可達幾百PC，相位分布沒規律。

（2）試驗電源系統干擾信號的來源：所有高壓開關全部合上，但未加電就有的干擾號。主要是：可控硅導通、空間電磁感應到試驗電源上、線路接觸不良等造成的干擾信號。

（3）通過地線的干擾：由地電流產生的干擾分為2種，一種為穩定地地干擾，一般頻率較低;另一種為突發性地干擾，一般以隨機脈沖形式出現，與試驗電壓無關。

（4）產品外部的懸浮放電的來源：在高壓電場作用范圍內的金屬物處于懸浮電位或接地不良時，會在高壓電場作用下感應電位引起對地放電。金屬架子、偶合電容、屏蔽帽、變壓器高壓帶電部分等金屬接觸不良造成懸浮放電。

（5）外部電暈：隨電壓的升高而加大和增多。屏蔽罩、高壓電源線等半徑不夠或接地部位有尖端造成空氣中局部場強過高造成尖端放電。一般先在負半周出現放電脈沖，電壓達到一定程度時正半周才出現，信號在電壓峰值附近。如放電尖角處于高電位，一般先在負半周出現放電脈沖;如放電尖角處于地電位，一般先在正半周出現放電脈沖。

（6）二次測量回路的干擾：傳輸阻抗、傳輸電纜等接觸不良有可能直接產生放電信號，這類放電一般容易分辨。現象是信號幅值不穩定、而且不容易傳遞到其他測試單元。

3變壓器局部放電干擾信號判定的方法

變壓器局部放電干擾信號通過理論知識確定后，就要明確的找到干擾信號的所在位置，有的干擾放電信號可以通過大排查去除，確定不了具體干擾信號的位置。

（1）空間電磁干擾：根本方法是建造屏蔽試驗室。實際試驗中可通過在夜間試驗躲開空間干擾的高峰期或試驗線路采用濾波器、隔離變、阻波器等抗干擾措施。對于由大功率、高頻功率放大器或震蕩器產生的超高頻空間干擾，也可以在傳輸阻抗上采用高頻濾波。

（2）試驗電源系統干擾信號：最直接有效的方法就是試品前加LC濾波器。線路接觸不良等造成的干擾信號形態比較明顯，對稱分布于電壓零值兩側，蜂值處為零，這種信號必須檢查線路處理好后才能進行試驗。

（3）二次測量回路的干擾：保證傳輸阻抗、傳輸電纜等接觸良好。

有的干擾放電信號可采用外部放電信號掃描槍或紫外儀查找準確部位。

（1）通過地線的干擾：穩定的地干擾——利用帶通濾波器和改善接地點的方法能夠得到有效抑制;突發性地干擾——最好采用單獨的接地連接，不與其他設備共享地線。

（2）產品外部的懸浮放電：試驗前對所有可能懸浮的部件進行可靠連接。

（3）外部電暈：加大高壓端屏蔽罩和試驗連線的直徑、處理好金屬毛刺。接地端的尖角也要處理。

當試驗室不具備外部放電信號掃描槍或紫外儀時，對于幾種特殊的外部放電干擾信號，可以采用下面幾種方法確定干擾信號位置。

舉例說明：

（1）產品外部懸浮放電干擾信號。尋找懸浮干擾信號所采用的方法——天線接收法（如圖1所示）。看能否接收到同樣的放電形態，若能接收到同樣的放電形態，可以根據放電量值的大小來判斷懸浮點離首端的距離遠近——放電形態，相位一致，極性一致，放電量值越大說明信號接收裝置離外部放電點越近。

（2）產品外部電暈放電干擾信號?？梢匀藶樽龀龅仉娢坏碾姇灒ɡ米杩购校﹣磉M行定標，確定放電相位。以此來判斷是否為外部電暈放電干擾信號。

判定方法：正常方波中變阻抗和試品阻抗都接收到500pc的視在放電量，其傳遞比接近為1。若H1套管出現放電，則現象為H1對中變套管A的傳遞比變大，約變大到4倍左右，其原因為：H1套管放電，造成套管電容的電荷減少，那么繞組電容和試驗中變套管電容就會對H1電容充電（電荷向H1移動），在這個過程中，繞組電容電荷移動占據主要部分，試驗中變套管電容占據很少部分（忽略導線電容的影響，也可以認為導線電容無限大，不會電荷飽和），這樣就會造成H1對A的放電電荷傳遞比變大。

查看兩個端子的放電信號的相位關系，若為套管放電則H1和A的放電相位正好相反，符合電容充電放電過程。

以上介紹的幾種方法可以作為尋找判斷干擾放電的輔助方法，具體試驗過程中還要結合具體的電氣放電信號進行綜合判斷。

4結論

局部放電測試中，干擾信號與局部放電信號一起進入測量儀器，兩種信號混雜在儀器，輕者影響測量讀數的準確性，重者淹沒了被測信號，使測量工作無法進行。通過以上對干擾信號的分析和干擾信號尋找方法的運用，試驗人員可以減少試驗過程中的勞動強度。

參考文獻

[1]胡啟凡.變壓器試驗技術[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2]張言蒼，張毅剛，徐大可.變壓器局部放電在線檢測的現狀及發展[J].電力系統保護與控制，2004，32（22）：70-75.

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