变压器常见局放问题浅析

变压器常见局放问题浅析

李黎

国网晋中供电公司，山西晋中，030600

摘要：在我国快速发展过程中，经济在迅猛发展，社会在不断进步，当前由于我国不断发展电力事业，电网等级也不断得到升级，相应的电力变压器以及容量在不断得到改进。通过分析变压器事故可以看出，当变压器处于正常的工作状态时，也可能发生绝缘故障。通过分析发现，当变压器工作时，在高场强的作用下诱发内部绝缘相对薄弱的环节出现了局部放电的现象，从而大大降低了绝缘性，甚至导致出现击穿的现象。因此当存在该现象时，大大增加了变压器安全运行的风险，为此需要对变压器的局部放电性能进行考核，从而保证变压器安全高效的运行。

关键词：变压器；绝缘；局部放电；处理方式

1 引言
目前判断设备绝缘运行状况的主要手段是预防性试验，现行的预防性试验项目对绝缘的发展性故障反应不灵敏，往往不能及时发现已发展几天甚至数周的局部放电，该放电在几周甚至更短时间内扩大并击穿，这类事故在变压器事故统计中占较大比例。因此，实施变压器的在线监测对保证变压器的安全可靠运行具有至关重要的意义。变压器在线监测系统采用变压器局部放电、振动、变压器环境温度、湿度作为故障特征量进行故障综合定位和故障预警，可以在无人情况实时监测以上参数，并保存历史数据方便维护人员查看。在干式变压器内超声信号急剧时，则可能是绝缘急速劣化的前兆，系统经过判断发出报警，并可查看相关故障信息及实现局放定位，以便及时进行检测维修，可防止事故扩大，对变压器事故的预防起到重要的作用，从而提高平台电力系统安全、可靠运行的水平。

2 局部放电概述
理论上，变压器稳定运行的实现条件是要通过短时工频耐受电压以及冲击耐压试验。在变压器技术发展的过程中，实际生产及试验总结出的经验显示，变压器电压未超过额定值时，也难以避免绝缘故障现象产生。事实上，变压器因其制造工艺或环影响不可避免地存在相对薄弱的部分，该部分在变压器工作时产生局部放电，绝缘性能因此降低，长此以往最终导致击穿现象的发生，严重影响经济和人身安全。由此可见，对于变压器特别是超高压变压器在长期工作电压下能否正常稳定工作，除了要通过短时工频耐受电压以及冲击耐压实验，还要检验是否会发生局部放电现象。
局部放电广泛存在于工业场合中，该现象可以发生在绝缘材料内部、表面和置于气体环境中的电极。固体绝缘内部发生局部放电现象的原因是由于绝缘材料在生产时技术水平不达标，绝缘材料内掺杂了气泡等杂质，或者是由于固体绝缘材料在长期的工作中发生劣化分解出气泡和杂质，造成绝缘材料部分区域电气强度下降。液体绝缘材料发生局部放电的主要原因是变压器油纸绝缘材料长期工作发生电离产生气泡和杂质，在电场力的作用下形成小桥，局部放电沿小桥发生。绝缘材料表面发生局部放电通常是绝缘材料表面工艺不达标，有毛刺、裂痕造成电场分布集中产生放电现象，因此局部放电长期存在绝缘设备时会对其产生隐患。
        局部放电的基本特征为分布不集中且产生的范围极小，因此它对绝缘介质本身的击穿电压的影响可以忽略不计。但是在局部放电现象过程中的绝缘物质和运动中的微观粒子发生多次碰撞而损耗，碰撞所产生的物质与绝缘介质发生化学反应导致绝缘介质遭到侵蚀；同时。受损部分的场强增强导致温度升高，使绝缘物质受损失去绝缘特性。有些绝缘物质因自身性能及外界环境影响在稳定工作时也会发生局部放电现象，该现象就会在变压器运行过程中持续存在，将对变压器性能产生显著影响。因此对设备绝缘状态检测是绝缘物质的性能及状态评估的判据之一。

