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論變壓器為什么要進行局放實驗

隨著電力系統電壓等級的不斷提高,電力變壓器的電壓等級和單臺容量也在不斷地提高。為了考核電力變壓器承受工頻、雷電和操作過電壓的能力,國家標準規定了短時工頻耐壓試驗、雷電沖擊試驗和操作沖擊試驗等絕緣試驗項目。但是,由于這些絕緣試驗與變壓器長期工作電壓對變壓器的作用之間并沒有固定的內在聯系,特別是對于超高壓電力變壓器,長期工作電壓對變壓器的影響較各種過電壓對變壓器的影響更為嚴重和重要。為此,應采用一種可以考核變壓器在長期工作電壓作用下能安全可靠運行的絕緣試驗方法,這就是局部放電試驗。

    對于任何一種絕緣結構,包括變壓器的絕緣結構,內部存在氣泡(氣隙)、油隙和絕緣弱點都是不可避免的。這些氣泡(氣隙)、油隙和絕緣弱點通常是在變壓器制造過程中形成的。如對于油浸式變壓器,在其制造過程中,由于浸漆、干燥和真空處理不徹底,在產品所用的電木筒內、絕緣紙板內、絕緣紙層間等就不可避免地會形成一些空腔。當絕緣油不能完全浸入空腔時,空腔內就會存在一些氣泡(氣隙)。如果絕緣油本身質量有問題或絕緣油處理不好等,那么注入變壓器中的絕緣油內部也會存在一些氣泡。由于氣體的介電系數比油、紙等絕緣材科的介電系數小,所以,氣隙上承受的電場強度比油、紙絕緣上的電場強度高。當外施電壓達到某一定值時,這些氣隙就會首先發生局部放電。另外,油紙絕緣內的油膜,油隔板絕緣結構中的油隙,特別是“楔形”油隙,金屬部件、導線等處的尖角、毛刺,電場集中、場強過高的局部區域等也都容易產生局部放電。

    變壓器絕緣結構中的局部放電,尤其是放電量較大的油紙絕緣表面產生的局部放電,將對變壓器的絕緣造成破壞。其破壞情況有兩種,一是由于放電質點對絕緣的直接轟擊,造成局部絕緣的損壞,并逐步擴大,直至使整個絕緣放電擊穿;二是由于局部放電產生的熱、臭氧和氧化氮等活性氣體的電化學作用,造成局部絕緣受到腐蝕,電導增加,最后導致絕緣熱擊穿。局部放電對絕緣的危害程度,一方面取決于局部放電的強度,如放電量大小、放電能量大小、放電次數等,另一方面還取決于絕緣的耐放電性能和局部放電作用下對絕緣的破壞機理。總之,局部放電對絕緣的危害,最終將導致變壓器的絕緣壽命降低,并直接影響變壓器在長期工作電壓作用下的安全可靠運行。

    變壓器局部放電試驗的目的:一是驗證在標準規定的試驗電壓和時間內變壓器的局部放電量是否符合標準和技術條件要求;二是當變壓器局部放電量超過標準和技術條件規定時,通過對局部放電產生的原因進行分析和定位,然后加以排除;三是測量變壓器的起始和終止放電電壓,即施加電壓上升時最初出現局部放電的最低放電電壓和施加電壓下降時最后消失局部放電的最高放電電壓。

    變壓器局部放電的試驗方法可分為電氣法和非電氣法兩大類。電氣法中有脈沖電流法、介質損耗法和電磁輻射法。非電氣法中有聲波法、測光法、測熱法和物理化學法。電氣法的靈敏度較非電氣法高,所以,一般多采用電氣法。在電氣法中采用最多的是脈沖電流法。在非電氣法中,常采用聲波(超聲波)法,尤其是聲波法多用來對局部放電源進行定位。
發布日期:2016-01-25
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