一起變壓器局部放電事故分析及處理措施

摘 要：局部放電是長時感應耐壓試驗的簡稱，指發生在電極之間但并未貫穿電極的放電，它是由于設備絕緣內部存在弱點或生產過程中造成的缺陷，在高電場強度作用下發生重復擊穿和熄滅的現象。針對試驗時一起變壓器局部放電問題進行了分析，提出了問題的處理方案。

關鍵詞：電弧放電；裕度；爬電痕跡；氣穴；方案

局部放電是長時感應耐壓試驗的簡稱，短時感應耐壓試驗又稱預預防。它們都是例行試驗中一種非常重要的試驗，局部放電指發生在電極之間但并未貫穿電極的放電，它是由于設備絕緣內部存在弱點或生產過程中造成的缺陷，在高電場強度作用下發生重復擊穿和熄滅的現象。它表現為絕緣內氣體的擊穿、小范圍內固體或液體介質的局部擊穿或屬表面的邊緣及尖角部位場強集中引起局部擊穿放電等。但若電器設備絕緣在運行電壓下不斷出現局部放電，這些微弱的放電將產生累積效應會使絕緣的介電性能逐漸劣化并使局部缺陷擴大，最后導致整個絕緣擊穿。

2015年5月某廠生產的一臺750kV變壓器，在短時感應耐壓試驗時測量高壓位置的局部放電量，發現放電量超出標準要求，多種測量方法測量均有放電量，經多次處理后方才解決，該文對此問題的處理過程進行了介紹。

1 情況介紹

（1）對高壓做局放試驗時，從低壓側開始加壓，首次試驗電壓升至1.7Um/■（低壓：112kV，高壓：785kV）后正常，降至1.5Um/■（低壓：99kV，高壓：693kV）后10分鐘時出現200pC局放，放電量隨時間延長增加，3分鐘內從200Pc增至1000Pc。（2）電壓降低后重新升壓，試驗起始電壓為25kV，電壓繼續升至50kV時，高壓局放量500Pc，升至1.1Um/■（低壓72kV，高壓508kV）后，高壓放電量增至1000Pc；10分鐘后，高壓局放量增至10000Pc。（3）由于試驗期間起始電壓較低，超聲定位裝置無法收到超聲信號，因此無法定位局放具體位置。試驗完成后，第二天取油樣化驗結果顯示乙炔與氫氣含量超標，分別為17.2%、57%μL/L。根據數據猜測有較大面積的碳化痕跡，且是在高壓區域。（4）根據局放檢測儀呈現的波形，分析放電現象為電弧放電，而不是懸浮放電。由于不是懸浮放電，且放電規律不成方波狀，也不符合傳遞比的關系，排除油箱、磁屏蔽及高壓出線裝置等部位；由于在高壓位置放電，且為電弧放電，排除調壓引線及旁柱等位置；由于乙炔及氫氣含量超標，剔除油中放電的可能。（5）確定為固體絕緣放電，由于在高壓位置放電，可能在高壓線圈內外絕緣-撐條或紙板。

2 原因分析

2.1 過程檢查

（1）變壓器本體放油后打開八孔門進八檢查高壓首頭位置，檢查高壓首頭部位的角環、紙板、夾木、絕緣螺桿、絕緣螺母及高壓線圈外部圍屏等位置均未發現明顯的放電痕跡。（2）拆除套管、升高座、聯管、儲油柜、冷卻管等附件，起吊箱蓋，把器身吊出油箱外進行檢查整個器身表面，檢查所有夾木、絕緣螺桿、絕緣螺母、上部壓板、墊塊等位置，均未發現明顯的放電痕跡。（3）考慮器身浸油后不便于檢查，將器身進氣象干燥罐烘烤脫油后檢查器身外觀，仔細檢查鐵心級間絕緣、油道、各出頭絕緣、上部壓板、夾木、絕緣螺桿、絕緣螺母等位置，對油箱磁屏蔽是否懸浮過熱、相間隔板是否放電擊穿、高壓出頭處絕緣件是否受損等問題進行了逐一排查，仍未發現放電位置。（4）公司相關人員召開專題會討論后制定器身解體檢查的方案。在各公司相關人員見證下解除與器身連接的引線，拆除上鐵軛，拆除高壓線圈外部紙板和撐條、角環，用放大鏡檢查，均無問題；隨后提出高壓線圈單獨檢查，在提高壓線圈過程中，發現高壓線圈內撐條及高-中紙筒有明顯放電痕跡，高-中圍屏紙筒被擊穿兩層（共3mm），且放電位置在高壓中部出線向上第八餅。

2.2 原因分析

（1）用SoftTeam公司Telax軟件在短時耐壓1分鐘下各個線餅電場的安全裕度（如圖1所示）和上半部1～15餅內側撐條沿面切向場強分布高壓線圈內側撐條上部的最大場強為1.143kV/mm，最小安全裕度3.69。上部第8餅，場強為0.303kV/mm，最小安全裕度6.3。結論是設計裕度滿足實驗及運行要求。（2）外購絕緣材料問題，在撐條、紙板表面有明顯樹枝狀的爬電痕跡，用X光檢測撐條損傷部位及其它部位、相鄰的撐條，均發現撐條內部有明顯的氣穴。此次變壓器事故的緣由在此。

（3）裝配過程中可能存在金屬異物。在線圈繞制、線圈組裝過程中把金屬異物帶進撐條、紙板中，且清理不干凈，附著在固體絕緣中，試驗時引起放電。

3 處理措施

（1）仔細檢查各個線餅的絕緣情況，用高壓氣槍清理各個線餅，確保線圈的清潔；更換高壓線圈內側放電點周圍的墊塊、墊條、油道、撐條和角環等絕緣件，去除導線外部損傷的匝絕緣，并重新補包絕緣。（2）用無塵布擦拭清理高壓線圈內側的三層紙板、三層撐條及下部絕緣，復裝時更換新制作的高、中壓線圈間的三張紙板。（3）將各零部件清理干凈后復裝線圈組、器身、引線及總裝配，按照正常工藝要求執行。

4 預防措施

（1）在原材料出廠時由原材料廠家提供X光檢驗報告。（2）原材料進廠后，加強進貨檢驗，并用X光進行抽檢。（3）生產操作過程中嚴格按照圖紙和工藝標準要求操作，同時加強過程的異物控制。

5 結束語

更換損壞的絕緣件，用X光設備檢測無問題后復裝器身，按照安裝流程裝配后，復核試驗，局部放電量在標準要求內，滿足要求。對于試驗時局部放電量超出標準要求的變壓器，要具體問題具體分析，根據試驗現象和積累的經驗，層層分析，逐項排除的方法進行判斷，從而能夠快速查明原因，找到解決問題的辦法。

參考文獻

[1]GB/T 7252-2001.變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則[Z].

[2]葛景謗，邱呂榮，謝恒坤.局部放電測量[M].北京：機械工業出版社，1984.