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摘要:随着客户对变压器集中招标采购,变压器生产成本越来越低,也进一步导致变压器的一些缺陷凸显出来。在强电场作用下,变压器绝缘性降低,如果本身材质或工艺存在问题,则会出现局部放电的现象,在实践阶段如果不及时控制,则会导致变压器后续试验或运行受到影响。而变压器局部放电试验是检验的重要手段,在通过试验在掌握放电量后,对故障进行分析、处理并做好后续调整改进工作。
关键词:局部放电;试验理论;实际应用
1基本概念
1.1局部放电的产生和放电过程
采用固体绝缘的电工产品,如塑料电缆、电机、胶纸套管以及浇注变压器等,都难免在绝缘结构中含有气隙,产生气隙的原因很多,有的是在产品制造中就残留在绝缘结构中;有的是在使用中有机材料进一步固化或裂解而放出气体形成的;有的是在使用中承受机械力如震动、热胀冷缩等造成的局部开裂。这些气隙在电场作用下就会产生局部放电。
最简单的情况是在介质内部含有一个气隙,如图1所示。
从等效电路图可见,在工频电场中气隙的电场强度比介质中电场强度高,而另一方面气体的击穿场强即气隙发生击穿时的电场强度一般都比固体的击穿场强低。因此,在外加电压足够高时,气隙首先被击穿,而周围的介质仍然保持其绝缘特性,电极之间并没有形成贯穿性的通道,这种现象就称为局部放电。
1.2表征局部放电的参数
在气隙中产生局部放电时,气隙中的气体分子被游离而形成正负带电质点,在一次放电中这些质点所带的正(或负)电荷总和称为实际放电量q。
由于气隙经常是处于介质内部,因而无法直接测得q,但根据图2所示的等效电路当CC上的电荷变化时,必然会反映到CO上电荷和电压的变化,即试样两端出现电荷和电压的变化。因此可以根据这种变化来表征局部放电。
2电力设备的局部放电试验
2.1电力设备局部放电试验前对试品的要求
a.本试验在所有高压绝缘试验之后进行,必要时可在耐压试验前后各进行一次,以资比较。
b.试品的表面应清洁干燥,试品在试验前不应受机械、热的作用。
c.油浸绝缘的试品经长途运输颠簸或注油工序之后通常应静止48h后,能进行试验。
d.测定回路的背景噪声水平。背景噪声水平应低于试品允许放电量的50%,当试品允许放电量较低(如小于10pC)时,则背景噪声水平可以允许到试品允许放电量的100%。现场试验时,如以上条件达不到,可以允许有较大干扰,但不得影响测量读数。
3.变压器局部放电试验
3.2.1试验及标准
国家标准GB1094-85《电力变压器》中规定的变压器局部放电试验的加压时间步骤,如图6所示。
式中Um——设备最高工作电压。
试验前,记录所有测量电路上的背景噪声水平,其值应低于规定的视在放电量的50%。
测量应在所有分级绝缘绕组的线端进行。对于自耦连接的一对较高电压、较低电压绕组的线端,也应同时测量,并分别用校准方波进行校准。
在电压升至U2及由U2再下降的过程中,应记下起始、熄灭放电电压。
在整个试验时间内应连续观察放电波形,并按一定的时间间隔记录放电量Q。放电量的读取,以相对稳定的最高重复脉冲为准,偶尔发生的较高的脉冲可忽略,但应作好记录备查。整个试验期间试品不发生击穿;在U2的第二阶段的30min内,所有测量端子测得的放电量Q,连续地维持在允许的限值内,并无明显地、不断地向允许的限值内增长的趋势,则试品合格。
如果放电量曾超出允许限值,但之后又下降并低于允许的限值,则试验应继续进行,直到此后30min的期间内局部放电量不超过允许的限值,试品才合格。利用变压器套管电容作为耦合电容Ck,并在其末屏端子对地串接测量阻抗Zk。
3.2.2试验基本接线
变压器局部放电试验的基本原理接线,如图7所示。
总而言之,变压器局部放电试验检查对故障模块的应用有严格的要求,针对变压器工作需求可知,为了实现高压体系的合理化应用,在系统评估阶段,要对各类工作调整。高压试验检查是关键,任何工作都要以高压试验检查为基础,实现有效控制。
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