一起变压器局部放电事故分析及处理措施

一起变压器局部放电事故分析及处理措施

局部放电是长时感应耐压试验的简称，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造成的缺陷，在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。针对试验时一起变压器局部放电问题进行了分析，提出了问题的处理方案。

标签：电弧放电；裕度；爬电痕迹；气穴；方案

局部放电是长时感应耐压试验的简称，短时感应耐压试验又称预预防。它们都是例行试验中一种非常重要的试验，局部放电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造成的缺陷，在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。它表现为绝缘内气体的击穿、小范围内固体或液体介质的局部击穿或属表面的边缘及尖角部位场强集中引起局部击穿放电等。但若电器设备绝缘在运行电压下不断出现局部放电，这些微弱的放电将产生累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大，最后导致整个绝缘击穿。

2015年5月某厂生产的一台750kV变压器，在短时感应耐压试验时测量高压位置的局部放电量，发现放电量超出标准要求，多种测量方法测量均有放电量，经多次处理后方才解决，该文对此问题的处理过程进行了介绍。

1 情况介绍

（1）对高压做局放试验时，从低压侧开始加压，首次试验电压升至1.7Um/■（低压：112kV，高压：785kV）后正常，降至1.5Um/■（低压：99kV，高压：693kV）后10分钟时出现200pC局放，放电量随时间延长增加，3分钟内从200Pc增至1000Pc。（2）电压降低后重新升压，试验起始电压为25kV，电压继续升至50kV时，高压局放量500Pc，升至1.1Um/■（低压72kV，高压508kV）后，高压放电量增至1000Pc；10分钟后，高压局放量增至10000Pc。（3）由于试验期间起始电压较低，超声定位装置无法收到超声信号，因此无法定位局放具体位置。试验完成后，第二天取油样化验结果显示乙炔与氢气含量超标，分别为17.2%、57%μL/L。根据数据猜测有较大面积的碳化痕迹，且是在高压区域。（4）根据局放检测仪呈现的波形，分析放电现象为电弧放电，而不是悬浮放电。由于不是悬浮放电，且放电规律不成方波状，也不符合传递比的关系，排除油箱、磁屏蔽及高压出线装置等部位；由于在高压位置放电，且为电弧放电，排除调压引线及旁柱等位置；由于乙炔及氢气含量超标，剔除油中放电的可能。（5）确定为固体绝缘放电，由于在高压位置放电，可能在高压线圈内外绝缘-撑条或纸板。

2 原因分析

2.1 过程检查

（1）变压器本体放油后打开八孔门进八检查高压首头位置，检查高压首头部位的角环、纸板、夹木、绝缘螺杆、绝缘螺母及高压线圈外部围屏等位置均未发现明显的放电痕迹。（2）拆除套管、升高座、联管、储油柜、冷却管等附件，起吊箱盖，把器身吊出油箱外进行检查整个器身表面，检查所有夹木、绝缘螺杆、绝缘螺母、上部压板、垫块等位置，均未发现明显的放电痕迹。（3）考虑器身浸油后不便于检查，将器身进气象干燥罐烘烤脱油后检查器身外观，仔细检查铁心级间绝缘、油道、各出头绝缘、上部压板、夹木、绝缘螺杆、绝缘螺母等位置，对油箱磁屏蔽是否悬浮过热、相间隔板是否放电击穿、高压出头处绝缘件是否受损等问题进行了逐一排查，仍未发现放电位置。（4）公司相关人员召开专题会讨论后制定器身解体检查的方案。在各公司相关人员见证下解除与器身连接的引线，拆除上铁轭，拆除高压线圈外部纸板和撑条、角环，用放大镜检查，均无问题；随后提出高压线圈单独检查，在提高压线圈过程中，发现高压线圈内撑条及高-中纸筒有明显放电痕迹，高-中围屏纸筒被击穿两层（共3mm），且放电位置在高压中部出线向上第八饼。

2.2 原因分析

（1）用SoftTeam公司Telax软件在短时耐压1分钟下各个线饼电场的安全裕度（如图1所示）和上半部1～15饼内侧撑条沿面切向场强分布高压线圈内侧撑条上部的最大场强为1.143kV/mm，最小安全裕度3.69。上部第8饼，场强为0.303kV/mm，最小安全裕度6.3。结论是设计裕度满足实验及运行要求。（2）外购绝缘材料问题，在撑条、纸板表面有明显树枝状的爬电痕迹，用X光检测撑条损伤部位及其它部位、相邻的撑条，均发现撑条内部有明显的气穴。此次变压器事故的缘由在此。

（3）装配过程中可能存在金属异物。在线圈绕制、线圈组装过程中把金属异物带进撑条、纸板中，且清理不干净，附着在固体绝缘中，试验时引起放电。

3 处理措施

（1）仔细检查各个线饼的绝缘情况，用高压气枪清理各个线饼，确保线圈的清洁；更换高压线圈内侧放电点周围的垫块、垫条、油道、撑条和角环等绝缘件，去除导线外部损伤的匝绝缘，并重新补包绝缘。（2）用无尘布擦拭清理高压线圈内侧的三层纸板、三层撑条及下部绝缘，复装时更换新制作的高、中压线圈间的三张纸板。（3）将各零部件清理干净后复装线圈组、器身、引线及总装配，按照正常工艺要求执行。

4 预防措施

（1）在原材料出厂时由原材料厂家提供X光检验报告。（2）原材料进厂后，加强进货检验，并用X光进行抽检。（3）生产操作过程中严格按照图纸和工艺标准要求操作，同时加强过程的异物控制。

5 结束语

更换损坏的绝缘件，用X光设备检测无问题后复装器身，按照安装流程装配后，复核试验，局部放电量在标准要求内，满足要求。对于试验时局部放电量超出标准要求的变压器，要具体问题具体分析，根据试验现象和积累的经验，层层分析，逐项排除的方法进行判断，从而能够快速查明原因，找到解决问题的办法。

参考文献

[1]GB/T 7252-2001.变压器油中溶解气体分析和判断导则[Z].

[2]葛景谤，邱吕荣，谢恒坤.局部放电测量[M].北京：机械工业出版社，1984.