油浸式变压器的局部放电问题研究

史磊

山东电工电气集团有限公司  250002

摘要

油浸式变压器作为电力系统中最为常见的变压器类型之一，被广泛的应用到各电力系统中。但是由于油浸式变压器在实际应用时会受到许多因素的影响导致其在正常运行工况下发生局部放电现象，最终降低油浸式变压器使用性能，甚至还会造成大范围停电影响。因此本文在研究时就以油浸式变压器为例，通过对油浸式变压器局部放电现象进行分析，探究油浸式变压器局部放电检测技术和预防对策，以期能够有效降低局部放电对变压器性能的影响。

关键词：油浸式变压器；局部放电；放电原因；预防对策

1 油浸式变压器局部放电现象分析

局部放电就是变压器内部产生能量聚集，然后这些能量集中在变压器的绝缘表面，从而发生的一种放电现象。对于油浸式变压器而言，在绝缘结构的边缘、气隙以及油膜等位置经常会发生局部放电现象，油浸式变压器外部结构如图1所示。根据变压器发生放电现象时的绝缘介质进行划分，可以将油浸式变压器局部放电划分为油液放电和气泡放电两种。根据变压器发生放电现象时的绝缘部位进行划分，可以将油浸式变压器局部放电划分为固体绝缘放电和绝缘纸板放电两种。其中固体绝缘放电主要是在油浸式变压器内部的电极、空穴等位置，绝缘纸板放电主要是在油浸式变压器内部的油隙、固体绝缘端等位置。

图1 油浸式变压器外部结构

在油浸式变压器内部存在液体、固体、气体三种不同的介质，且这三种介质的介电常数是不同的，气体的介电常数最小，固体和液体的介电常数需要根据具体介质的不同进行对比。当油浸式变压器绝缘材料的空穴或者是内部的油液中存在大量气泡时，这样在交流电的作用下气泡所承受的电压和场强就比较大，此时再加上气泡的介电常数比较低、抗压能力差，很容易引发局部放电现象。因此在油浸式变压器安装时需要注重内部气泡数量，并通过日常维护等方式降低油液内的气泡量，从而有效降低油浸式变压器发生局部放电现象的频率。如果在油浸式变压器内部气泡数量较多，此时在变压器内部一旦出现接触不良、金属连接处不牢固等现象，很容易引发局部放电现象，这也是当前油浸式变压器发生局部放电现象最为主要的原因。当油浸式变压器发生局部放电现象之后，如果不能够及时采取措施解决这一问题，就会不断扩大局部放电现象影响，直到油浸式变压器发生损坏，引发整个电力系统故障。

2 油浸式变压器局部放电现象检测技术

伴随着油浸式变压器使用时间增长，变压器内部绝缘性能会不断下降，此时发生局部放电现象的概率就会大大增加，因此在油浸式变压器运行时需要采取有效措施对局部放电现象进行检测。当前在油浸式变压器中最为常见的检测技术主要有：

（1）超声波检测法

当油浸式变压器发生局部放电现象之前，此时其内部油液中的气泡数量会越来越多，当气泡量积累到一定程度后就会发生局部放电现象。由于气泡在油液中会在电压的作用下发生电离现象，产生电离子，这些电离子经过碰撞会发出超声波信号，此时就可以采取超声波检测法对电离子发出的超声波信号进行检测。经过检测到的超声波信号越大说明油浸式变压器内部的电离子数量越多，发生局部放电程度也就越大。

（2）超高频检测法

在油浸式变压器内部发生油纸绝缘放电现象时，此时在内部会产生高频电磁波，这样电磁波在油浸式变压器内部的金属元件中的穿透力会呈现出一定的衰减规律，因此在进行局部放电现象检测时可以根据油浸式变压器电磁波在金属元件中的衰减状况进行分析，确定局部放电现象发生的程度以及发生的位置。除此之外在超高频检测法下还可以根据周围绝缘环境的不同表现出不同的穿透力，此时就可以根据检测到的超高频频谱变化情况判断局部放电现象。

（3）油中溶解气体检测法

油浸式变压器发生局部放电现象时，此时在变压器的内部绝缘性能会不断下降，此时有部分的绝缘材料会在电压作用下产生可溶解于油液中的气体。不同局部放电位置、放电速度以及放电原因所产生的可溶解性气体的成分、含量都有很大不同，因此在进行局部放电检测时可以根据油液中溶解气体的含量、成分判断局部放电程度、位置等。

3 油浸式变压器局部放电现象预防对策

在油浸式变压器中发生局部放电现象会降低变压器性能，长此以往会直接损坏变压器，因此为了有效降低油浸式变压器局部放电现象发生频率，就需要采取有效预防对策。

（1）确保内部清洁性

油浸式变压器经常会在绝缘层表面发生局部放电现象，降低绝缘层性能。在变压器生产时一旦绝缘层上存在水分或者是气泡等杂质时，此时在杂质的影响下，油浸式变压器内部的场强会发生变化，在杂质局部范围内的场强会增强，这样很容易在杂质等局部范围内发生漏电现象，进而引发局部放电现象，因此在进行油浸式变压器生产时需要对绝缘层压件工艺进行控制，确保在绝缘层内不存在水分、气泡等杂质，从而提高绝缘层性能。具体而言，首先需要保持整洁的生产环境。如果生产环境中存在较多的杂质，此时在进行生产时这些杂质会随着加工过程进入到变压器内容，从而对性能产生影响。此时在变压器生产时可以利用酒精擦拭变压器的绝缘层，去除绝缘层上附着的杂质。

（2）严格控制变压器材料质量

变压器的材料质量是发生局部放电现象的主要因素之一，如果在进行变压器生产时所选用的绝缘材料质量次，本身绝缘性能就不佳，此时会极大的发生局部放电现象，因此需要严格控制变压器材料质量，尤其是在油液、绝缘纸板、绝缘胶以及绝缘压件等材料选择时必须严格按照国家规范要求选材，并对材料质量进行检测，经过检测合格的材料质量方可应用到变压器生产中。除此之外变压器油箱、铁芯夹件等属于变压器主要零部件，在进行加工时需要保证这些零部件的清洁度和材料质量，确保负荷国家规范要求。

（4）加大变压器油管理力度

油浸式变压器内注入了许多油液，这些油液质量是引发局部放电现象的原因之一，如果油液发生污染或者是内部杂质超标也会引发局部放电，因此在进行油液运输以及存储等环节中要加大变压器油管理力度。比如说在变压器油液运输、存储的过程中要严格按照运输、存储标准以及要求开展工作，并对变压器油液质量进行检测，确保油液质量符合要求。与此同时还需要保证保证同一变压器内的油液属于同一厂家、同一规格油液，避免产品规格等因素对油液质量产生影响。

结语

随着电力系统电压不断增强，对变压器性能要求也越来越高。油浸式变压器作为电力系统中最为常见的变压器类型，其性能直接影响到电力系统运行的稳定性。但是就目前来说油浸式变压器经常会发生局部放电现象，从而降低变压器绝缘性能，因此本文在进行研究时通过对油浸式变压器为例进行分析，探究变压器发生局部放电现象的原因以及常见局部放电检测技术，最后提出油浸式变压器局部放电预防对策。

参考文献

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