摘要：局部放电是引起电力设备事故或缺陷的主要原因之一，开展局部放电带电检测一直是电力变压器状态评估与故障诊断的有效手段。
关键词：局放；带电检测；变压器
引言
变压器的绝缘检测一直是定期的绝缘预防性试验，预防性维修在保证安全可靠性供电方面起着很好的作用。但是，预防性维修需要停电检修，影响了供电的可靠性；定期检修中更换的设备有些是没有必要更换的，降低了经济性；试验条件有可能不同于变压器的实际运行条件，试验结果不能及时、准确再现绝缘缺陷和潜在故障。
1 概述
目前国内外的研究情况可以得出，变压器故障的根本原因相对一致，其运行方式和老化趋势都一定的规律可循。根据相关文献和资料来看，变压器故障在很大程度上与绝缘老化情况有关，影响变压器绝缘老化的因素有以下几种：设备雷击和受潮、线路涌流、制造工艺以及运行过载等。通过对变压器的带电检测试验，可以及时发现设备的故障趋势，避免设备带隐患运行。
1.1常用的变压器带电检测方法有：
（1）局部放电检测
变压器由于老化等原因会产生局部放电，在局部放电时会伴有声光电等现象，而放电空间介质会出现化学作用，对这些物理化学反应可以找到相应的测量方法，可采用超高频电脉冲法测量变压器油中的局部放电的大小和位置；
（2）过热检测
当变压器内部发生局部过热时除过热点温度升高外，同时发热会使变压器油分解生成和烃类气体，在发热比较严重的情况下含量会很高，因此在局部放电较弱时如果含量较高可以判定为变压器油中有过热故障，系统可以利用对变压器油中含量进行监测并结合局部放电监测来间接监测变压器的运行情况；
（3）介质损耗的测量
绝缘介质的介质损耗率的增大可通过测量电力变压器绝缘套管电压与套管末屏接地电流间相位差的方法，根据绝缘套管介质损耗的情况判断变压器的运行情况。
（4）绝缘油色谱试验
通过对变压器中绝缘油色谱的组分测量，可以直观的发现设备运行的故障，其中乙炔含量是重要的设备局部放电指标，而二氧化碳和一氧化碳是设备绝缘老化的重要指标，通过对色谱的分析可以不停电对设备进行寿命运行评估。
2 局部放电在变压器中的应用
对变压器局部放电的探索研究始于本世纪50年代后半期，在这之前人们普遍认为，变压器在经过工频耐压和冲击耐压试验后，便可保证长期运行。但在实际工作中发现，有些变压器，虽然经受过各种耐压试验，但运行一段时间后，在没有任何过电压的情况下，还是发生了故障，查其原因，认为是在工作电压下变压器绝缘内部长期存在局部放电所致。从而变压器内部的局部放电便越来越受到人们的重视。IEC60076和GB10943也将局部放电试验列为110kV级产品的例行试验。
在电场作用下，绝缘系统中只有部分区域放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，即尚未击穿，这种现象称为局部放电。变压器的绝缘结构主要由油、纸、纸板和其它一些固体绝缘等构成。低电压等级变压器，其绝缘距离往往由力学强度和结构尺寸决定，即力学强度和结构上所要求的尺寸比电气强度要求的尺寸大；高电压等级的变压器，其绝缘结构与距离主要由电气强度决定。如果不考虑局部放电，即由试验电压确定。虽然变压器能承受住比运行电压高得多的耐压试验，但在耐压过程中产生的强烈局部放电有可能使绝缘遭受不可恢复的损伤。因此，要降低变压器的局部放电，就要求其绝缘系统具有较高的起始放电电压。
局部放电的起始放电电压决定了放电部位的局部场强。变压器中可能在各种不同部位上出现较高场强而导致局部放电，而较高场强的部位不一定都出现在高电位上，低电位或地电位上也可能出现较高的场强。也就是说，在变压器内不但在高电位上可能出现局部放电，在低电位甚至地电位上也可能出现局部放电。
3 消除变压器局部放电的措施
3.1 设计措施
（1）按长期工作电压下无局放来选择场强，同时再核算各种试验电压下可必需的绝缘距离，这样才能保证绝缘结构的可靠性。长期工作电压下的许用场强都控制在工频耐压的57%以下。
（2）对于纠结式绕组，减小轴向电场最简单和有较措施是采用奇数匝线段或改进换位。将偶数匝线段的纠结和联线位置互换，也可降低内侧梯度。见下图
（3）可在高压进线处若干个双饼内表面设置段间角环。相当于在高电场区域加了屏障，有较地提高了该区域的击穿场强，同时也延长了放电路径。
3.2 结构和工艺措施
（1）高压导线加大R，垫块、撑条等绝缘件加大倒角，使导体和绝缘间避免存在夹角，防止电场集中。
（2）采用成型角环，使成型角环的形状符合等位面，提高起始放电电压。
（3）沿电场方向尽可能避免大间隙结构，有大间隙时要布置与电场方向垂直的隔板。
（4）避免采用有空穴和裂缝的材料，以免在空穴和裂缝处产生局部放电。如高压变压器中不宜采用电木筒。
（5）不准有悬浮电位的金属件。应注意金属件上的漆膜会影响电位固定，在电位固定处必须将漆膜刮掉。
（6）引线夹的槽口应保持圆角，引线焊接处必须进行圆角处理，不准有尖角存在，焊点外面用金属箔包扎，并保证表面光滑，凹陷处填充金属箔，包完后，应使周围有相近的曲率半径。严格保证各种引线绝缘厚度和油隙距离，防止油角产生。
（7）线圈绕制时，防止S弯处刀口存在，垫块倒角去毛，导线接头时，焊接截面要足够，铜屑应与线圈严格隔离，焊接处倒角去毛。
（8）静电板与线圈连接处，要做好屏蔽处理，避免尖角和毛刺。
（9）调压开关各个部位连接可靠，不应出现有悬浮电位和触点接触不良等。
（10）制造场所注意防尘，减少击穿机率。
110KV变压器器身干燥最好用气相干燥，提高器身清洁度。
4 局部放电常见故障现象与原因分析
（1）电源故障 频率为100Hz时出现4个放电点。
（2）屏蔽问题 放电呈现单极性
（3）绝缘问题和油中气泡
1）放电脉冲非常密集
2）在电压上升时脉冲增加，电压下降后仍维持原放电，重新加压后起始放电电压降低。
（4）悬浮放电
放电脉冲较少，随电压上升放电量明显增加，与屏蔽的现象差不多。
（5）外部干扰
（6）可控硅干扰
150Hz（六个半波）有六根旗杆
总结
变压器作为电网系统中的重要部分，是连接电网的核心设备。如果变压器发生故障，将会导致整个电网的奔溃，从而造成损失。及时对变压器进行故障分析和检修，是对整个电网安全稳定运行的核心。
参考文献：
[1]肖佺，王金香，刘博.变压器早期故障监测装置的技术原理及应用[J].黑龙江电力，2007（6）.
[2]邓敏.变压器在线监测技术的新突破[J].电网技术，2001（9）.
作者简介：
张乐乐（1990.01），男，学历：本科，单位：国网山东省电力公司日照供电公司，研究方向：变电运维
论文作者:张乐乐,许宏智,沈文涛
论文发表刊物:《电力设备》2016年第16期
论文发表时间:2016/11/9
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