油浸式變壓器局部放電問題解決方案的探究

王新衛

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

關鍵詞：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，可能出現在變壓器的外部，也可能出現在變壓器的內部。尤其是出現在變壓器的內部，往往需要通過吊罩、解體才能找出故障點，對生產廠家會帶來相當大的麻煩。按照最新的國家標準GB/T1094.3-2017規定Um=72.5kV且額定容量為10000kVA及以上變壓器的局部放電測量為出廠的例行試驗，且局放量≤300PC，國家電網規定局放量≤100PCm局放量的大小能反映出變壓器制造廠家的管理、技術工藝、制造水平，其目的是為了提高電氣設備運行的安全可靠性。

1 概述

電氣設備局部放電量的查找方法有超聲波檢測法、紫外線檢測法、紅外線檢測法、電氣定位法等。實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構復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，常用于結構簡單的避雷器、GIS等設備充油式電氣設備。因為每種方法都具有局限性，對生產廠家來說如何找出一套適合本企業的方法尤其重要。本文通過一個實例介紹油浸式變壓器局部放電量超標的幾種方法的綜合使用。

2 案例分析

2018年10月，我公司給某地生產一臺SZ11-100000kVA/110kV變壓器，經局部放電測試三相在1.5Um /√3下，A相：5500-6000PC;B相：2000-2200PC;C相：4500-5000PC，三相同時局放超標，在我公司實屬罕見。經調查各個生產環節無異常，初步判定，內部有氣泡引起。靜放一晚，排氣。繼續試驗測試沒變化。

2.1 查找局放點的過程及方法

做低壓對高壓局放的影響傳輸比判斷。當低壓給500PC時，測得高壓局放量為60PC，給高壓側500PC時測得低壓局放量為120PC，當高壓局放量為6000PC時，測得低壓局放量為1500PC，根據傳輸比比較，低壓對高壓局放的產生沒有影響。后改變接法，保持被測高壓端頭的電壓不變，非被測高壓兩相接地，中性點懸浮，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，中性點懸浮，低壓側輸入電壓降低1.5倍，才能保持高壓A端電壓不變。此時高壓匝電勢也降低1.5倍。測局放量：A相局放量沒有變化，對比原起始局放1.5倍開始，熄滅電壓1.1倍左右也無變化，判斷局放的產生不是高壓線圈縱絕緣產生，為主絕緣產生，即高壓對地。后用多通道局放超聲定位儀對變壓器局放產生部位進行定位。油箱低壓側無特征放電位置，然后定位高壓側及箱蓋，發現產品局放發生的區域指向線圈壓板上部與上鐵軛之間，定位圖如下：

根據指定范圍，對結構分析局放超標的可能部位有：高壓側上鐵軛鐵芯、上夾件、壓釘、壓釘碗、副壓板、高壓引線導線夾及鐵芯拉板螺栓。針對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，無掉片現象，疊積面平整，測鐵芯對地絕緣、絕緣電阻在2500MΩ以上，鐵芯片無問題;

（3）檢查高壓上夾件，因夾件單獨引出，所以測量上夾件對地絕緣電阻、絕緣電阻在2500MΩ以上，對所有與夾件相連的鐵螺栓用萬用表測量對地是否導通，檢查是否有懸浮現象，包括拉板與夾件鎖緊螺栓，結果一切正常;

（4）檢查三相高壓電源線及導線夾無異常，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氧壓釘碗均為外購，只能通過表面進行檢查。副壓板經檢查無放電痕跡，表面光滑，無變形開裂。但無法判定內部是否有異物及氣泡。檢查環氧壓釘碗，發現三相壓釘碗底部有一層黑色的液體，疑似放電現象。

2.2 處理方法

根據判斷，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。試驗檢測三相局放量沒有變化，仍然超標。我們分析，副壓板內部若有無法排除異物及氣泡，三相同時出現問題的幾率不高，對局放量無影響。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壓釘碗烘干，變壓器吊罩后，迅速將三相壓釘碗進行更換，重新總裝，由試驗中心繼續該試驗。數據為A相95PC，B相80PC，C相98PC合格。貨到現場后，經電科院復查，A相90PC，B相71PC，C相93PC試驗通過。

2.3 成因分析

2.3.1 壓頂現象

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設計的尺寸，使器身保持足夠的抗短路能力，那么在壓緊過程中，由于螺紋的摩擦會產生細微的金屬粉末，若總裝時不清理干凈，則在真空注油中會漂浮在壓釘碗內，在高電場下會形成懸浮放電。

2.3.2 壓釘碗現象

壓釘碗是由內部金屬碗外附一層環氧樹脂澆注成型，其工藝核心為在真空狀態下慢慢浸漬。若操作不當，會在環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。對工廠來說，一般壓釘碗均外購，無法對其質量進行檢查。

2.4 減小局部放電量的措施

（1）變壓器內部的零件、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，經用工業吸塵器再次將粉塵吸走;

（2）夾件上的鐵螺栓萬用表測量，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不含異物及氣孔。環氧壓釘碗停止使用，改用紙壓釘碗;

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

（5）鐵芯疊片時，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 結論

局部放電缺陷的查找需要根據不同的情況，采取幾種方法同時進行才能找到。要生產出一臺合格的產品，必需規范工藝流程，嚴格工藝紀律，加強職工培訓，嚴把材料質量檢驗關，才是我們生產廠家解決局放問題的根本所在。也是提高電器設備安全，可靠運行的重要保證。

參考文獻：

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