油浸式變壓器局部放電問題解決方案的探究

王新衛(wèi)

摘 要：本文對(duì)油浸變壓器局部放電問題的查找方式進(jìn)行探討，通過生產(chǎn)實(shí)例提出處理局放量超標(biāo)的可行性解決方案，提高變壓器電氣性能和使用壽命。

關(guān)鍵詞：油浸式變壓器;局部放電;變壓器絕緣;放電量;絕緣材料

局部放電量超標(biāo)是油浸式變壓器的常見故障之一，成因多樣，不易查找故障點(diǎn)，可能出現(xiàn)在變壓器的外部，也可能出現(xiàn)在變壓器的內(nèi)部。尤其是出現(xiàn)在變壓器的內(nèi)部，往往需要通過吊罩、解體才能找出故障點(diǎn)，對(duì)生產(chǎn)廠家會(huì)帶來相當(dāng)大的麻煩。按照最新的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1094.3-2017規(guī)定Um=72.5kV且額定容量為10000kVA及以上變壓器的局部放電測(cè)量為出廠的例行試驗(yàn)，且局放量≤300PC，國家電網(wǎng)規(guī)定局放量≤100PCm局放量的大小能反映出變壓器制造廠家的管理、技術(shù)工藝、制造水平，其目的是為了提高電氣設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性。

1 概述

電氣設(shè)備局部放電量的查找方法有超聲波檢測(cè)法、紫外線檢測(cè)法、紅外線檢測(cè)法、電氣定位法等。實(shí)際工作中往往需幾種方法綜合使用，其中超聲定位法及電氣定位法常用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的油浸式變壓器局放位置的查找，而紫外線、紅外線定位法，常用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的避雷器、GIS等設(shè)備充油式電氣設(shè)備。因?yàn)槊糠N方法都具有局限性，對(duì)生產(chǎn)廠家來說如何找出一套適合本企業(yè)的方法尤其重要。本文通過一個(gè)實(shí)例介紹油浸式變壓器局部放電量超標(biāo)的幾種方法的綜合使用。

2 案例分析

2018年10月，我公司給某地生產(chǎn)一臺(tái)SZ11-100000kVA/110kV變壓器，經(jīng)局部放電測(cè)試三相在1.5Um /√3下，A相：5500-6000PC;B相：2000-2200PC;C相：4500-5000PC，三相同時(shí)局放超標(biāo)，在我公司實(shí)屬罕見。經(jīng)調(diào)查各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)無異常，初步判定，內(nèi)部有氣泡引起。靜放一晚，排氣。繼續(xù)試驗(yàn)測(cè)試沒變化。

2.1 查找局放點(diǎn)的過程及方法

做低壓對(duì)高壓局放的影響傳輸比判斷。當(dāng)?shù)蛪航o500PC時(shí)，測(cè)得高壓局放量為60PC，給高壓側(cè)500PC時(shí)測(cè)得低壓局放量為120PC，當(dāng)高壓局放量為6000PC時(shí)，測(cè)得低壓局放量為1500PC，根據(jù)傳輸比比較，低壓對(duì)高壓局放的產(chǎn)生沒有影響。后改變接法，保持被測(cè)高壓端頭的電壓不變，非被測(cè)高壓兩相接地，中性點(diǎn)懸浮，接線圖如下：

改變后的K值為：

K=高壓 3/低壓×1.5

即：改變接法后，中性點(diǎn)懸浮，低壓側(cè)輸入電壓降低1.5倍，才能保持高壓A端電壓不變。此時(shí)高壓匝電勢(shì)也降低1.5倍。測(cè)局放量：A相局放量沒有變化，對(duì)比原起始局放1.5倍開始，熄滅電壓1.1倍左右也無變化，判斷局放的產(chǎn)生不是高壓線圈縱絕緣產(chǎn)生，為主絕緣產(chǎn)生，即高壓對(duì)地。后用多通道局放超聲定位儀對(duì)變壓器局放產(chǎn)生部位進(jìn)行定位。油箱低壓側(cè)無特征放電位置，然后定位高壓側(cè)及箱蓋，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品局放發(fā)生的區(qū)域指向線圈壓板上部與上鐵軛之間，定位圖如下：

根據(jù)指定范圍，對(duì)結(jié)構(gòu)分析局放超標(biāo)的可能部位有：高壓側(cè)上鐵軛鐵芯、上夾件、壓釘、壓釘碗、副壓板、高壓引線導(dǎo)線夾及鐵芯拉板螺栓。針對(duì)上述可能部位采取如下措施：

（1）器身外觀檢查，無放電痕跡，無明顯缺陷;

（2）檢查鐵芯，無尖角毛刺，無掉片現(xiàn)象，疊積面平整，測(cè)鐵芯對(duì)地絕緣、絕緣電阻在2500MΩ以上，鐵芯片無問題;

