變壓器局部放電試驗(yàn)問題及處理建議研究

許琛　王欽

摘 要：局部放電試驗(yàn)是檢測變壓器絕緣性能的重要試驗(yàn)之一，其目的是及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器絕緣結(jié)構(gòu)及制造工藝中的缺陷問題，并加以消除，從而避免在運(yùn)行過程中因局部放電對變壓器絕緣造成損壞。本文結(jié)合工作實(shí)際，從變壓器局部放電試驗(yàn)的目的出發(fā)，并著重就試驗(yàn)中的注意問題以及相應(yīng)的處理措施與建議進(jìn)行了研究與探討。

關(guān)鍵詞：變壓器；局部放電試驗(yàn)；問題；處理措施

一、變壓器局部放電試驗(yàn)的目的

當(dāng)前，變壓器尤其是高壓變壓器產(chǎn)品，普遍存在著局部放電問題，這是由于因設(shè)計(jì)、制造、安裝等工藝上存在缺陷，導(dǎo)致變壓器結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在氣隙、油隙等絕緣弱點(diǎn)。例如，油浸式變壓器油隔板結(jié)構(gòu)中的油隙、環(huán)氧變壓器套管中的氣泡等，這些絕緣弱點(diǎn)在外部電壓達(dá)到一定值以后，就很容易發(fā)生局部放電問題，對變壓器的絕緣性能造成損害，并影響到變壓器的正常使用壽命。

而通過變壓器局部放電試驗(yàn)，可實(shí)現(xiàn)以下作用：一是對變壓器的絕緣狀況進(jìn)行檢測，通過驗(yàn)證變壓器在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)電壓與試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)的局部放電量，以判定變壓器的絕緣性能是否滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求；二是對絕緣缺陷問題進(jìn)行排除，當(dāng)試驗(yàn)中變壓器局部放電量超過規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求時(shí)，可通過試驗(yàn)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，對絕緣缺陷的原因進(jìn)行分析，并對絕緣缺陷的部位進(jìn)行定位，從而有助于及時(shí)消除缺陷問題。

二、局部放電試驗(yàn)抗干擾問題的處理措施

在變壓器局部放電試驗(yàn)中，由于所采用的局部放電脈沖不僅是一個(gè)快速放電的過程，而且也是一種弱電現(xiàn)象，在試驗(yàn)過程中非常容易受到外界因素的干擾。因此，在局部放電試驗(yàn)中應(yīng)尤其注意抗干擾問題。

（一）干擾來源的分類

根據(jù)干擾來源的不同，變壓器局部放電試驗(yàn)主要可分為以下兩類：一類是與局部放電試驗(yàn)電壓無關(guān)的干擾，這類干擾不會隨著試驗(yàn)電壓的升高、降低而變化，例如：無線電電磁波（諧波）干擾、脈沖干擾等；另一類則是與局部放電試驗(yàn)電壓相關(guān)的干擾，這類干擾通常會隨著試驗(yàn)電壓的變化而相應(yīng)變化，例如電源干擾、高壓引線電暈干擾、高壓濾波器干擾、耦合電容器干擾、試區(qū)內(nèi)金屬物體等放電干擾、接地系統(tǒng)干擾等。在下圖1中，即為變壓器局部放電試驗(yàn)中所受到的各類干擾來源的示意圖。

（二）抗干擾處理措施的應(yīng)用

1.與電壓無關(guān)的干擾源處理措施

（1）建立屏蔽室

屏蔽室能很好的消除無線電電磁波、脈沖等與局部放電試驗(yàn)電壓無關(guān)的干擾來源。通常而言，屏蔽室的屏蔽效能在40dB～60dB之間即可，如試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)較高時(shí)，也可建立屏蔽效能在70dB以上的屏蔽室。某屏蔽室的大小為5.5m×3.0m×2.8m，經(jīng)實(shí)測證明，它對干擾源為90dB～100 dB的無線電電磁波干擾，其平均屏蔽效能可達(dá)到50dB左右；對于干擾源為90dB～100 dB的脈沖干擾，其平均屏蔽效能也可達(dá)到40dB左右，對變壓器局部放電試驗(yàn)具有良好的抗干擾效果。

（2）做好觀測記錄

為有效消除與試驗(yàn)電壓無關(guān)的干擾，在變壓器局部放電試驗(yàn)中還應(yīng)當(dāng)做好試驗(yàn)的觀測記錄，在每次加壓時(shí)就應(yīng)當(dāng)仔細(xì)觀察、分辨和記錄各種干擾波形的特征，通過積累各種干擾波形特征的分辨經(jīng)驗(yàn)，以此為更好的判定、區(qū)分與消除這些干擾源。

