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论变压器为什么要进行局放实验

随着电力系统电压等级的不断提高,电力变压器的电压等级和单台容量也在不断地提高。为了考核电力变压器承受工频、雷电和操作过电压的能力,国家标准规定了短时工频耐压试验、雷电冲击试验和操作冲击试验等绝缘试验项目。但是,由于这些绝缘试验与变压器长期工作电压对变压器的作用之间并没有固定的内在联系,特别是对于超高压电力变压器,长期工作电压对变压器的影响较各种过电压对变压器的影响更为严重和重要。为此,应采用一种可以考核变压器在长期工作电压作用下能安全可靠运行的绝缘试验方法,这就是局部放电试验。

    对于任何一种绝缘结构,包括变压器的绝缘结构,内部存在气泡(气隙)、油隙和绝缘弱点都是不可避免的。这些气泡(气隙)、油隙和绝缘弱点通常是在变压器制造过程中形成的。如对于油浸式变压器,在其制造过程中,由于浸漆、干燥和真空处理不彻底,在产品所用的电木筒内、绝缘纸板内、绝缘纸层间等就不可避免地会形成一些空腔。当绝缘油不能完全浸入空腔时,空腔内就会存在一些气泡(气隙)。如果绝缘油本身质量有问题或绝缘油处理不好等,那么注入变压器中的绝缘油内部也会存在一些气泡。由于气体的介电系数比油、纸等绝缘材科的介电系数小,所以,气隙上承受的电场强度比油、纸绝缘上的电场强度高。当外施电压达到某一定值时,这些气隙就会首先发生局部放电。另外,油纸绝缘内的油膜,油隔板绝缘结构中的油隙,特别是“楔形”油隙,金属部件、导线等处的尖角、毛刺,电场集中、场强过高的局部区域等也都容易产生局部放电。

    变压器绝缘结构中的局部放电,尤其是放电量较大的油纸绝缘表面产生的局部放电,将对变压器的绝缘造成破坏。其破坏情况有两种,一是由于放电质点对绝缘的直接轰击,造成局部绝缘的损坏,并逐步扩大,直至使整个绝缘放电击穿;二是由于局部放电产生的热、臭氧和氧化氮等活性气体的电化学作用,造成局部绝缘受到腐蚀,电导增加,最后导致绝缘热击穿。局部放电对绝缘的危害程度,一方面取决于局部放电的强度,如放电量大小、放电能量大小、放电次数等,另一方面还取决于绝缘的耐放电性能和局部放电作用下对绝缘的破坏机理。总之,局部放电对绝缘的危害,最终将导致变压器的绝缘寿命降低,并直接影响变压器在长期工作电压作用下的安全可靠运行。

    变压器局部放电试验的目的:一是验证在标准规定的试验电压和时间内变压器的局部放电量是否符合标准和技术条件要求;二是当变压器局部放电量超过标准和技术条件规定时,通过对局部放电产生的原因进行分析和定位,然后加以排除;三是测量变压器的起始和终止放电电压,即施加电压上升时最初出现局部放电的最低放电电压和施加电压下降时最后消失局部放电的最高放电电压。

    变压器局部放电的试验方法可分为电气法和非电气法两大类。电气法中有脉冲电流法、介质损耗法和电磁辐射法。非电气法中有声波法、测光法、测热法和物理化学法。电气法的灵敏度较非电气法高,所以,一般多采用电气法。在电气法中采用最多的是脉冲电流法。在非电气法中,常采用声波(超声波)法,尤其是声波法多用来对局部放电源进行定位。
发布日期:2016-1-25
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