浅析变压器制造过程中对局部放电的影响

浅析变压器制造过程中对局部放电的影响

龚晨

（中国能源建设集团葫芦岛电力设备有限公司辽宁葫芦岛125000）

摘要：电力变压器是电力系统中最为重要的电气设备，其运行状态的好坏直接影响着我国整体电网的安全运行。若电力变压器发生了绝缘损坏，将会影响电能供应，甚至出现局部电力网络瘫痪的事故，而造成电力变压器绝缘损坏的主要原因是其局部放电。在高压、高负荷及高温度等恶劣的自然环境下，发生绝缘击穿造成运行事故。因此，本文根据理论结合实际经验，从制造工艺方面入手总结一些效措施来降低变压器局部放电量。

关键词：制造工艺；局部放电；绝缘状态

1.局部放电的含义

在变压器的制造过程中，利用绝缘材料生产出来的绝缘结构不可能没有一点问题，总是不可避免的有一些局部的小缺陷或者是不均匀的地方。当绝缘体器件处在电场的工作环境下，那些局部存在缺陷或者是不均匀的地方很容易出现局部超负荷，这样就可能出现一种非常快的局部电气放电过程，这样的现象就叫做局部放电。从根本上来说，局部放电就是在绝缘介质里面的一种电气放电现象，局部放电只会发生在被测介质里面的一部分并且仅仅让绝缘局部桥接，局部放电现象可能会发生在导体的附近，也可以发生在其他位置。一般提到的局部放电指的就是如果放电过程只是发生在两个电极中间的部分距离，简单说来就是仅仅击穿了绝缘体其中的局部小部分。引起局部放电的可以仅仅是一个电极，也可以是没有电极存在时的介质空穴。局部放电可以分为：表面局部放电、内部局部放电以及电晕。表面局部放电是指发生在物体表面的放电现象；内部局部放电指的是发生在物体内部的局部放电现象；而电晕指的是发生在物体边缘也就是周围气体的放电现象。之所以这样分类是为了方便区分放电测量系统，主要原因是发生局部放电的时候外部放电以及内部放电可以很容易被区分开来。

2.变压器局部放电试验

交流耐压试验作为变压器绝缘考核的重要手段，是变压器大修后的必做项目。该试验分为外施工频交流耐压与感应耐压，其中外施工频交流耐压对检查变压器主绝缘强度、局部缺陷等具有决定作用，能有效检验绕组主绝缘受潮、松动、移位等情况。而随着变压器电压等级的提高，容量的不断增大，匝间绝缘在制造、运输、安装、运行等过程中愈发容易出现问题，但外施工频耐压却无法对变压器的纵绝缘进行考验。因此，对于全绝缘变压器，采用外施工频耐压考核主绝缘的同时还必须采用三相感应的方法对变压器的纵绝缘进行考察。而对于分级绝缘变压器，由于线端与中性点的主绝缘水平不同，因此不能通过外施工频交流耐压考察主绝缘；又因为分级绝缘变压器的特点，其相对地及相间绝缘水平相同，若使用三相感应的方法进行试验，则二者不能同时达到试验电压的要求，所以必须使用单相感应耐压才能对主绝缘及纵绝缘进行检查。

3.局部放电控制措施

3.1绝缘件的加工

一般情况下，金属异物受到高电场作用的影响会产生树枝状放电，故在绝缘件加工过程中决不允许金属异物的存在；绝缘装配的绝缘压板和铁轭垫块均需采用电工层压木板和层压纸板进行制作，避免形成放电导体；在确保电气性能符合制作标准的情况下，为了将变压器在运行过程中其内部产生的水蒸气及时排出，应在绝缘性质较好的绝缘压板和铁轭垫板上设置排气孔和油路通道；绝缘件的加工需在独立封闭的车间内完成，且车间内清洁干净，无金属粉尘等异物存在，制作完后封存。

3.2高压端绕组的特殊检测

电力系统的运行过程中，可能会因为各种各样的原因出现短路现象，这是非常普遍的一种情况。但是短路现象的出现对于变压器是存在非常大的危害的，短路电流会产生特别大的电动力，在这样的电动力的影响下，变压器的绕组就会很容易出现失稳的现象，具体表现为局部变形或者是扭曲的情况，如果比较严重的话可能造成非常大的事故，使人们的生命财产面临巨大的威胁。长期以来的测试结果表明，高压变压器的高压管套相比于其他一些普通的电压变压器是特别高的，如果测试的时候没有吊车的协助单单依靠人力攀爬是非常艰苦的，所以，在实际的实验过程中工作人员会利用套管末屏获取过电压信号的方法来进行变压器绕组的检测工作。

3.3剩磁的去除工作

大部分的变压器都必须进行局部放电实验，但是测试工作结束以后会有一些剩磁残留在变压器的铁心里面，而且随着变压器匝数的增大，剩磁的量就会越来越多。适当的剩磁是有好处的，但是很多时候是不好的，比如电磁的吸盘中留下的剩磁会使工件变得难以取下，变压器铁心中的剩磁会在一定程度上损伤变压器，因此在进行局部放电实验的时候，必须进行去磁工作。

3.4电感性的无功补偿

在进行高压变压器的局部放电实验的时候，如果出现容抗正好是工频电压的1/5的情况，那么高压变压器的容性电流就会不断变大，导致变压器出现容性负载的现象。为了更好地处理这种问题，必须在局部放电实验中进行电感性的无功补偿，对于普通的变压器补偿10%左右就可以，对于高压变压器来说补偿5%左右比较合适。

3.5监造注意事项

根据变压器局部放电超标的原因分析，监造过程中应重点监督以下几个方面：一是加强原材料（绝缘件、电磁线等）监督检查，要求供应商严格控制绝缘件的质量，选择合格供应商或品牌供应商，加强对原材料的入厂检验和抽检，审核原材料质量证明文件相关指标和参数，保证原材料质量满足相关要求。二是加强过程监督控制，审核供应商装配车间的环境、温度、湿度、降尘量等是否满足要求，根据工艺控制文件和图纸，检查装配过程质量是否可控，过程检验记录数据是否完整，自检、互检、专检记录和结论是否齐全。三是加强关键工序的现场监督，主要监督变压器总装和静放时间的控制。变压器总装应认真检查油箱和器身的清洁度，确保无铁屑、毛刺等杂物，磁屏蔽表面无锈蚀和绝缘无破损，各部件紧固件和连接件螺栓紧固牢靠。静放时间应严格执行供应商工艺文件，部分供应商因缩短生产周期，静放时间不满足工艺文件要求，从而导致局部放电不合格的情况发生，因此，静放时间也是监造人员重点监督的环节。四是加强出厂试验阶段的监督控制，监造人员应审核供应商提供的试验方案，提出合理化意见；审核供应商试验仪器仪表的检验合格证明及有效期，查验试验人员的上岗证书；对绝缘强度试验，监造人员应深入了解每一个试验的原理及故障判断方法，如对短时感应，要了解接线图，低压施加的电压，高压线端达到的电压，雷电冲击试验，要知道绕组匝间、段间及对地电容的影响；局部放电测量如出现问题，要首先从局部放电的数量级大致判断是气体放电性质（油中气体或厚绝缘夹层气体）还是绝缘破损，悬浮或是电场集中，如果某一试验出现问题，要根据故障情况仔细分析、综合考虑。监造人员应全程现场见证出厂试验的过程，做好原始数据的收集和整理，保证出厂试验项目的真实性和准确性。

结束语

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