变压器局部放电试验

摘 要：在电网运行过程中，变压器起着能量与输出的重要作用，其运行的安全性直接影响着电网的安全，变压器作为电力运行中的重要设备之一，长期处于运转状态，所以其在制造过程中，对其设计、工艺控制、材料性能及安装过程中的各项指标的控制都有较高的要求，因此，为了保证变压器在运行中的安全性，可以用局部放电的试验来对变压器各方面的指标进行综合的检验。本文指出了电力变压器局部放电产生的因素，并进一步分析了变压器现场局部放电的测量，从而通过此试验来保证电网的安全运行。 关键词：变压器；局部放电；测试 前言

随着经济的快速发展，带动了工农业的飞速进步，人们的物质文化生活水平有了较大的提高，人们对电能有了更高的需求，电能已成为目前国民经济生产和生活中最重要的能源，为了保证供给用户持续优质的电力能源，就需要保证电网的稳定运行，电力变压器作为电网运行中的重要组成部分，其自身的质量及安装工艺都会对其正常使用造成影响，目前对电力变压器采取局部放电试验来对其各项指标进行综合性的检验，从而实现安全供电的目标。通过多项试验表明，局部放电试验是检验变压器绝缘性能的重要指标，同时在实践中也邓得了非常好的效果，就是变电器绝缘中的十分微小的缺陷也能在局部放电试验中检验出来，为实现电力系统的稳定运行起着十分重要的作用。

1 变压器局部放电产生的因素

局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电。它是由于设备绝缘内部存在弱点或生产过程中遗留的缺陷在高强电场作用下发生重复击穿和熄灭的现象。这种放电的能量通常很小，在短时间内并不会影响到变压器的绝缘强度。局部放电可能出现在固体绝缘的空隙中，也可能出现在液体绝缘的气泡中，或发生在不同介电特性的绝缘层间，或金属表面的边缘、尖端部位。 1.1 绝缘内部的气隙

变压器的绝缘结构较为复杂，所使用的绝缘材料既有变压器油，又有绝缘纸板、层压木等，干式变压器中还有环氧树脂绝缘。众多的绝缘材料在生产或安装过程中难免会存在一些气隙，而这些气隙的存在就构成了电力变压器内部产生局部放电的重要原因。通常气体的来源主要有以下几方面：

一是油浸变压器真空注油、油循环、静置工艺过程中由于真空度不满足工艺要求，循环、静置时间不够，变压器绝缘中存在残余气体，导致运行电压下发生局部放电。

二是变压器内部绝缘使用的层压制品，包括层压绝缘纸板、电工层压木、层压玻璃布板等。由于生产企业对层压制品中气泡的危害性认识不足，或生产工艺不够完善，预浸坯料挥发物含量较高，使层压制品中残留气泡。对油浸变压器而言，由于真空注油真空度不高、注油后静放时间不够，层压制品中的气体没有把油完全置换出来，影响材料的绝缘性能。

三是线圈在生产过程当中，当在干燥工艺处理里需要控制好真空度，如果真空度、干燥时间和温度控制不好，那么线圈中就会留有气体，造成变压器发生局部放电。

四是固体绝缘变压器环氧树脂真空浇注工艺中由于真空度不够高、真空保持时间不够长，不能彻底脱气，使环氧树脂固化物中残存一些气体。在包裹绝缘的干式变压器中由于浸渍负荷绝缘材料和导线的膨胀系数存在差异，从而造成一些气隙。在运行过程中这些气体导致变压器局部放电。 1.2 变压器结构缺陷

变压器结构上的缺陷，多为在生产制造过程中设计方面出现的问题，在变压器绝缘结构上设计不合理，从而导致绝缘内部电场分布不均，某些部位的电场强度过高，因此与绝缘材料的起始游离电压发生冲突，导致局部放电。另外设计选用的许用电场强度偏高也是产生局部放电的重要因素。 1.3 材料方面的原因

在变压器中，使用的导线较多，如果铜铝导致外的箔没有打磨光滑，或是绝缘材料在设计上没有达到电气性能的要求等，才会使变压器局部放电。

1.4 加工工艺控制不严格

变压器中金属部件也较多，这些部分在加工过程中如果工艺控制不严格的话，会有毛刺；对于内部的高压引线在安装时如果技术不到位，会发生接触不良的情况；导致或焊接的部位处理不好也会有

尖角、毛刺等情况，这些因工艺控制不严格而留下的隐患，会使电场集中，因此产生局部放电。 1.5 变压器器身清洁度不够

在变压器运行过程中需要对绕组或是器身保持清洁状态，如果因生产中的疏忽让金属微粒、焊渣、降尘等细小的杂物进入变压器绕组或器身中，则会在高场强的地方引起放电。 2 现场局部放电的测量

对于变压器局部放电的试验并不是对所有变压器都需要进行的，通常情况下对220 kv及以上变压器在交接时或大修后或是110kv变压器在绝缘有缺陷时进行局部放电试验。其目的是通过局部放电试验及时发现变压器制造过程中的缺陷，从而及时的消除隐患，保证变压器在运行是绝缘的安全性，确保电网的稳定运行。 2.1 现场局部放电试验的基本要求

电力行业标准dl/ t474-2006《电力设备局部放电现场测量导则》中对电力变压器现场局部放电试验的相关要求进行了阐述。电力变压器现场局部放电试验通常使用电气法（脉冲电流法），主要测量的物理量为规定测量电压下的局部放电量和变压器局放的起始电压和熄灭电压。 2.2 试验电源的选择

变压器局部放电试验的基本前提是生成中频电源，通常生成中频电源的方式有变频电源和发电机组两种。

一是，变频电源方式： 采用电力半导体变频电路将50 hz 工频

变换成中频交变电源。这种方式的突出优点是设备轻便，输出频率可连续调节， 利用适当的补偿电抗器可使试验回路在接近并联谐振工况下工作， 所需电源的容量较小。但其实现起来电路较为复杂，对元件参数要求苛刻，带无功负载能力差。目前常在220 kv 及以下电压等级的变压器局放试验中使用，随着电子技术的不断进步，变频电源的应用范围正逐步扩大。

二是，中频发电机方式： 通常由电动发电机组生成试验所需频率的电源， 优点是输出电压稳定、结实耐用、维护方便，安全性好，可靠性高。其缺点是：体积大，重量相对较重，在被试品容性负载较大时，由于发电机定子容性电流的助磁作用，可能引起自激现象，需要较准确地设计补偿电抗的容量。发电机方式使用与几乎所有电压等级和容量的变压器试验，是目前应用最广泛的电源方式。 3 结语

综上所述，变压器局部放电试验对其在设计、制造和安装方面的缺陷特别灵敏，通过局部放电试验可以在很大程度上提高变压器的质量，保证电网的安全稳定运行。同时局部放电试验目前已成为衡量电力变压器质量的重要检测手段，也被业界人士所认可，相信在局部放电试验的检测手段下，电力变压器的质量水平会得到较大的提升，对电网的稳定运行提供安全的保证。 参考文献

[1]顾欣.浅谈变压器局部放电量测量.云南电力技术.2007年05

期.

[2]刘永强.浅谈降低变压器局部放电的措施.科技资讯.2009年第36期.

[3]李建明，朱康.高压电气设备试验方法[m].北京：中国电力出版社，2001：90.