現場主變局部放電試驗淺析

（湖南省送變電工程公司調試分公司，長沙，410015）

現場主變局部放電試驗淺析

戴智榮,胡臻

（湖南省送變電工程公司調試分公司，長沙，410015）

文章從現場主變局部放電的產生與危害出發，對現場主變局部放電試驗實施的目的和意義進行了分析，并對主變局部放電試驗的電源及試驗的過程與判斷進行詳細分析，對試驗過程中出現的干擾類型以及干擾的抑制與排查進行了分析，僅供同行參考。

主變局放；試驗分析；試驗判斷；干擾

0　引言

受各種環境因素的影響，電力變壓器在出廠之后，其需要經過運輸和安裝等一系列的過程才能應用到電力工程中，但在這個過程中卻有可能導致變壓器的絕緣受到破壞，因此，電力變壓器在交接驗收的過程中，對電力變壓器進行現場主變局部放電試驗是一個必須的過程，而通過這一試驗過程，不僅能夠對變壓器在運輸和安裝中是否對絕緣造成損害進行監測，還能決定其是否能夠正常投放到電力設備的運行中。從這些因素考慮，做好電力變壓器現場主變局部放電試驗是電力工程的一個重要方向，并對電力設備的安全運行有著積極的作用。

1　現場主變局部放電的產生與危害

局部放電一般情況下所指的是在電場的作用下，變壓器絕緣中的部分區域發生了放電短路的情況。由于電力變壓器中的絕緣結構非常復雜，設計不當或制作工藝不良，不僅會造成局部場強過高，在一定程度上還會導致絕緣中含有氣隙，此時，若變壓器油不夠純凈、安裝、檢修或運行時絕緣出現受潮等，均會造成變壓器在使用中出現局部放電的現象。

圖一：現場主變局部放電試驗原理程序圖

經試驗分析研究，電力變壓器絕緣中的局部放電主要有油中氣泡放電、懸浮顆粒放電、尖端放電、沿面放電、氣隙放電等多種類型。一般來講，變壓器一旦出現局部放電的情況，其不僅會損傷固體絕緣材料，造成對絕緣結構的破壞，同時，局部放電中所產生的氣體還會產生積累性的氣泡放電，進而增加絕緣老化的程度，導致絕緣被徹底擊穿破壞。局部放電的產生，破壞了絕緣結構，同時降低了變壓器的使用壽命，嚴重情況下還會導致短路現象的發生，對變壓器的運行產生嚴重的安全威脅，因此，對變壓器現場主變局部放電試驗的研究非常重要。

2　現場主變局部放電試驗實施的目的和意義

現場主變局部放電試驗的實施，不僅能夠對各種缺陷所導致的局部放電進行監測，還能夠對放電發生的部位、放電的強弱、變壓器的設計、絕緣的老化程度等各個環節中所存在的問題進行判斷，并根據這些問題及時地提出處理意見。因此，要保證設備長期運行的可靠性，局部放電試驗是必不可少的。

3　現場主變局部放電試驗分析

3.1試驗方法與試驗標準

根據GB1094.3-2003規定，變壓器的局部放電試驗加壓程序如圖一所示，試驗分5個步驟，在每個步驟中對應著相應的試驗電壓和加壓時間。

圖一中，A=5min；B=5min；C=120×（額定頻率/試驗頻率）s，但不少于15s；D=60min；E=5min。

試驗標準：國家電網生（2012）352號《國家電網公司十八項電網重大反事故技術措施》(修訂版)，在1.5Um/下，加壓時間60分鐘，局放量≤100pC；在1.1Um/下，視在電荷量的連續水平≤100Pc。

3.2現場主變局部放電試驗電源

變頻試驗電源。現場主變局部放電試驗中，其經常會使用變頻加壓法，這一方法不僅具有加壓設備質量輕、體積小的優勢，在所需的電源容量上也比較小，因此在放局部放電接線試驗中被廣泛的應用著，試驗原理圖如圖二所示。此試驗的實施中，通過對變頻電源頻率的調節，能夠讓不吃電抗器和變壓器本身的電容和電感產生諧振，以實現升壓的目的。同時，電容分壓器還能對變壓器低壓側所能夠承受的電壓值進行精確的測量。為了試驗過程中，為了更加直觀的將局部放電的視在放電量看出，可采取脈沖電流法進行局部放電測量，這一方法的靈敏度非常高。

圖二中，FC：變頻電源；T：試驗變壓器；L：補償電抗器；A1A2：鉗形電流表；C1C2：電容分壓器；Z：檢測阻抗；PD：局放儀

3.3主變局部放電試驗的容量計算

變壓器局部放電試驗時，正確估算其試驗容量對試驗的順利進行關系很大，由于現場采用變頻法，一般只考慮有功功率和容性無功功率。

圖二：變壓器局部放電試驗原理接線圖

圖三：局部放電測量結線

（2）容性無功功率的估算。按集中電容估算，首先，用介損測量中的數據算出變壓器各側繞組總的對地電容。從而得出每相的對地的電容，此電容上的電壓以繞組首尾電位之和的一半計算，從而得出繞組被試相和非被試相的電容電流分別為：；根據上述公式，算出高、中、低三側繞組的被試相和非被試相的電容電流，然后將高、中壓側的電容電流分別乘各自的變比換算至低壓側。從而得出低壓側總的電容電流，再乘變壓器低壓側上所施加的試驗電壓，即得到試驗頻率下的容性無功估算值。

