变压器局部放电试验中的故障分析及解决措施

王茜 游志伟 宫正 李彩荣

【摘  要】随着社会经济发展水平的不断提升，电力行业逐渐开始向自动化和智能化方向发展，智能电网的建设技术也逐渐成熟，以更好地保障电力系统运行的安全性和稳定性。从现实情况来看，电力变压器局部放电问题导致电力设备时常出现运行故障。鉴于此，本文对变压器局部放电试验中的故障分析及解决措施进行解析，以供参考。

【关键词】变压器;局部放电试验;故障;解决措施

中图分类号：TM85     文献标识码：A

引言

局部放电是指仅使导体间的绝缘部分地桥接的电气放电，它可能在导体附近发生，也可能不在导体附近发生。因此可以把局放理解为导体间的绝缘介质中微小部分的局部击穿。早期曾有学者把局放称为游离放电，因为局放过程中常伴有电荷游离，但其实局放只是游离放电的一种特殊情况，因而现在已不这样称谓。也有人把局放混淆为电晕，这也是不恰当的，因为电晕通常指的是发生在远离固体或液体绝缘的导体周围的气体介质中的放电。

1变压器局部放电问题简析

1.1变压器局部放电的原理分析

变压器局部放电，在电力输送设备中是一种正常的现象，这种现象产生的原因是设备内部的绝缘部分被强大的电力击穿，所导致的元件内部局部放电情况。变压器局部放电产生的位置一般都是被击穿的元件的两极，当然这也不是绝对的，在其他位置也有可能发生局部放电的情况。在变压器工作时，局部放电的情况并不会对整个系統造成太大的影响，但是如果局部放电的位置较多的话，就会直接影响到变压器工作的稳定性，进而就会导致出现整个变压器能耗迅速提高的情况。

1.2变压器局部放电的工作危害

单个的变压器局部放电情况，并不会对整个系统造成较大的影响，而且在极短的时间内变压器局部放电情况，并不会影响整个绝缘设备的整体绝缘强度，所以在以往工作中，相关的工作人员并没有对这种情况给予足够的重视。对变压器局部放电忽视的情况一直延续到后续问题的产生，相关的工作人员逐渐的发现，在变压器正常工作时，随着时间的推移越来越多地出现容易熄火的情况。经过专业人员深入的探究分析，发现变压器局部放电情况会随着时间推移，其对整个系统破坏越来越大，随着局部放电情况的不断累积，对这部分的击穿程度也会随之增大，这种情况首先会导致绝缘体局部工作区域的失效，然后随着局部放电情况不断加深，整个绝缘部分都可能被击穿，最终导致出现变压器熄火的现象。

2变压器局部放电检测方法

2.1脉冲电流法

变压器内部产生局部放电后，将会在接地线上产生一个脉冲电流信号，在接地线上加装特制电流传感器，来检测此接地脉冲电流，进而转化成视在放电量，能够判断变压器内部局部放电量的大小。脉冲电流法是局部放电检测法中研究应用最早、最广泛的一种检测方法。变压器局放检测常用罗戈夫斯基线圈（罗氏线圈）作为传感器，此种方法的优点在于传感器与被测设备仅存在磁耦合，不存在电气连接，因此广泛应用于变压器出厂试验及离线测试当中，且离线测试的灵敏度相对较高，并可以测得视在放电量。脉冲电流法也有其缺点：一是检测结果易受现场各种干扰信号的影响，二是检测仪器的灵敏度随着被测设备的等效电容值的增加而下降，检测频率较低，频带范围较窄，检测结果包含的信息量较少。

2.2特高频检测法

特高频法（UHF法）是变压器内部局部放电信号检测的一种常用方法，该方法检测频段更高，大致在300MHz～3GHz之间，通过特高频天线作为传感器来接收局部放电辐射出的UHF电磁波信号，然后经过信号处理来实现变压器内部局部放电信号的检测。由于特高频法检测频率高，对于变压器本身存在的电晕以及主变周围开关操作等电气干扰可以有效避开，且具有较高的检测灵敏度，可以根据特高频法典型检测图谱进行故障类型的识别，并进行大致定位，所以近年来变压器特高频检测方法发展迅速，并得到了广泛应用。此方法也存在其缺点，由于变压器箱体对电磁波信号有屏蔽作用，在变压器本体外进行检测有效程度较低，通常要求变压器制造厂配合安装内部预置式特高频传感器，此外，特高频法检测的是空间电磁波信号，无法对局部放电产生的放电量大小进行有效衡量，这成为特高频检测技术应用方面的最大障碍。

2.3气相色谱法

气相色谱法DGA（DissolvedGasAnalysis）原理为：当变压器发生局部放电时，变压器油、纸等绝缘材料会在电弧下进行分解，产生各类特征气体并溶解于油中，通过检测变压器油中溶解气体各组分的浓度，可以有效判断绝缘缺陷类型和严重程度。目前，气相色谱法主要应用于变压器的油气分析。该方法不受外界电磁干扰的影响，但是不能有效反映突发性故障。

2.4超声波检测法

电力变压器之所以产生局部放电现象，主要原因在于绝缘纸板或者油中气泡存在缝隙。当发生局部放电现象时，气体分子之间会发生猛烈撞击，进而产生脉冲机械声波。只要对这一种超声波给予有效检测，就能够判断局部放电的具体情况。在利用超声波检测法进行带电检测时，可以对20～200kHz范围内的信号给予检测。当局部放电量较大时，超声波信号也相应较大。因此，超声波带电检测法能够有效判断局部放电量的大小。

3制造工艺对局部放电产生的影响及控制措施

3.1绝缘件的加工

在生产和加工绝缘件的过程中，绝对不允许其中含有金属异物，因为这些金属异物如果存在于高电场中，就会由于高电厂的作用产生树状放电现象。在制作绝缘装配所需的绝缘压板等零件中，都需要采用合格的亚模板和层压纸板，其主要目的是为了避免其成为放电导体，并同时应该在其之上设计出专用的排气孔和油路通道，这样做的目的主要为了在变压器运行中，可以促使其内部产生的水蒸气及时地进行排除，同时还要保证电气性能符合相关的标准和要求。

3.2真空注油及静置

在实际工作过程中，变压器中的真空浸油过程，或者是对其的干燥处理方式必须要落实到位，如果不能切实落实到位，就很有可能造成在电木桶与层压纸板两者之间的缝隙中，形成气隙或者是形成气泡，这样产生的气泡其介电系数与绝缘材料的相比，如果小于绝缘材料的节点，这样在其内部所产生的气隙可能产生的电厂承受强度比其他的绝缘材料都要高，基于此，会很容易导致变压器击穿，大大增加了其被击穿的概率，最终导致局部放电的现象产生。进行真空浸油处理，顾名思义其主要目的就是保证变压器在实际运行中，其内部始终保持着真空状态，当变压器内的所有空气利用真空浸油的方式清除干净以后，就可以继续在变压器中注入变压器油的工作。

结束语

随着人类科技及应用技术的迅速发展，方便快捷的思想已逐渐深入人心，未来社会将是一个智能的、高度现代化的社会。国家电网的铺设工作是时下一项具有战略意义的国家级项目工程，在输电设备正常的建立工作中，变压器是一个比较常见的设备。

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（作者单位：国网安徽省电力有限公司太和县供电公司）