2.與電壓有關(guān)的干擾源處理措施

（1）在低壓側(cè)采用低通濾波器

低通濾波器具有屏蔽與隔離雙重功能。實(shí)踐證明，在試驗(yàn)低壓側(cè)采用低通濾波器，不僅能有效消除局部放電檢測儀接地系統(tǒng)的干擾，而且能較好的消除試驗(yàn)電源侵入的干擾。

（2）在高壓側(cè)采用高壓濾波器

在變壓器局部放電試驗(yàn)回路的高壓側(cè)采用高壓濾波器，不僅能很好消除低壓側(cè)試驗(yàn)電源經(jīng)過中間變壓器電磁感應(yīng)和電容耦合，進(jìn)入到高壓側(cè)回路的干擾，而且還能有效消除中間變壓器以及高壓側(cè)回路本身在試驗(yàn)過程中所產(chǎn)生的干擾。在下圖2中，即為試驗(yàn)中高壓濾波器的工作原理圖。

（3）可靠接地

在局部放電試驗(yàn)中，應(yīng)將試區(qū)內(nèi)的金屬物體進(jìn)行可靠接地，并盡量避免金屬物體與試驗(yàn)中相關(guān)絕緣物體之間的接觸，以此有效防止懸浮物體（懸浮電位）放電所產(chǎn)生的干擾。

（4）防暈設(shè)計(jì)

為抑制高壓側(cè)電暈給試驗(yàn)所帶來的干擾影響，還應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)姆罆炘O(shè)計(jì)措施。一方面，在試驗(yàn)中應(yīng)保證高壓導(dǎo)線與連接線的直徑足夠大，以控制導(dǎo)線表面的最大場強(qiáng)；另一方面，還可將高壓導(dǎo)線進(jìn)行懸空設(shè)置，以控制導(dǎo)線與設(shè)備之間的有效間距。

（5）裝設(shè)屏蔽罩或屏蔽環(huán)

為抑制高壓側(cè)電暈的產(chǎn)生，還可在測量端裝設(shè)無暈屏蔽罩或者屏蔽環(huán)。屏蔽罩通常為饅頭型，其上部與下部結(jié)構(gòu)分部為半球形和單環(huán)形；而屏蔽環(huán)多是由兩個(gè)圓形單環(huán)所構(gòu)成。要求所采用的無暈屏蔽罩和屏蔽環(huán)的表面最大場強(qiáng)均不應(yīng)大于1.5MV/m。

三、局部放電試驗(yàn)其它問題的處理措施

為保證變壓器局部放電試驗(yàn)達(dá)到預(yù)期的檢測效果，除應(yīng)當(dāng)采取有效的抗干擾措施以外，還應(yīng)當(dāng)充分注意到清潔、注油、靜置、溫濕度、安全措施等問題，以保證試驗(yàn)結(jié)果的精度與準(zhǔn)確性。

（一）預(yù)處理要求

1.在試驗(yàn)開始前，應(yīng)保持變壓器的表面的干燥與清潔，以避免因絕緣結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的潮氣或者污染而影響到局部放電試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確。

2.局部放電試驗(yàn)應(yīng)盡量在天氣晴朗的條件下進(jìn)行，且環(huán)境溫、濕度都應(yīng)當(dāng)滿足相應(yīng)規(guī)范要求與技術(shù)條件要求。

3.油浸式變壓器經(jīng)過長途運(yùn)輸顛簸或者注油工序以后，需要靜置48小時(shí)以后，方可進(jìn)行試驗(yàn)。

（二）安全措施要求

1.測試人員在試驗(yàn)之前，就應(yīng)當(dāng)熟悉所測試變壓器的結(jié)構(gòu)、電壓等級、局部放電量等相關(guān)資料，并熟練掌握試驗(yàn)的操作規(guī)程與程序。

2.測試人員在試驗(yàn)過程中應(yīng)穿戴好的防絕緣裝備，并與被試設(shè)備與升壓設(shè)備之間保持一定的安全距離。

四、總結(jié)

本文從變壓器局部放電試驗(yàn)的目的出發(fā)，并著重就試驗(yàn)中的注意問題以及相應(yīng)的處理措施與建議進(jìn)行了研究與探討。在變壓器局部放電試驗(yàn)中，抗干擾、環(huán)境溫濕度、靜置、安全措施等問題都可能對試驗(yàn)結(jié)果的精度與準(zhǔn)確性造成較大的影響，因此我們應(yīng)做好對相關(guān)問題原因的分析，并采取切實(shí)可行的處理措施與辦法，以確保變壓器局部放電試驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到預(yù)期的檢驗(yàn)效果。

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