电力变压器降低局部放电的一些措施

产品简介

随着电网的迅速发展和输电电压的提高,电网和电力用户对大型电力变压器的绝缘可靠性的要求越来越高。由于局部放电试验对绝缘没有破坏性作用而且十分灵敏,能有效地发现变压器绝缘内部的固有缺陷或运输、安装工程中产生危及安全的缺陷,因而现场局部放电试验得到广泛应用,已列为72.5kV及以上电压等级变压器现场必做的交接试验项目。

局部放电及其原理

局部放电又称静电游离,就是静电荷流动的意思。在一定的外施电压作用下,在电场较强的区域静电荷在绝缘较弱的位置首先发生静电游离,但不形成绝缘击穿。这种静电荷流动的现象称为局部放电。对于被气体包围的导体附近发生的局部放电称为电晕。

局部放电是在变压器内部绝缘局部位置发生的放电，因放电处于局部位置，能量较低，并不直接构成内部绝缘的贯穿性击穿。

对变压器局部放电试验,我国在初期阶段是对220kV级及以上变压器执行。后来新IEC标准规定,当设备最高工作电压Um≥126kV时,就要做变压器局部放电测量。国家标准也做了相应的规定,对设备最高工作电压Um≥72.5kV,额定容量P≥10000kVA的变压器,如无其他协议,均应进行变压器局部放电测量。

局部放电试验方法按GB1094.3-2003中规定执行,局部放电量标准规定应不大于500pC。但实际合同中用户经常要求小于等于300pC或小于等于100pC,这种技术协议：要求变压器生产企业具有更高的产品技术标准。

局部放电的危害

局部放电的危害程度与其产生原因、部位及起始电压和熄灭电压高低均有关系，起始电压和熄灭电压越高危害越小，反之越大；就放电性质而言，影响固体绝缘的放电对变压器危害最大，会使绝缘强度降低，甚至造成破坏。

局部放电的成因

造成局部放电的因素除了设计上考虑不周密外，最普遍的因素是由制造生产过程中造成的：通常有以下几个主要原因：

1、零部件结构有尖角、毛刺，造成电场畸变，放电起始电压降低；

2、有异物和粉尘，引起电场集中。在外电场作用下发生电晕放电或击穿放电


3、有水分或气泡。因水、气介电系数较低，所以在电场的作用下，首先发生放电；

4、金属结构件悬浮剂接触不良形成电场集中或产生火花放电。

降低局部放电的措施

1、防尘控制

产生局部放电的因素中，异物和粉尘是非常重要的诱因。试验结果表明，ф1.5μm以上的金属颗粒，在电场作用下有可能产生远大于500pC的放电量。无论是金属的还是非金属的粉尘存在，都会产生集中电场，使绝缘的起始放电电压降低，击穿电压降低。因此，变压器制造过程中，保持洁净的环境和器身是非常重要的，必须严格实施防尘控制。按制造过程中产品可能受粉尘影响的程度进行严格控制，建立密封防尘厂房。例如在平整导线、导线包纸、绕组绕制、绕组套装、铁心叠积、绝缘件制造、器身装配和器身整理时，绝对不允许异物残留和粉尘进入。按制造过程中产品可能受粉尘影响的程度进行严格控制，建立密封防尘厂房。例如在平整导线、导线包纸、绕组绕制、绕组套装、铁心叠积、绝缘件制造、器身装配和器身整理时，绝对不允许异物残留和粉尘进入。

2、绝缘件集中加工

绝缘件非常忌讳带有金属粉尘，因为一旦绝缘件附着金属粉尘，要想彻底清除干净是非常困难的。因此有必要在绝缘车间统一集中加工，并设置一个机械加工区域，该区域应注意与其他生产粉尘的区域隔离。

3、严格控制硅钢片的加工毛刺

变压器铁心片通过纵剪、横剪剪切成型，这些剪切切口，都存在不同程度的毛刺。毛刺不但能引起片间短路，形成内部环流，增大空载损耗，而且也增加了铁心厚度，实际上减少了叠片片数。更为重要的是：在铁心插上轭或运行中受到震动等，毛刺可能会掉落在器身上，发生放电。毛刺即使落在箱底，也可能在电场的作用下，有序排列，造成地电位放电。因此，铁心片毛刺应尽可能的少，尽可能小。110KV产品铁心片毛刺应不大于0.03mm,220KV产品铁心片毛刺应不大于0.02mm。

4、引线采用冷压端子

采用引线冷压端子形式是降低局部放电量的有效措施。因为采用磷铜焊时要产生许多飞溅焊渣，容易散落在器身和绝缘件中。此外其焊接边界区需要用浸水石棉绳隔开，这样水就会进入绝缘中。如果绝缘包扎后水分清除不彻底，就会增加变压器的局部放电量。


5、零部件边缘的圆整化

零部件边缘圆整化的目的在于：1）、改善场强的分布，提高放电的起始电压。因此铁心中的金属结构件如夹件、拉板、垫脚及支架边缘、压板及出线口边缘、套管升高座的壁、箱壁内侧的磁屏蔽护板等均应该倒圆处理。2）、防止摩擦产生铁屑。如夹件的起吊孔与挂绳或挂钩的接触部分均需倒圆。

6、总装配时的产品环境及器身整理

器身真空干燥后，装箱前要进行器身整理。产品越大，结构越复杂，则整理时间越长。由于器身压紧、紧固件的紧固都是器身裸露在空气中进行，期间会发生吸湿及粉尘散落，因此器身整理要在防尘区进行，如整理时间（或暴露在空气中的时间）超过8小时，需要进行再干燥处理。器身整理结束后进行扣上节油箱抽真空注油阶段。因为器身整理阶段器身绝缘会吸湿，所以需要对器身进行脱湿处理。这是保证高电压产品绝缘强度的重要措施，所采取的方法就是对产品进行抽真空。根据器身和环境湿度、含水量标准确定抽真空的真空度，并根据出炉时间、环境温度、湿度确定抽真空的时间。

7、真空注油

真空注油的目的在于通过对变压器抽真空，清除产品绝缘结构中的死角，彻底排出空气，然后在真空状态下注入变压器油，使器身完全浸透。注油后的变压器，至少静放72小时才能进行试验，这是因为绝缘材料的浸透程度与绝缘材料的厚度、绝缘油的温度、浸油的时间有关。浸透的程度越好，放电的可能性越小，因此一定要有足够的静放时间。

8、油箱及零部件的密封

密封结构的好坏直接关系到变压器的渗漏。如果出现漏点，必然会有水分进入变压器内部，从而导致变压器油和其他绝缘件的吸潮，这是局部放电的因素之一。因此要保证密封性能的合理。

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