電力變壓器也能降低局部放電

     隨著電網的迅速發展和輸電電壓的提高,電網和電力用戶對大型于電力變壓器的絕緣可靠性的要求越來越高。由于電力變壓器局部放電試驗對絕緣沒有破壞性作用而且十分靈敏,能有效地發現變壓器絕緣內部的固有缺陷或運輸、安裝工程中產生危及安全的缺陷,因而現場局部放電試驗得到廣泛應用,已列為72.5kV及以上電壓等級變壓器現場必做的交接試驗項目。

     電力變壓器局部放電及其原理

 

     局部放電又稱靜電游離,就是靜電荷流動的意思。在一定的外施電壓作用下,在電場較強的區域靜電荷在絕緣較弱的位置先先發生靜電游離,但不形成絕緣擊穿。這種靜電荷流動的現象稱為局部放電。對于被氣體包圍的導體附近發生的局部放電稱為電暈。

 

     局部放電是在電力變壓器內部絕緣局部位置發生的放電，因放電處于局部位置，能量較低，并不直接構成內部絕緣的貫穿性擊穿。

 

     對變壓器局部放電試驗,我在初期階段是對220kV級及以上變壓器執行。后來新IEC標準規定,當設備較高工作電壓Um≥126kV時,就要做變壓器局部放電測量。家標準也做了相應的規定,對設備較高工作電壓Um≥72.5kV,額定容量P≥10000kVA的變壓器,如無其他協議,均應進行變壓器局部放電測量。

 

     電力變壓器局部放電試驗方法按GB1094.3-2003中規定執行,局部放電量標準規定應不大于500pC。但實際合同中用戶經常要求小于等于300pC或小于等于100pC,這種技術協議：要求變壓器生產企業具有更高的產品技術標準。

  

     電力變壓器局部放電的危害

 

     局部放電的危害程度與電力變壓器產生原因、部位及起始電壓和熄滅電壓高低均有關系，起始電壓和熄滅電壓越高危害越小，反之越大；就放電性質而言，影響固體絕緣的放電對變壓器危害較大，會使絕緣強度降低，甚至造成破壞。

 

     電力變壓器局部放電的成因

 

     造成局部放電的因素除了設計上考慮不周密外，較普遍的因素是由電力變壓器制造生產過程中造成的：通常有以下幾個主要原因：

 

     1、零部件結構有尖角、毛刺，造成電場畸變，放電起始電壓降低；

 

     2、有異物和粉塵，引起電場集中。在外電場作用下發生電暈放電或擊穿放電；
 

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     3、有水分或氣泡。因水、氣介電系數較低，所以在電力變壓器電場的作用下，先先發生放電；

 

     4、金屬結構件懸浮劑接觸不良形成電場集中或產生火花放電。

 

     降低局部放電的措施

 

     1、防塵控制

 

     產生局部放電的因素中，異物和粉塵是非常重要的誘因。試驗結果表明，ф1.5μm以上的金屬顆粒，在電場作用下有可能產生遠大于500pC的放電量。無論是金屬的還是非金屬的粉塵存在，都會產生集中電場，使絕緣的起始放電電壓降低，擊穿電壓降低。

     因此，電力變壓器制造過程中，保持潔凈的環境和器身是非常重要的，必須嚴格實施防塵控制。按制造過程中產品可能受粉塵影響的程度進行嚴格控制，建立密封防塵廠房。例如在平整導線、導線包紙、繞組繞制、繞組套裝、鐵心疊積、絕緣件制造、器身裝配和器身整理時，絕對不允許異物殘留和粉塵進入。按制造過程中產品可能受粉塵影響的程度進行嚴格控制，建立密封防塵廠房。例如在平整導線、導線包紙、繞組繞制、繞組套裝、鐵心疊積、絕緣件制造、器身裝配和器身整理時，絕對不允許異物殘留和粉塵進入。

 

     2、絕緣件集中加工

 

絕緣件非常忌諱帶有金屬粉塵，因為一旦絕緣件附著金屬粉塵，要想徹底清除干凈是非常困難的。因此有必要在絕緣車間統一集中加工，并設置一個機械加工區域，該區域應注意與其他生產粉塵的區域隔離。

 

     3、嚴格控制硅鋼片的加工毛刺

 

    電力變壓器鐵心片通過縱剪、橫剪剪切成型，這些剪切切口，都存在不同程度的毛刺。毛刺不但能引起片間短路，形成內部環流，增大空載損耗，而且也增加了鐵心厚度，實際上減少了疊片片數。更為重要的是：在鐵心插上軛或運行中受到震動等，毛刺可能會掉落在器身上，發生放電。毛刺即使落在箱底，也可能在電場的作用下，有序排列，造成地電位放電。因此，鐵心片毛刺應盡可能的少，盡可能小。110KV產品鐵心片毛刺應不大于0.03mm,220KV產品鐵心片毛刺應不大于0.02mm。

 

     4、引線采用冷壓端子

 

     采用引線冷壓端子形式是降低局部放電量的有效措施。因為采用磷銅焊時要產生許多飛濺焊渣，容易散落在器身和絕緣件中。此外其焊接邊界區需要用浸水石棉繩隔開，這樣水就會進入絕緣中。如果絕緣包扎后水分清除不徹底，就會增加變壓器的局部放電量。

 

 

     5、零部件邊緣的圓整化

 

     零部件邊緣圓整化的目的在于：1）、改善場強的分布，提高放電的起始電壓。因此電力變壓器鐵心中的金屬結構件如夾件、拉板、墊腳及支架邊緣、壓板及出線口邊緣、套管升高座的壁、箱壁內側的磁屏蔽護板等均應該倒圓處理。2）、防止摩擦產生鐵屑。如夾件的起吊孔與掛繩或掛鉤的接觸部分均需倒圓。

 

     6、總裝配時的產品環境及器身整理

 

     器身真空干燥后，裝箱前要進行器身整理。產品越大，結構越復雜，則整理時間越長。由于電力變壓器器身壓緊、緊固件的緊固都是器身裸露在空氣中進行，期間會發生吸濕及粉塵散落，因此器身整理要在防塵區進行，如整理時間（或暴露在空氣中的時間）超過8小時，需要進行再干燥處理。器身整理結束后進行扣上節油箱抽真空注油階段。因為器身整理階段器身絕緣會吸濕，所以需要對器身進行脫濕處理。這是保證高電壓產品絕緣強度的重要措施，所采取的方法就是對產品進行抽真空。根據器身和環境濕度、含水量標準確定抽真空的真空度，并根據出爐時間、環境溫度、濕度確定抽真空的時間。

 

     7、真空注油

 

     真空注油的目的在于通過對變壓器抽真空，清除產品絕緣結構中的死角，徹底排出空氣，然后在真空狀態下注入變壓器油，使器身完全浸透。注油后的變壓器，至少靜放72小時才能進行試驗，這是因為絕緣材料的浸透程度與絕緣材料的厚度、絕緣油的溫度、浸油的時間有關。浸透的程度越好，放電的可能性越小，因此一定要有足夠的靜放時間。

 

     8、油箱及零部件的密封

 

     密封結構的好壞直接關系到變壓器的滲漏。如果出現漏點，必然會有水分進入電力變壓器變壓器內部，從而導致變壓器油和其他絕緣件的吸潮，這是局部放電的因素之一。因此要保證密封性能的合理。

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