10kV干式互感器局部放电试验必要性的思考

彭少阳

摘 要：互感器在电网运行过程中，其绝缘结构要承受多种电压作用，保障不损伤绝缘。基于此，本文就传统10kV干式互感器局部放电试验中的不足、绝缘固体放电超量等现象进行了简单阐述，进一步分析了10kV干式互感器局部放电试验的必要性，并对传统试验方法进行了改进。

关键词：干式互感器；局部放电试验；绝缘结构

中图分类号：TM45 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）20-0177-01

1 10kV干式互感器传统试验的不足

根据相关试验标准当中对10kV干式互感器的绝缘项目试验做出了相关规范，其中的试验项目主要包括绝缘电阻与交流耐压的相关实验。针对这两项试验，传统的试验方法，只能对较为明显的外部及内部绝缘缺陷进行相关分析，如局部放电超标等试验，能够对互感器绕组主、纵绝缘尺寸及绝缘材质进行相对准确的检测与分析；其余缺陷，如设备内部存在的局部裂纹或局部气泡等，检测并不是很灵敏，分析结果也不够精确，从而对电网运行造成很大的安全隐患。

在近几年的试验尝试当中发现，多数10kV干式互感器内部绝缘电阻是符合相关要求与标准的，在进行交流耐压试验过程中，其试验结果也符合相关标准；但在投运几年之后，隐患爆发，可能会导致爆炸等大型事故。在针对已发生的事故进行研究的过程中发现，烧毁设备被解體之后，明显观察到绝缘体或一次绕组当中存在气泡。由此能够直观的说明，通过传统试验方法，对10kV干式互感器进行局部放电试验，并不能全面保障设备的安全性，对电网的安全运行造成严重的威胁，甚至会引发重大安全事故。

2 10kV干式互感器局部放电试验必要性

2.1 检测局部缺陷

在现代科学技术的推动下，局部放电检测的相关技术也得到了很大发展，多种创新技术与创新仪器被大量应用与试验当中，对试验结果的精度提升起到了很大作用。通过新技术与新仪器的大量应用，对10kV干式互感器进行局部放电试验，能够使内部的局部裂纹与局部气泡等缺陷的检测更灵敏，与常规试验或检查方法相比，大量常规方法无法检验到的内部缺陷都能通过局部放电试验检测到，及时做退回处理。

在电网运行过程中，如果设备的固体绝缘当中真的存有气泡缺陷，那么在运行电压的影响下，气泡会造成局部放电现象持续发生，长此以往，局部放电产生的能量会逐渐积累，并持续对周围的绝缘固体产生发生作用。绝缘固体随着能量作用时间的不断积累，绝缘性能就会逐步下降，当其绝缘作用彻底失去效果的时候，就会造成击穿放电事故。由此能够明确，若投入电网运行的互感器状态并不完好，内部存在气泡缺陷，则会对电网安全带来严重威胁[1]。

通过相关实践表明，利用局部放电试验，对10kV干式互感器进行相关缺陷检测，能够有效发现设备内部绝缘体中的气泡缺陷与局部裂缝缺陷。在早期的试验标准与试验规程当中，对10kV干式互感器的局部放电试验并未作出明确规范，因此检测工作紧紧通过交流耐压试验来进行，而检测结果大多显示设备为合格产品，不合格产品极少出现，切在设备投入运行的短期阶段，出现的爆炸现象也很少。在在运行时间的不断推移下，由于内部的局部缺陷问题，是绝缘固体失去绝缘作用，爆炸事故频发，例如双楼变电站的爆炸事故，2001年投入运行的10kVⅡ母线TV，在2003年4月发生了烧毁事故。

2.2 检测放电超标

双楼变电站事故发生之后，对其进行了相关的解体检查研究，结果发现内部绕组部分与固体绝缘部分的接触面，存有多个气泡，对气泡进行准确测量，其中最大的直径有1cm左右；研究中还对未损坏的10kVⅡ母线TV进行了常规试验，同时也对比进行了局部放电试验，试验结果显示，未损坏的10kVⅡ母线TV局部放电超标，对电网运行存在极大危害。