（3）檢查高壓上夾件，因夾件單獨(dú)引出，所以測(cè)量上夾件對(duì)地絕緣電阻、絕緣電阻在2500MΩ以上，對(duì)所有與夾件相連的鐵螺栓用萬用表測(cè)量對(duì)地是否導(dǎo)通，檢查是否有懸浮現(xiàn)象，包括拉板與夾件鎖緊螺栓，結(jié)果一切正常;

（4）檢查三相高壓電源線及導(dǎo)線夾無異常，電源線與上夾件壓釘座及壓釘距離均符合要求;

（5）檢查副壓板及壓釘碗，由于層壓木副壓板及環(huán)氧壓釘碗均為外購，只能通過表面進(jìn)行檢查。副壓板經(jīng)檢查無放電痕跡，表面光滑，無變形開裂。但無法判定內(nèi)部是否有異物及氣泡。檢查環(huán)氧壓釘碗，發(fā)現(xiàn)三相壓釘碗底部有一層黑色的液體，疑似放電現(xiàn)象。

2.2 處理方法

根據(jù)判斷，重新烘干新的壓釘碗，將原A、B、C三相壓釘碗全部更換，放置原副壓板，重新總裝，做局放試驗(yàn)。試驗(yàn)檢測(cè)三相局放量沒有變化，仍然超標(biāo)。我們分析，副壓板內(nèi)部若有無法排除異物及氣泡，三相同時(shí)出現(xiàn)問題的幾率不高，對(duì)局放量無影響。而壓釘碗底部有放電痕跡，斷定壓釘碗的問題。我公司隨后自制層壓紙質(zhì)壓釘碗烘干，變壓器吊罩后，迅速將三相壓釘碗進(jìn)行更換，重新總裝，由試驗(yàn)中心繼續(xù)該試驗(yàn)。數(shù)據(jù)為A相95PC，B相80PC，C相98PC合格。貨到現(xiàn)場(chǎng)后，經(jīng)電科院復(fù)查，A相90PC，B相71PC，C相93PC試驗(yàn)通過。

2.3 成因分析

2.3.1 壓頂現(xiàn)象

上夾件壓釘及壓釘座均為螺紋連接，由于受到器身的回彈力，必需依靠壓釘盡力將器身壓回圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的尺寸，使器身保持足夠的抗短路能力，那么在壓緊過程中，由于螺紋的摩擦?xí)a(chǎn)生細(xì)微的金屬粉末，若總裝時(shí)不清理干凈，則在真空注油中會(huì)漂浮在壓釘碗內(nèi)，在高電場(chǎng)下會(huì)形成懸浮放電。

2.3.2 壓釘碗現(xiàn)象

壓釘碗是由內(nèi)部金屬碗外附一層環(huán)氧樹脂澆注成型，其工藝核心為在真空狀態(tài)下慢慢浸漬。若操作不當(dāng)，會(huì)在環(huán)氧樹脂中或樹脂與金屬之間形成氣腔。在高電壓下，腔中空氣不停放電而無法消除。對(duì)工廠來說，一般壓釘碗均外購，無法對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢查。

2.4 減小局部放電量的措施

（1）變壓器內(nèi)部的零件、配件、必須擦拭干凈，不能有粉塵帶入變壓器中，特別是壓釘及壓釘座。裝配后，經(jīng)用工業(yè)吸塵器再次將粉塵吸走;

（2）夾件上的鐵螺栓萬用表測(cè)量，必須保證每顆螺栓接地可靠，無懸浮，夾件無尖角、毛刺;

（3）外購附件，如副壓板必須為110KV以上使用的才有可能保證材料內(nèi)不含異物及氣孔。環(huán)氧壓釘碗停止使用，改用紙壓釘碗;

（4）對(duì)煤油氣相干燥罐進(jìn)行清理粉塵，保持真空罐內(nèi)壁及平臺(tái)車的表面清潔干凈，按要求定期更換氣相干燥濾芯;

（5）鐵芯疊片時(shí)，保證表面平整，接縫符合工藝及工差要求;

（6）總裝后，保證油箱外所有附件接地良好，無懸浮。

3 結(jié)論

局部放電缺陷的查找需要根據(jù)不同的情況，采取幾種方法同時(shí)進(jìn)行才能找到。要生產(chǎn)出一臺(tái)合格的產(chǎn)品，必需規(guī)范工藝流程，嚴(yán)格工藝紀(jì)律，加強(qiáng)職工培訓(xùn)，嚴(yán)把材料質(zhì)量檢驗(yàn)關(guān)，才是我們生產(chǎn)廠家解決局放問題的根本所在。也是提高電器設(shè)備安全，可靠運(yùn)行的重要保證。

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