電力變壓器降低局部放電的一些措施   金聯(lián)宇電纜

隨著電網(wǎng)的迅速發(fā)展和輸電電壓的提高，電網(wǎng)和電力用戶(hù)對(duì)大型電力變壓器的絕緣可靠性的要求越來(lái)越高。由于局部放電試驗(yàn)對(duì)絕緣沒(méi)有破壞性作用而且十分靈敏，能有效地發(fā)現(xiàn)變壓器絕緣內(nèi)部的固有缺陷或運(yùn)輸、裝置工程中發(fā)生危及平安的缺陷，因而現(xiàn)場(chǎng)局部放電試驗(yàn)得到廣泛應(yīng)用，已列為72.5kV及以上電壓等級(jí)變壓器現(xiàn)場(chǎng)必做的交接試驗(yàn)項(xiàng)目。

局部放電及其原理

局部放電又稱(chēng)靜電游離，就是靜電荷流動(dòng)的意思。一定的外施電壓作用下，電場(chǎng)較強(qiáng)的區(qū)域靜電荷在絕緣較弱的位置首先發(fā)生靜電游離，但不形成絕緣擊穿。這種靜電荷流動(dòng)的現(xiàn)象稱(chēng)為局部放電。對(duì)于被氣體包圍的導(dǎo)體附近發(fā)生的局部放電稱(chēng)為電暈。

局部放電是變壓器內(nèi)部絕緣局部位置發(fā)生的放電，因放電處于局部位置，能量較低，并不直接構(gòu)成內(nèi)部絕緣的貫穿性擊穿。

對(duì)變壓器局部放電試驗(yàn)，國(guó)在初期階段是對(duì)220kV級(jí)及以上變壓器執(zhí)行。后來(lái)新IEC規(guī)范規(guī)定，當(dāng)設(shè)備最高工作電壓Um≥126kV時(shí)，就要做變壓器局部放電丈量。國(guó)家規(guī)范也做了相應(yīng)的規(guī)定，對(duì)設(shè)備最高工作電壓Um≥72.5kV額定容量P≥10000kVA 變壓器，如無(wú)其他協(xié)議，均應(yīng)進(jìn)行變壓器局部放電丈量。

局部放電試驗(yàn)方法按GB1094.3-2003中規(guī)定執(zhí)行，局部放電量規(guī)范規(guī)定應(yīng)不大于500pC但實(shí)際合同中用戶(hù)經(jīng)常要求小于等于300pC或小于等于100pC這種技術(shù)協(xié)議：要求變壓器生產(chǎn)企業(yè)具有更高的產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范。

局部放電的危害

局部放電的危害水平與其發(fā)生原因、部位及起始電壓和熄滅電壓高低均有關(guān)系，起始電壓和熄滅電壓越高危害越小，反之越大；就放電性質(zhì)而言，影響固體絕緣的放電對(duì)變壓器危害最大，會(huì)使絕緣強(qiáng)度降低，甚至造成破壞。

局部放電的成因

造成局部放電的因素除了設(shè)計(jì)上考慮不周密外，最普遍的因素是由制造生產(chǎn)過(guò)程中造成的通常有以下幾個(gè)主要原因：

1零部件結(jié)構(gòu)有尖角、毛刺，造成電場(chǎng)畸變，放電起始電壓降低；

2有異物和粉塵，引起電場(chǎng)集中。外電場(chǎng)作用下發(fā)生電暈放電或擊穿放電；

3有水分或氣泡。因水、氣介電系數(shù)較低，所以在電場(chǎng)的作用下，首先發(fā)生放電；

4金屬結(jié)構(gòu)件懸浮劑接觸不良形成電場(chǎng)集中或發(fā)生火花放電。

降低局部放電的措施

1防塵控制

發(fā)生局部放電的因素中，異物和粉塵是非常重要的誘因。試驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明，ф1.5μm以上的金屬顆粒，電場(chǎng)作用下有可能發(fā)生遠(yuǎn)大于500pC放電量。無(wú)論是金屬的還是非金屬的粉塵存在都會(huì)發(fā)生集中電場(chǎng)，使絕緣的起始放電電壓降低，擊穿電壓降低。因此，變壓器制造過(guò)程中，堅(jiān)持潔凈的環(huán)境和器身是非常重要的必需嚴(yán)格實(shí)施防塵控制。按制造過(guò)程中產(chǎn)品可能受粉塵影響的水平進(jìn)行嚴(yán)格控制，建立密封防塵廠房。例如在平整導(dǎo)線(xiàn)、導(dǎo)線(xiàn)包紙、繞組繞制、繞組套裝、鐵心疊積、絕緣件制造、器身裝配和器身整理時(shí)，絕對(duì)不允許異物殘留和粉塵進(jìn)入。按制造過(guò)程中產(chǎn)品可能受粉塵影響的水平進(jìn)行嚴(yán)格控制，建立密封防塵廠房。例如在平整導(dǎo)線(xiàn)、導(dǎo)線(xiàn)包紙、繞組繞制、繞組套裝、鐵心疊積、絕緣件制造、器身裝配和器身整理時(shí)，絕對(duì)不允許異物殘留和粉塵進(jìn)入。

