试验局放培训教材 - 图文

大型电力变压器产生局部放电的关键因素

1 概述

根据国家标准规定，110kV及以上大型电力变压器要做局部放电试验,现在合同要求变压器高中压局放量小于100PC。

局部放电对绝缘的影响，一是放电质点对绝缘的直接轰击造成局部绝缘破坏，逐步发展使绝缘击穿；二是绝缘内部的局部放电虽然不形成贯穿性通道，但放电产生的热，使介质出现局部的温度升高，甚至碳化。由于放电的电解作用，会产生臭氧、一氧化氮等一些活性气体，使局部绝缘受到腐蚀，逐渐造成绝缘的损伤，最后导致热击穿。通常，电气绝缘的破坏或局部老化，多是从局部放电开始的，所以，局部放电的危害性是使变压器绝缘寿命降低，影响变压器的安全运行。

2 什么是局部放电：对于变压器绝缘结构中，可能存在着一些绝缘 弱点，它在一定的外施电压作用下会首先发生放电，但并不随即形成整个绝缘贯穿性击穿。这种只限于绝缘局部位置（弱点）处的放电就叫局部放电。

局部放电试验的目的：就是考核变压器在长期工作电压作用下，其产品绝缘能否长期安全运行的性能，发现变压器结构和制造工艺的缺陷。如：（1）绝缘结构中局部电场强度过高，可能是局部绝缘（如油隙或固体绝缘）击穿或沿固体绝缘表面放电；

（2）绝缘混入杂质或局部带有缺陷；如绝缘纸筒、层压纸板、层压木板等，由于热压干燥工艺处理不好，就会在其内部形成空腔，

当浸油以后，变压器油往往不能浸入此空腔，从而形成了气穴。如果浸入的变压器油处理不好时，油中会有气泡存在，同时存在着水分和杂质，在电场的作用下，杂质会形成“小桥“，泄漏电流的通过会使该处发热严重，促使水分汽化，形成气泡；同时也会使该处的油发生分解产生气体。绝缘内部存在的这些气穴（气泡），其介电常数比绝缘材料的介电常数要小，所以气穴上承受的电场强度比邻近的绝缘材料上的电场强度要高。气体（特别是空气）的绝缘强度却比绝缘材料低。这样，当外施电压达到一定数值时，绝缘内所含气穴上的场强就会先达到使之击穿的程度，从而气穴先发生放电。

（3）金属部件有尖角；尖端放电。

（4）产品内部金属接地部件之间、导电体之间电气联接不良等，以便消除这些缺陷，防止局部放电对绝缘造成破坏。 3 局部放电产生的关键因素

产生局部放电的环节，一般是在电场集中和绝缘薄弱的部位。影响局部放电的因素很多，综合起来主要有三点：

(1) 绝缘材料的材质；

(2) 产品设计的绝缘结构；（没有多大问题） (3) 生产加工制造工艺精细化程度。

从试验角度分析产生局部放电的原因和部位，引起局部放电的关键因素有五个方面：

(1)导电体和非导电体的尖角毛刺；

(2)固体绝缘的空穴和缝隙中的空穴及油中的微量气泡；

（3）在高电场下产生悬浮电位的金属物； (4) 绝缘体表面的灰尘、脏污和异物。 (5) 绝缘干燥处理不好及表面受潮。

上述关键因素应从设计、工艺、操作及管理等方面采取措施，严格控制。

4 根据试验分析减少局部放电量应该重点控制部件和措施 4.1 绝缘件

制造绝缘件要选择性能好、质量高的绝缘板材。有的生产厂家 因生产质量不高，在绝缘板材中常混有金属异物，应严格检验。如沈变厂在前几年检验加工购入的40mm厚的层压纸板时，曾发现过裁纸刀片和钢钉。在购入的1.0--3.0mm厚的绝缘纸板上，也时常发现金属亮点和米粒大小的金属物。这些金属物在高电场作用下最容易产生树枝状放电。目前，各制造厂已在500kV变压器产品上全部采用优质进口(魏德曼)纸板；

绝缘件制造应无楞角和飞边毛刺。所有的绝缘板或绝缘块的楞角 应倒圆。燕尾垫块倒楞后如图

1

所示。

图1 燕尾垫块楞角倒圆外形

目前，绝缘装配用的绝缘压板和铁轭垫块均采用电工层压木板 和层压纸板制作。层压木板的层间有拼接缝隙，真空干燥时层间时有开裂或起鼓现象，在层间形成空穴，如图2所示。

设计时，最好选用绝缘层压纸板。为便于器身真空处理时水蒸

气的逸出，在电气性能允许的情况下，应在较厚、较大的绝缘压板和铁轭垫块上设置直径8--lOmm的排气孔及8--15mm宽、5--lOmm深的

油路通道，如图3所示。