電力變壓器局部放電故障檢測技術(shù)

進(jìn)行變壓器局部放電的檢測時(shí)常采用感應加壓方式，試驗電壓一般要高于變壓器的額定電壓，為防止鐵芯過(guò)飽和，電源頻率常采用150-250Hz。

局部放電信號多從高壓套管末屏引出，若高壓套管沒(méi)有末屏，可用一耦合電容器引出信號。在測試阻抗上接一測試儀器，就可在測試儀器上與校正的放電量相比，即可得知局部放電的放電量。新標準GB1093.3-2003中對局部放電試驗電壓的持續時(shí)間將延長(cháng)，還將增加短時(shí)工頻感應試驗電壓在預勵磁下，也測局部放電量。

一、局部放電試驗電源的頻率、電壓及持續時(shí)間和判斷

(1)電壓頻率、電壓及持續時(shí)間。為保證在被試變壓器加試驗電壓時(shí)，鐵芯不飽和的前提下，盡量減小試驗電源頻率，以利于減小補償電感的容量。

由于局部放電試驗是對電壓很敏感的試驗。只有當內部缺陷的場(chǎng)強達到起始放電場(chǎng)強時(shí)，才能觀(guān)察到放電。因此，試驗標準對加壓幅值及持續時(shí)間、試驗接線(xiàn)等都作了明確的規定，必須嚴格按標準進(jìn)行加壓試驗，才能對設備的局部放電性能作出正確的評估。

根據國標和IEC標準，在對變壓器進(jìn)行局部放電試驗時(shí)，被試繞組的中性點(diǎn)應接地，并應按規定程序施加高壓端電壓。采用工頻試驗電源是不可能使繞組中感應出這樣高的試驗電壓的。因為鐵芯磁通密度飽和，勵磁電流及鐵磁損耗都會(huì )急劇增加，因此提高電源頻率是唯一可行的辦法。同時(shí)，在測量電力設備的局部放電時(shí)，試驗標準中包括了一個(gè)短時(shí)間比規定的試驗電壓值高的預加電壓過(guò)程，這是考慮到在實(shí)際運行過(guò)程中局部放電往往是由于過(guò)電壓激發(fā)的，預加電壓的目的就是人為地造成一個(gè)過(guò)電壓的條件來(lái)模擬實(shí)際運行情況，以觀(guān)察絕緣在規定條件下的局部放電水平;例如在模擬的過(guò)電壓下發(fā)生局部放電后，在以后的30min 加壓時(shí)間中局部放電熄滅的情況。

(2)判斷變壓器局部放電的水平。就是在規定施加電壓及持續時(shí)間內，對220kV及以上電壓等級的繞組線(xiàn)端放電量，一般應不超過(guò)相應規定的放電量標準，并要觀(guān)察其起始和熄滅電壓及隨所施加電壓的發(fā)展趨勢;試驗時(shí)變壓器中性點(diǎn)應接地。

二、變壓器局部放電故障的判斷

變壓器的局部放電故障，可能發(fā)生在任何電場(chǎng)集中或絕緣不良的部位，如固體絕緣材料或變壓器油中的氣泡，高壓繞組靜電屏出線(xiàn)，高電壓引線(xiàn)，相間圍屏以及繞組匝間等處。

嚴格說(shuō)，變壓器內部總存在程度不同的局部放電。這種一時(shí)尚未貫通電極的放電，如果涉及固體絕緣，嚴重時(shí)會(huì )在絕緣上留下痕跡，并最終發(fā)展為電極間的擊穿。而對于嚴重的局部放電故障，由于有些發(fā)展為擊穿的時(shí)間較短，并且油色譜分析的特征往往不明顯，這些都給及時(shí)診斷帶來(lái)困難。

在對變壓器進(jìn)行油色譜分析時(shí)，考慮到放電故障總伴隨有乙炔和氫的成分，如果乙炔占總烴較大比例(例如30%及以上)，或乙炔達數十ppm，而變壓器仍能運行(或輕瓦斯保護動(dòng)作)，一般可判斷為電位懸浮放電。如果乙炔和氫的成分增長(cháng)，并伴隨一氧化碳增加，應懷疑存在涉及紙絕緣的局部放電，必須迅速查明原因，及時(shí)處置。

局部放電測試包括電氣法和超聲波法，測試應盡量按國家標準規定的加壓方法，使變壓器主、縱絕緣均承受較高的電壓，使放電缺陷明顯的暴露出來(lái)。超聲波法可以幫助確定放電的位置，是很有前途的試驗手段，只是目前測試儀器的性能尚不滿(mǎn)意，且難以確定放電量，這也限制了其單獨使用的范圍。

為了準確的診斷，除熟練掌握有關(guān)試驗方法和判斷標準外，還需要對變壓器結構有充分的了解，以利于通過(guò)各種試驗手段并進(jìn)行初步分析判斷后查找故障部位。首先對變壓器附件，如冷卻器和套管等仔細檢查，確定其存在故障的可能性。對變壓器本體(包括分接開(kāi)關(guān))的檢查主要有兩種方法：即放油進(jìn)箱檢查和吊罩檢查。放油進(jìn)箱檢省時(shí)省力，是優(yōu)先考慮采取的檢查步驟;缺點(diǎn)是對進(jìn)箱檢查人員技術(shù)素質(zhì)要求高，而且有些部位不容易檢查到。發(fā)現電力變壓器的局部放電故障，可能是因為運行中的色譜分析異?；蜉p瓦斯保護動(dòng)作，也可能是因其他預試中的結果超標。但局部放電故障與擊穿故障是有根本區別的，擊穿故障是電極之間(例如高壓對地或相間等)的擊穿，已造成變壓器絕緣的嚴重損壞，而局部放電故障是一種可能發(fā)展為擊穿，但尚未貫通電極的放電故障。

三、預試規程中對局放的要求

(1)試驗周期。預試規程規定變壓器消缺性大修后(220kV及以上);更換繞組后(220kV及以上，120MVA及以上);和必要時(shí)應進(jìn)行局部放電試驗。

(2)試驗要求。進(jìn)行局部放電試驗在線(xiàn)端電壓為1.5Um/ 時(shí)，放電量一般不大于500pc;在線(xiàn)端電壓為1.3Um/ 時(shí)，放電量一般不大于300pc。

(3)試驗中應注意的問(wèn)題。

1)采用寬頻帶放大器要避免廣播、載波、電暈的干擾。當采用中頻電源時(shí)，要注意檢測阻抗的頻率下限值取高一些。

2)電流應采用對稱(chēng)輸入，以減少電源設備的自身放電干擾。

3)在用電氣法進(jìn)行局部放電測量試驗時(shí)，同時(shí)可應用超聲法進(jìn)行放電的定位和探測。