3 电力变压器局放问题探讨
　　3.1进行局放试验的要求
　　对电力变压器进行局放试验，必须要符合试验规范。在试验开始时，先确定试验的电压，由于本次实验是对钢铁企业的电力系统进行试验，先将电压调整到较小值，保证在大约5分钟以内电压不会发生变化，记录下通过的局放量。随后将电压按照相同的幅度逐渐升高，时间逐步增加进行测试并记录下实验数据。需要在所有的线段同时进行数据测量的时候，不能出现电线两段出现不同步的现象。在测量电压范围的中段的时候，要记录下变压器的起始电压和熄灭电压，这一点十分重要。实验的过程中，要对变压器的档位设置进行调节。变压器的档位一般是分接开关，是变压器一个很重要的部件。进行电力变压器的局放试验，要先将变压器的档位调节到1档，这个档位适合各种电压的局放试验的进行。如果调错了档位，不仅会造成实验的失败，还可能导致实验事故。
　　3.2局部放电检测的常用方法
　　1）超声波检测法局部放电经常会释放有声波，而采用超声波检测法，则是利用传感器接收局部产生的超声波，由此来对局放的大小进行确定，并且对局放的位置进行确定。当前，用于检测局部的超声波传感器存在着以下几方面缺点：(1)抗电磁干扰性能比较差；(2)灵敏度较低。因此，就使得超声波检测的难度有了大大的增加。故此，这项检测方法大多是用在对局部作定性判断，并结合电脉冲信号对局放进行物理定位。2）脉冲电流法这种方法研究最早，应用也最为广泛。它主要是将变压器等效成一个电容，局放时，其两端会产生瞬间电压变化，经过耦合电容引至检测阻抗上，就能够获得脉冲电流，与局部放电相对应，经过处理之后，可以获得变压器局放参数。这种方法也存在一定的缺陷，有以下几种：(1)当试品电容量较大时，就会受到耦合阻抗的限制，这样就会导致灵敏度有所降低；(2)检测频率低于1MHz时，所包含的信息量较少；(3)在离线状态时，灵敏度较高，但是在现场检测时，很容易受到外界干扰的影响。3）光测法所谓光测法，指的是将局放产生的光辐射经过光电进行转化，在转换之后，检测光电流的特性以便实现局放的识别。但是光测法有着较大的缺陷，分别为：(1)设备复杂并且非常昂贵；(2)灵敏度较低。因此，在实际应用中很容易受到限制。近些年，随着科学技术的不断发展，光纤技术也取得了一定的发展，光纤法与声测法相结合之后，就产生了声-光测法。这项技术主要是利用声波压迫，来使光纤的性质发生改变，并且导致光纤输出信息的特性发生改变，进而测得放电。

　　3.3局放试验注意问题
　　在进行局放试验时，除了要注意保证实验的条件符合要求外，还需要了解可能在实验中出现的一些小问题，并可以及时采取解决措施。1）接地处理问题在进行实验时，特别是对钢铁企业电力系统这种大型的设备进行局放试验室，需要考虑接地对实验结果的干扰。在实验的过程中，如果电压的调整出现失误，会导致电路中突然出现巨大的电流，对设备造成破坏。因此在进行实验前，要保证所有的设备都进行了接地处理。做好接地处理还能避免周围的大型电气设备对实验设备造成电磁干扰，防止干扰信号进入测量电路中。2）电源独立问题局放试验中的实验电源也是关键的部分，为了减少外界的干扰，在进行实验的时候，要保证实验电源的独立性，不能将实验电源同其它的电子设备连接在一起，导致实验结果出现误差。可以选择上文介绍的变频电源来作为实验用的电源，使用起来更加方便快捷。如果不能使用，就需要暂时关闭和实验电源连接的其它设备，在实验完成后再启动，尽可能为实验创造便利条件。3）重复实验问题在进行电力变压器局放试验时，局放现象会对变压器造成一定的破坏，最有可能的就是导致变压器内部的绝缘物质出现损坏，如果重复进行局放试验，不仅会导致实验结果出现不准确，还会导致绝缘层的破坏。在进行电力变压器的局放试验后，要对变压器进行实验的次数进行详细记录，绝不能在短时间里进行多次的实验。

参考文献

[1]蒋建旭,张云斌.超声波与高频脉冲电流联合检测法在变压器局部放电检测中的应用[J].中国新技术新产品,2020(21):18-20.

[2]王智桦.电力变压器局部放电检测技术的现状和发展[J].电子世界,2020(23):51-52.