3.4現場主變局部放電試驗的測量

局部放電測量是通過局部放電的取樣、測量裝置、測量回路校正、干擾抑制四個方面進行的。首先，如圖三現場主變局部放電測量結線所示，被試驗的變壓器在規定的試驗時間和電壓中，需要先對局部放電儀中的數據進行讀取，并和標定的系數相乘，以此對起始放電的電壓和熄滅的電壓值進行觀察。

(a)并聯法（b）串聯法

然后，根據局部放電測量裝置所具備的性能，對現場主變局部放電的回路進行測量矯正。在此測量矯正中，試驗選取的變壓器、測量裝置和測量電纜的回路都需實施，并按照如下的順序進行矯正：將標準脈沖發生器的輸出電壓作為已知電量注入到變壓器被試驗的部位和地之間，同時對測量裝置的讀數進行讀取；計算測量裝置的讀數以及注入電量的換算系數，在這兩個步驟完整后，若試品電容值大于脈沖發生器中的Co值，此時需要矯正脈沖和放電量，并將脈沖的上升時間控制在0.1μs內。

3.5試驗的判斷與對干擾的排查與消除

3.5.1試驗的判斷

現場主變局部放電試驗中，對局部放電試驗結果的正確識別和判斷是試驗中的一個重要部分。局部放電試驗在實施的過程中，其會受到各種因素的影響，并出現隨機性非常強的一些物理現象，因此需要對試驗的結果進行準確的判斷。從以上的試驗中發現，局部放電具有四個方面的特征：

一、電暈放電，放電不隨電壓的上升而上升，正負對稱；

二、油中放電，放電發生在波峰值前后時隨著電壓增大；

三、氣中放電，放電發生在波峰值附近，且有正負極性，脈沖的間隔相等；

四、外部干擾，也稱不穩定放電，發生在電源零點附近的不規則脈沖。

局部放電四種特性中，外部干擾不僅會導致試驗檢測靈敏度的下降，嚴重情況下，還對造成誤判斷的結果，因此，試驗中做好干擾的排查工作非常重要。

3.5.2干擾的抑制與排查

根據現場主變局部放電試驗測量中的影響方式，局部放電常見干擾分別為：電源干擾、試驗設備各元件的放電干擾、接地系統干擾和懸浮電位干擾，放電干擾排查的進行需要針對這些干擾的形式逐步進行。若被試變壓器局部放電的檢測結果正常，且監測設備和局部放電升壓長期應用在現場局部放電檢測中，在試驗中電源的電壓穩定，無異常情況的發生，可排除電源干擾和試驗設備各元件的放電干擾；若被試變壓器局部放電的檢測結果正常，壓側放電量和試驗電壓相關，可排除電磁輻射干擾；檢查試驗回路的各接線，若各連接部位接觸良好，高電位導體附近無電源尖端出現的可能性，為了對均壓環所產生的影響進行檢查，對高、中壓側的各相進行更換，更換后進行監測，此時，脈沖信號若依舊顯現，可排斥接地系統干擾；在常規干擾排查手段實效后，第二天可重新進行局部放電試驗，為了更好的確定放電源的位置，可采用非被試相短路接地的中性點支撐法進行局部放電檢測，檢測中，若局部放電信號的起始、熄滅電壓、測量電壓下的放電量一致，可排除懸浮電位干擾。

由于現場主變局部放電試驗的有效性是從干擾的抑制中體現的，因此，干擾的抑制是保證試驗成功的關鍵環節。針對干擾的抑制可以從干擾的來源進行，對于來自廣播、電暈、電焊等空間上的干擾，可采取選擇40-200KHz的頻帶；針對來自試驗內部和電源的干擾，可在電源側增加電容器，以將電源干擾旁路除掉；針對位于高場區的懸浮電位放電干擾，可以采用球均壓的方法，使被試驗電壓器周圍的懸浮金屬導體接地，以防止帶電高壓套管端頭電暈的產生。

4　結語

綜上所述，電力變壓器在投入運行前對其進行現場主變局部放電試驗有著重要的價值。這一試驗的進行，不僅能夠將變壓器的質量詳細的測量出來，還能夠對變壓器在運行中有無絕緣缺陷和事故隱患進行判定。于此同時，試驗的進行也說明了現場主變局部放電試驗中所采取的試驗方法、抗干擾措施具有著一定的可信度，以此促使著電力變壓器在運行中安全性能的提升，對電力企業在社會效益和經濟效益上的良好獲得，有著深遠的意義。

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Analysis of partial discharge test of transformer on site

Dai Zhirong,Hu Zhen
(Hunan electric power transmission and substation engineering company debugging branch,Changsha, 410015)

The article from the site partial discharge transformer generation andharm,the purpose and significance of the implementation of the main transformer partial discharge test were analyzed,and the process anddetermine the power and test of partial discharge in transformer test are analyzed in detail,the suppression and checking interference type,interference test at process was analyzed,only for reference.

main partial discharge test;test;interference analysis

戴智榮（1973-），女，漢族，湖南長沙人，本科，工程師，高級技師，主要從事高壓電氣調試工作；

胡臻（1973-），男，漢族，湖南長沙人，本科，工程師，主要從事高壓電氣調試工作。