局部放電是指發(fā)生在電極之間但并未貫穿電極的放電,它(tā)是由于(yú)設備絕緣内部存在弱點或(huò)生産過程中造成的缺陷,在高電場強度作用下發生重複擊穿和熄滅的(de)現象。它表現為絕緣内氣(qì)體的擊穿、小範圍内固體(tǐ)或液體介(jiè)質的局部擊穿或屬表面的邊緣及(jí)尖角部位場強集中引起局部擊(jī)穿放電等。但若電器設備絕緣在(zài)運行電壓下(xià)不(bú)斷出現局部放(fàng)電,這(zhè)些微弱的放電将産生累積效(xiào)應會使絕緣的(de)介電性能逐漸劣化(huà)并使局部(bù)缺陷擴大(dà),導緻(zhì)整個絕緣(yuán)擊穿(chuān)。接(jiē)地電阻測試儀适用于電力(lì)、郵電、鐵路、通信、礦山等部門測量各種裝置的(de)接地(dì)電阻以(yǐ)及測量低電阻的導體電阻值(zhí) 1 變(biàn)壓器局部放電實驗的意義
用傳統的絕緣實(shí)驗方法很難發現局部放電缺陷,并且1min交(jiāo)流耐(nài)壓實驗還(hái)會損傷絕緣(yuán),影響設(shè)備以後的運行性能。随着電壓等級(jí)提高,這個問題更為嚴重。我國近年來110kV以上的大型變壓器事故中50%是屬正常運行下發生匝或段間短路,造(zào)成突發事故,原因也(yě)是局部放電所緻。因此,測(cè)試的局(jú)部放電(diàn)特性是目(mù)前預防變壓器故障的一種好方法。
2 變壓器局部放電試驗的目的
電力(lì)變壓器主要采用油(yóu)-紙(zhǐ)屏障絕緣,這種絕(jué)緣由電工紙層和絕緣油交錯(cuò)組成。由于大型變壓器結構複雜、絕(jué)緣很不均勻。當設計不當,造成局部場強過高,工藝不良或外界原(yuán)因等因素,造成内部缺陷時,在變壓器内必然會産生局部放電,并逐漸發展(zhǎn),造成(chéng)變壓器損壞。電力内部局部放(fàng)電主要以下面幾種情況出現:
(1)繞組中部(bù)油-紙屏障絕緣中油通道擊穿;
(2)繞組端部油通道擊穿;
(3)緊靠着(zhe)絕緣(yuán)導(dǎo)線和電工紙(引線絕緣、搭接絕緣、相間絕緣)的油間隙擊穿;
(4)線圈間(匝間、餅間)縱絕緣油通道擊穿;
(5)絕緣紙闆圍屏等(děng)的樹枝放電;
(6)其他固體絕緣的爬電;
(7)絕緣中滲入的其他金屬(shǔ)異物放電等。
因此,對已出廠的變壓(yā)器,有以下幾種情況須進行局部放電試驗:
(1)新變壓器投運前進行局部放電試驗,檢查變壓器出廠(chǎng)後在運輸、安裝過程中有無絕緣損傷。
(2)對大修或改造後的變壓器進行局部放(fàng)電試驗,以判斷修理後(hòu)的絕緣情況。
(3)對運行中懷疑(yí)有絕緣故(gù)障的變壓器作進一步的定性(xìng)診斷,例如油中(zhōng)氣體(tǐ)色譜分析有放電性故障,以及涉及到絕(jué)緣其他異常情況。
(4)作為預防性試驗項目或在線檢測内容,監(jiān)測變壓器運行中絕緣情況。
3 變壓器局部放電的發展(zhǎn)
變壓器局部放電測量(liàng)作為(wéi)一種檢查變壓器内部絕緣由于場強集中或(huò)其他原因造成電場畸變(biàn)或局部場強過高而引起的油(yóu)中或絕緣中放電的有效手段,已(yǐ)逐漸被人們認可。并将這種要求逐漸有高電壓産品推廣至較低電壓産(chǎn)品,這一要求也被寫入變(biàn)壓器(qì)标準中,且允許的視在放電量也在(zài)下(xià)降,變壓器新标(biāo)準中GB 1094.3-2003中(zhōng)規定,變壓器110kV級及以上的變壓器都要進行局(jú)部放電測量,局部放電試驗不但進行長時間局部放電試驗還(hái)要進行短時間感應耐壓時(shí)的局部放電測量,而且(qiě)變壓(yā)器協(xié)議中要求局部放電量(liàng)都是小于100pC逐步下降至小于(yú)500pC,特别是(shì)500kV變壓器由于各部分的場強經過細緻計算,制造精度較高,工藝嚴格,因此局部放(fàng)電量更低一些,根據(jù)各(gè)大變壓器廠總結的經驗有以下幾條:
(1)設計時要(yào)控制各部分場強在(zài)允許的範圍内,特别要注意對高壓(yā)引線頭和引線電場(chǎng)強度的控制。采用電氣屏(píng)蔽法可有效的降低局部(bù)放電量(注意:金屬屏蔽材(cái)料與電纜引線或繞組出頭(tóu)接(jiē)觸良好,不允許屏蔽處存在懸浮電位)。
(2)制造過程中特别要注意器身中各部件的清潔度決不允許帶入(rù)任何金屬異物。
(3)裝(zhuāng)配過程(chéng)中要注意各個附件的(de)清潔度(dù),對外構件要嚴格檢查,對自加(jiā)工的零件也必須做(zuò)到幹淨清潔,特别(bié)是焊接件、金工(gōng)件要徹底清理加工過程中所殘留的異物、雜物,也(yě)要注意在(zài)總裝過程中所産生的金屬異物的收集與清理。
