變壓器常見局放問題淺析

趙寶瑞 趙昔勐

摘要：隨著電網電壓等級的不斷提高，電力變壓器的電壓等級和容量也不斷提高，電力變壓器的安全運行在高壓輸電中的有著重要的意義。從大量的運行事故中可以發現，變壓器在沒有遭受任何過電壓的情況下，也會發生絕緣故障。究其原因，變壓器在運行過程中，其內部絕緣的某些薄弱部位在高場強的作用下發生了局部放電，從而導致絕緣性能下降，在嚴重的局部放電長期作用下，甚至會造成擊穿。由此可見，對于變壓器尤其是超高壓變壓器能否長期安全運行，僅通過外施耐壓和沖擊耐壓試驗是不夠的，尚需考核局部放電性能，局部放電的控制是企業綜合制造能力的體現。

關鍵詞：變壓器;局放問題

前言：

隨著變壓器制造技術的進步，變壓器的一些缺陷大多能在制造過程中被檢測和消除.但在電場作用下，變樂器絕緣系統巾絕緣性能博弱的地方會被激發而…現局部放電現象.且在制造過程巾不易被控制，所以，變壓器局部放電測量成了變壓器試驗的重點項目。測量變壓器局部放電水平是浮定變壓器絕緣性能的有效方法。變壓器的允許放電量水平是指油箱內部所產生的局部放電量水平.不包括套管在空氣巾電暈所產生的放電量。

一、變壓器局部過熱故障

1.1故障原因分析。A.發熱失控。變壓器運行中的局部溫度，是由局部電能損耗轉化的熱能引起的，包括：工作電流、環流或渦流。而渦流是趨膚效應形成的“邊緣電阻”，可能引起發熱失控。B.散熱失控。油浸變壓器的內部散熱主要依靠油的對流散熱，即依靠油在流動中帶走熱量。變壓器的外部散熱主要依靠大氣或水分對流散熱，即依靠大氣或水分在流動中帶走熱量。內部散熱條件失控或外部散熱條件失控，都可能引起散熱失控。檢查與排除的措施和方法。GB/T 7252《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》推薦比值法，乙炔與乙烯的比值小于0.1，編碼組合的第1 位數為0，是局部過熱故障最方便、最有說服力的判據。

1.2變壓器局部放電故障。

1.2.1故障原因分析。A.電壓型局部放電。是作用在局部絕緣上的電場強度，超過該部分絕緣的絕緣強度，引起局部絕緣損壞的放電現象。產生電壓型局部放電故障有兩方面的原因：一是電場畸變，引起電場強度過高;二是絕緣污染，引起絕緣強度過低。B.電流型局部放電。電流型局部放電故障，即驅流放電故障。是原來流過導體中的電流，被外力驅逐到電介質（氣體或油）中，在局部電介質中產生電火花，引起局部絕緣發生變化的放電現象。在變壓器存在驅迫工作電流、環流、渦流、電容電流及泄電電流進入油中的條件時，都可能產生電流型局部放電故障。檢查與排除的措施和方法電壓型局部放電和電流型局部放電的共同特征是：油中產生以乙炔為主的特征氣體，乙炔與乙烯的比值大于0.1。按GB/T 7252《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》推薦的比值法，編碼組合的第1 位數大多數為1，極個別為0。

1.3變壓器形變的故障分析。

1.3.1故障原因分析。引起變壓器部件形變的直接作用力是機械力。變壓器部件發生形變的原因是：部件上受到的作用力，超過其實際能夠承受的能力。檢查與排除的措施和方法形變故障的特征是：暴露前很難預測，暴露后才可以發現。例如：許多油箱滲漏是在變壓器運行多年以后才發現的。

二、變壓器儲油柜常見問題處理

2.1管式油位指示計故障造成假油位。故障現象。油位指示持續偏高;油位指示持續偏低;油位隨溫度變化很小;油位指示逐漸降至很低，甚至為0。一般油位計內油較少，幾天內即可漏完;油位隨溫度變化很小，但擰松呼吸塞可見油位變化并恢復正常;長時間運行會污染裝置本體絕緣油，使絕緣油顏色變黑、變污。通過對壓油袋檢漏可準確判斷故障。故障原因分析指示用油太多;指示用油太少;壓油袋內空氣未排盡;油位計漏油、油位計連管破裂或放油螺釘松動漏油;油位計呼吸塞擰得太緊，不和空氣連通;壓油袋破裂或滲漏。故障處理的措施與方法重新調整指示油量;重新注油，并用手按動壓油袋，使袋內空氣排盡;更換油位計受損部件，擰緊放油螺釘;適當擰松呼吸器;更換壓油袋。