针对放电超标这一现象，局部放电虽不能够对设备内部的绝缘固体造成贯穿性的绝缘通道，但放电产生的热量，会导致局部升温现象或碳化现象，再加上由于电解作用产生的活性气体，对绝缘固体的腐蚀作用加重，长期积累之下就会导致绝缘损伤、老化，影响绝缘体的使用寿命。缺陷产生的原因多是由于生产过程中的工艺技术不够完善，使设备内部固体或液体介质中产生了裂缝、气泡、划痕、分层、表面污染、悬浮颗粒等缺陷类型，通过局部放电试验，能够更准确的分析对局部缺陷进行检测，杜绝更多不合格产品投入到电网运行当中，避免更多的爆炸事故。

以沧州供电公司为例，在初期安装10kV干式互感器之时，投运前的局部放电试验十分严格，对不合格产品实行坚决退回的处理方式。在初期试验过程中，10kV干式互感器的合格率在40%左右，更为严重的一点是，同一批的产品经过局部放电量检测后，结果显示全部超标，因此，在进行新设备的相关交接试验当中，对设备的局部放电问题做了重点关注。在后期购进的过程中，10kV干式互感器的合格率有所提升，但局部放电超标现象依旧未能得到有效处理。

通过对10kV干式互感器生产厂家的多处探访发现，在设备出厂之前，并未进行局部放电试验，仅仅简单采用了5min的工频耐压试验，来进行相关检测操作，因此在出厂报告上标注的放电量才会很小。在电网的全面建设与完善过程中，基建项目也逐渐增多，厂家一味追求高产值，在制造工艺方面未进行提升，现行的脱气工艺并不完善，对产品质量无法保障，而交流耐压试验并不能对设备内部缺陷进行有效查出，由此能够明确，10kV干式互感器局部放电试验的必要性。

3 10kV干式互感器局部放电试验方法

进行10kV干式互感器试验的过程中，试验方法可依照相关标准与规范当中，适用于35kV或以上电压等级的干式互感器的实验方法，并进行正确接线，接线时要明确接地点。试验中的电压较低，且会受到外界以及电源的较大干扰，在此种情况下，需采取一定的措施进行干扰识别及屏蔽的相关操作。针对试验电源干扰部分，则需要进行滤波措施才能达到预期的屏蔽效果[2]。在试验过程中的局部放电测量，电压及允许放电水平，需参照《电流互感器》与《电压互感器》当中的相关规范与标准，在1.2倍的最高运行电压之下，局部放电量不宜超过20pC。

针对试验现象，需要具备一定的放电类型辨别方法，才能实现试验结果的效用性。首先，对典型的内部气泡缺陷，放电显示过程，表现在试验电压由零到峰值的椭圆现象内，若放电的波形可清晰分辨，放电幅值会随着试验电压的上升不断增大，且放电波形逐渐变得模糊不清，则说明内部含有气泡或局部放电现象。

其次，若内部放电类型属于悬浮电位物体放电，则需要对电压峰值进行详细观测，此时的幅值、脉冲位置与脉冲数均保持相同状态。当电压不断升高，到达一定值是会瞬时消失，但若降低，依旧会重新出现；此种现象表明，存在金属间隙。在高压电场的覆盖范围内，若存在不接地或虚接地的金属，不断的升压会导致金属内部积累大量电荷，此电荷累计值域大地形成了一个较大的电位差；当电压达到一定值时，金属对地的放电作用会引发悬浮放电；若电压持续升高，则会发生金属对地击穿的现象，使金属与大地之间形成电势相等的情况，此时的悬浮放电消失[3]。

4 结语

综上所述，10kV干式互感器的局部放电试验对电网运行的安全性具有重要的保障作用。通过科学的实验方法与辨别方法，能够明确互感器的安全性，并对缺陷类型进一步分析，杜绝不合格产品投入电网运行。因此，随着10kV干式互感器应用广泛性的提升，应加强对其局部放电试验的研究力度，确保电网运行的安全。

参考文献

[1]胥均.35kV干式电压互感器局部放电试验的探讨[J].云南电力技术，2008，05：38-39.

[2]何宏.电流互感器局部放电试验的抗干扰措施[J].河北电力技术，2005，06：7-9.

[3]邓国良.一起电流互感器局部放电的分析研究[J].河南科技，2013，22：59+78.endprint