2絕緣件集中加工

絕緣件非常忌諱帶有金屬粉塵，因?yàn)橐坏┙^緣件附著金屬粉塵，要想完全清除干凈是非常困難的因此有必要在絕緣車(chē)間統(tǒng)一集中加工，并設(shè)置一個(gè)機(jī)械加工區(qū)域，該區(qū)域應(yīng)注意與其他生產(chǎn)粉塵的區(qū)域隔離。

3嚴(yán)格控制硅鋼片的加工毛刺

變壓器鐵心片通過(guò)縱剪、橫剪剪切成型，這些剪切切口，都存在不同水平的毛刺。毛刺不但能引起片間短路，形成內(nèi)部環(huán)流，增大空載損耗，而且也增加了鐵心厚度，實(shí)際上減少了疊片片數(shù)。更為重要的鐵心插上軛或運(yùn)行中受到震動(dòng)等，毛刺可能會(huì)掉落在器身上，發(fā)生放電。毛刺即使落在箱底，也可能在電場(chǎng)的作用下，有序排列，造成地電位放電。因此，鐵心片毛刺應(yīng)盡可能的少，盡可能小。110KV產(chǎn)品鐵心片毛刺應(yīng)不大于0.03mm220KV產(chǎn)品鐵心片毛刺應(yīng)不大于0.02mm

4引線(xiàn)采用冷壓端子

采用引線(xiàn)冷壓端子形式是降低局部放電量的有效措施。因?yàn)椴捎昧足~焊時(shí)要發(fā)生許多飛濺焊渣，容易散落在器身和絕緣件中。此外其焊接邊境區(qū)需要用浸水石棉繩隔開(kāi)，這樣水就會(huì)進(jìn)入絕緣中。如果絕緣包扎后水分清除不徹底，就會(huì)增加變壓器的局部放電量。

5零部件邊緣的圓整化

零部件邊緣圓整化的目的于：1改善場(chǎng)強(qiáng)的分布，提高放電的起始電壓。因此鐵心中的金屬結(jié)構(gòu)件如夾件、拉板、墊腳及支架邊緣、壓板及出線(xiàn)口邊緣、套管升高座的壁、箱壁內(nèi)側(cè)的磁屏蔽護(hù)板等均應(yīng)該倒圓處理。2防止摩擦發(fā)生鐵屑。如夾件的起吊孔與掛繩或掛鉤的接觸局部均需倒圓。

6總裝配時(shí)的產(chǎn)品環(huán)境及器身整理

器身真空干燥后，裝箱前要進(jìn)行器身整理。產(chǎn)品越大，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則整理時(shí)間越長(zhǎng)。由于器身壓緊、緊固件的緊固都是器身裸露在空氣中進(jìn)行，期間會(huì)發(fā)生吸濕及粉塵散落，因此器身整理要在防塵區(qū)進(jìn)行，如整理時(shí)間（或暴露在空氣中的時(shí)間）超越8小時(shí)，需要進(jìn)行再干燥處理。器身整理結(jié)束后進(jìn)行扣上節(jié)油箱抽真空注油階段。因?yàn)槠魃碚黼A段器身絕緣會(huì)吸濕，所以需要對(duì)器身進(jìn)行脫濕處理。這是保證高電壓產(chǎn)品絕緣強(qiáng)度的重要措施，所采取的方法就是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行抽真空。根據(jù)器身和環(huán)境濕度、含水量規(guī)范確定抽真空的真空度，并根據(jù)出爐時(shí)間、環(huán)境溫度、濕度確定抽真空的時(shí)間。

7真空注油

真空注油的目的于通過(guò)對(duì)變壓器抽真空，清除產(chǎn)品絕緣結(jié)構(gòu)中的死角，完全排出空氣，然后在真空狀態(tài)下注入變壓器油，使器身完全浸透。注油后的變壓器，至少靜放72小時(shí)才干進(jìn)行試驗(yàn)，這是因?yàn)榻^緣資料的浸透水平與絕緣材料的厚度、絕緣油的溫度、浸油的時(shí)間有關(guān)。浸透的水平越好，放電的可能性越小，因此一定要有足夠的靜放時(shí)間。

8油箱及零部件的密封

密封結(jié)構(gòu)的好壞直接關(guān)系到變壓器的滲漏。如果呈現(xiàn)漏點(diǎn)，必定會(huì)有水分進(jìn)入變壓器內(nèi)部，從而導(dǎo)致變壓器油和其他絕緣件的吸潮，這是局部放電的因素之一。因此要保證密封性能的合理。