2.2磁針式油位指示故障造成假油位。油位指示基本不隨溫度變化;油位指示為0，打開油箱發現浮球、連桿沉入油中;油位指示為0 或滿格。打開油箱，撥動驅動機構，油位指示不變化，可判斷磁針失靈。故障原因分析，驅動機構和腔囊纏繞;浮球或連桿進油;磁針失靈。故障處理的措施與方法打開頂蓋用回頭木棒攤平腔囊，使之平坦浮在油面上，可使油位恢復平常;更換浮球、連桿;更換油位計。

2.3膠囊故障造成假油位。管式油位計在溫度高時指示油面異常偏高，在吸濕器內發現油漬或油倒流現象。漏氣不嚴重時每隔2～3 年會出現假油位故障。磁針式油位計指示油面異常偏低，膠囊內部有大量絕緣油，打開頂蓋吸盡油后又出現大量絕緣油。膠囊管式油位計在溫度高時指示油面異常偏高，在更換成大顆粒硅膠后恢復正常。故障原因分析膠囊袋口處密封不良或腔囊漏氣導致油箱內有大量氣體;膠囊與絕緣油接觸面破裂;膠囊呼吸器中的硅膠顆粒太小，堵住呼吸通道。故障處理的措施和方法擰緊壓板螺栓，必要時增加密封墊再檢漏，如果檢漏不合格則需更換膠囊;更換膠囊;選用顆粒大小合適的硅膠顆粒進行更換。

2.4注油工藝造成假油位。故障現象管式油位計在溫度高時指示油面異常偏高。故障原因采用壓縮空氣法或抽真空法，排氣不充分或是排氣后未擰緊排氣塞都會導致油箱內有大量氣體。故障處理的措施與方法采用注油法進行排氣，排氣后及時擰緊排氣塞。

三、配套件質量問題引起的局放

1.放電原因：由于配套件存在著絕緣缺陷，影響變壓器局放試驗結果。放電特點：配套件引起的局放問題主要體現在套管、有載分接開關、無勵磁分接開關等幾個方面。無勵磁分接開關和有載分接開關的問題一般出現在絕緣件上，有一定的共同性。電容式套管放電從電氣方法上看，首先符合首端對地放電的特點，再次電容式套管作為一個比較獨立的電容單元與首端相連，在套管電容內部有絕緣故障且局放量較小時，放電很難傳遞至其他相的首端或者其他繞組上。處理方法：對于配套件引起的局放問題處理起來比較簡單，找到故障配件換掉即可。高壓零相與高壓首端檢測的放電量相當，所以故障點位于首尾端之間的可能性較大，然而無勵磁分接開關位于高壓繞組的中部位置，排除無勵磁分接開關是非常有必要的。驗證開關是否存在局放有一定的難度，于是將三相的開關全部去掉，將引線置于額定分接，把引線剪切面良好屏蔽，再次進行局放試驗，此時不帶無勵磁分接開關的變壓器三相局放合格，可以判定之前的放電為開關引起。開關廠家更換絕緣材質重新制作三相開關，更換后試驗合格。為了徹底清除雜質最終將高、低壓繞組分解，用干凈的變壓器油對每個繞組逐一清洗，復裝后復試局放合格。

結束語：

本文中筆者介紹了試驗工作中經常遇到的幾種局放類型。試驗過程中遇到局放問題后，首先要通過各種方法確定局放故障的位置，判斷出是哪種類型放電，然后有針對性的對故障點進行處理，這樣才能提高問題處理效率，減少返工次數。

參考文獻：

[1]保定天威保變電氣股份有限公司編著. 變壓器試驗技術[M]. 北京：機械工業出版社，2019.

[2]賀以燕，楊治業. 變壓器試驗技術大全[M]. 沈陽：遼寧科學技術出版社，2019.

[3]杜振波，伍志榮，聶德鑫，等. 特高壓換流變壓器現場網側繞組加壓局部放電試驗方法研究[J]. 變壓器，2020，57（9）：51-54.