(4)絕緣材料的使用要有選擇,在高電場中忌用環氧玻璃布闆和其他介電系數的材料,還要避免使用在(zài)真空處理時無法排出氣體的絕緣制(zhì)品(pǐn)。
(5)變壓器真空注油是時應保證真空度達到工藝要求(qiú):抽真空和靜放(fàng)時間要足夠(gòu)長,确保變壓(yā)器所有部件被(bèi)油浸透。
4 測量(liàng)中的幹擾(rǎo)信号分析(xī)
變壓器進行局(jú)部放試驗時,對測量的結(jié)果需要綜(zōng)合的分析(xī)和判斷。首先判(pàn)斷(duàn)放電(diàn)信号的來源,是來自變壓器内部還是外部,盡可能的排除和抑制幹擾信号對局部放電測量的影響。
測量局部放電時幹擾信号可分(fèn)為兩類:
試驗回路(lù)未接通時(shí)産生的幹擾,這類幹擾在視(shì)品回路(lù)還未接通時就有(yǒu):例如由于其它回路操作、整流子電機、附近高(gāo)壓無線電波、電焊,供電網絡中可控(kòng)矽等元件所引起,也包括(kuò)測量儀(yí)器本身固有的噪音,這類幹擾也可能發生在電源接上但零電壓時。
試驗回路通電時産生的(de)幹擾,僅在回路通電(diàn)時産(chǎn)生,但不是有試品産生的這些幹擾往往随電壓增(zēng)加而增加。它們可(kě)以包括例(lì)如:試驗變壓器中局部放電(diàn)。高壓引線(xiàn)的局部放電,套(tào)管中的局部放電,(如果不(bú)是檢測對象的部件)或者鄰近物體接地不良而産生的放電。幹擾也可(kě)能有高壓區域内連接不良引(yǐn)起,既(jì)有屏蔽和其他在(zài)試驗時與屏蔽(bì)相連接的高壓導體間(jiān)的火花放電所(suǒ)引起。幹擾也可能(néng)在測量儀器頻帶(dài)寬度内的試驗電壓高次諧波所引起的(de),幹擾也可(kě)以來自低壓電源側(cè)局部放電或觸頭間(jiān)的火(huǒ)花,這種幹擾經試驗變壓器或其它聯結進入測量回路。
5 變壓器産生局部放電的幾種典型結構(gòu)及(jí)因素:
引線:變壓器(qì)絕緣結構中,引線布置(zhì)是很多的。引(yǐn)線與引線之間(jiān)的電場分布是極不(bú)均勻的。兩根半徑相同的引線(xiàn)互相(xiàng)平行和垂直時其大電場強度均出現在兩根引線表面處。相(xiàng)同條件下(忽略外包絕緣層)兩根引線相互垂(chuí)直比平等布置的大電場強度高出(chū)10%左右,高壓繞(rào)組首端引出線對箱壁(bì)以及對其外部的調壓(yā)繞組,也是電(diàn)場集中易産生局部放電(diàn)的區域。
端部絕緣機構:超高壓電力變壓器端(duān)部絕緣結構中(zhōng)通(tōng)常在繞組端部防(fáng)治靜電環,一方(fāng)面改善繞組沖擊電(diàn)壓分(fèn)布,另一方面作為屏(píng)蔽均勻端(duān)部電場。但(dàn)靜電環與端圈間形(xíng)成的(de)楔形油隙(亦稱(chēng)油楔)為電場集中區域。"油楔"與大(dà)電場強度與繞組主絕(jué)緣距離,端部絕緣距離(lí),靜電環曲率半徑及絕緣厚度有關。
變壓器中突出的金屬電極表面,如油箱内壁的(de)焊接縫及附着在其上的焊渣,引線焊(hàn)接時留下的尖角毛刺。鐵心(xīn)柱邊角基鐵心片剪切時形成的毛刺(cì)等。均會造成電場集(jí)中,是場強成倍增(zēng)加,(不論(lùn)電(diàn)極是帶電還是接地)。對在制造過程中形成的尖角(jiǎo)毛刺進行(háng)磨光處理。
雜質:在變壓器絕緣結構中與低壓闆相比油(yóu)的介(jiè)點常數低(dī)。在複合絕緣結構中,油所承受的電場較高,而三種絕緣材料中油的擊穿場強是低的,這(zhè)決定了變壓(yā)器絕緣中(zhōng)薄部分是(shì)油隙,油中含(hán)有雜質(zhì)如金屬和非金屬顆粒、含水量(liàng)、含氣(qì)量等,會使油中電(diàn)場發生(shēng)畸變。
變壓器局部放電絕大多數是(shì)在高電壓(yā)高電場部位産生,可以根據局放觀測到的放電圖譜、放電的起始電壓(yā)和熄(xī)滅電壓放電量(liàng)随時間的變化這些特(tè)征來判斷放電性質。可(kě)以使用電氣定位法判斷産生局部放電的電(diàn)氣位置。
6 變(biàn)壓器局部(bù)放電試驗接線方式
局部(bù)放電試驗時被試繞(rào)組中的中(zhōng)性點端子(zǐ)應接地,如(rú)為三角形連接應(yīng)将(jiāng)其一端子接地,一台(tái)三相變壓器,用單相連(lián)接的方式逐相的将(jiāng)電壓加在線端進(jìn)行試驗。