关键词：油浸式变压器；局部放电；变压器绝缘
引言
局部放电量超标是油浸式变压器的常见故障之一，成因多样，不易查找故障点，可能出现在变压器的外部，也可能出现在变压器的内部。尤其是出现在变压器的内部，往往需要通过吊罩、解体才能找出故障点，对生产厂家会带来相当大的麻烦。
1油浸式变压器局部放电的特征及常见的故障类型
1.1基本特征
在油浸式变压器内，局部放电的原因较为复杂，放电初始为低能量放电，根据放电情况的不同，可划分为多种形式。以绝缘介质为划分依据，可将放电划分为油液放电和气泡局部放电；以绝缘部位为划分依据，可将放电划分为固体绝缘放电和绝缘纸板局部放电。固体绝缘中的局部放电常见于空穴、油隙和电极尖端等处，绝缘纸板中的局部放电常见于油隙、沿固体绝缘表面等处。
1.2油浸式变压器常见的故障类型
按照油浸式变压器发生故障的位置所在，可以将常见的类型分为油箱内部故障及油箱外部故障两大类。其中油箱内部故障主要发生在三相绕组短路、绕组接地故障、引出线接地故障、匝间短路等。无论是哪一种故障，对于油浸式变压器而言都十分危险，从整体来看对整个电力系统的运行也存在着很大危害。主要是由于发生这些故障的位置在油箱内部，会导致电弧的出现，绝缘材料也因此受到影响被气化，进而引发压力剧增，最后导致爆炸。按照油箱内发生的故障原因还可以归类为电性及热性故障，电性故障一般是由于变压器设备绝缘性变差导致故障产生，例如低能放电、高能放电和局部放电都是电故障的种类。热性故障则是由于变压器内部某处温度过高或者温度上升过快，按照所产生的温度不同又可分为高温、中温、低温、轻度过热。此外，油箱外故障往往发生在外部绝缘套管的引出线和自身上。相关研究学者对溶解在变压器油当中的气体和变压器发生故障类型之间的关系得出了结论，认为可以从其中溶解的气体判断和预测油浸式变压器的故障类型及部位。
2油浸式变压器局部放电问题的控制方法
2.1ERA测量法
实践表明，应用该方法能快速、准确地找到油浸式变压器的局部放电部位。具体应用该方法时，应注意以下2点问题。（1）确保施加电压的正确性。在对油浸式变压器进行感应耐压试验时，为了避免铁芯饱和，可使用超过额定频率的试验频率。在工频电压和50Hz工作电压的双重作用下，局放的起始放电电压、电荷量与试验电压间不存在特定关系。为了使ERA测量法的测量结果更具有有效性，通常需要重复试验，每次试验时使用的试验电压应与我国现行的GB1094.3—2003中的规定相符。需要特别注意的是，试压电压应以高压出线端的测量结果为准。（2）注意时延效应。所谓“时延效应”，是指时间上的延迟。在采用ERA测量法测量时，加载试验电压后不一定会出现局放信号，而在持续施加电压后才会出现较为明显的局放信号。这是因为局放的时延具有随机性的特点。对于油浸式变压器而言，其油纸绝缘是一个较为复杂的混合体，除油、纸这两种主要介质外，还包含溶于油中的水分、气体和固体微粒等，这些物质的聚集通常需要一定的时间。如果测量局部放电现象时存在时延效应，则表明变压器的绝缘状态不良，依据GB1094.3—2003，ACLD试验与时延效应有关。因此，采用ERA测量法测量时，施加电压的时间不得短于规范规定的时间。
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2.2在线故障诊断法
2.2.1超声波检测
这种方法主要将放电过程中产生的超声波转换为电信号，并且将这种信号录制在磁带上，后续通过磁带分析信号。其主要优势在于具有较高的独立性，能够不受电磁干扰，使得空间定位能够便捷的施展开来，也正得益于此可以进行在线检测。但其不足之处在于信号的保真程度比较低，往往存在失真的情况，会出现不同程度的衰弱。因此，在实际运用的过程中其一般作为辅助技术。
2.2.2DGA分析法
该方法可通过以下2种途径实现：①在变压器中取油样，并将油样带回实验室检验；②将在线监测装置安装在变压器上，从而实时监测监测对象。在变压器的局部放电分析中，采用DGA分析法能取得良好的应用效果，且其可与其他局部放电的测量方法配合，从而提高分析结果的准确性。必须注意的是，如果DGA分析法检测到变压器绝缘存在局部放电现象，则表明绝缘已经损坏，对于此类因局部放电而造成的事故，不可重复进行测量试验。
2.2.3红外线检测法
红外线检测法是红外线成像检测法的简称，主要是借助红外线成像技术对油浸式变压器绝缘部分进行检测和诊断，一般运用在其绝缘故障检测方面，得益于红外线成像的特性该种检测方式往往能找到其他常规检测方法难以发现的故障点。
2.2.4可见光成像法
由于停电时间与经济损失直接相关，变压器停电尤其是较长时间停电困难。通常油中溶解气体法发现变压器潜伏性故障，停电开展电气试验对故障进行定位后放出一部分绝缘油，可以通过人工进入变压器人孔检查故障具体部位和严重情况，根据故障情况针对性制定停电检修计划，例如故障部位为夹件松动等小缺陷，检修人员可以直接通过人孔消除隐患；例如引线不良等一般故障则可以在现场吊罩检修；如果出现绕组严重变形等问题则只能直接返厂。因此，通过人工进入人孔检查可以更为准确地判断变压器状态，制定状态检修计划。但人工检查可能造成检查不够全面，且对变压器带入污染的可能。随着智能化的发展，可见光成像法逐渐进入科研人员视野，代替人工检查，遥控机器人通过人孔潜入变压器内部进行可见光拍照成像，通过可视化的图像进行分析、比对找出变压器内部异常位置和判断故障的严重程度，开展状态检修。
2.4减小局部放电量的措施
（1）变压器内部的零件、配件、必须擦拭干净，不能有粉尘带入变压器中，特别是压钉及压钉座。装配后，经用工业吸尘器再次将粉尘吸走;（2）夹件上的铁螺栓万用表测量，必须保证每颗螺栓接地可靠，无悬浮，夹件无尖角、毛刺;（3）外购附件，如副压板必须为110KV以上使用的才有可能保证材料内不含异物及气孔。环氧压钉碗停止使用，改用纸压钉碗；（4）对煤油气相干燥罐进行清理粉尘，保持真空罐内壁及平台车的表面清洁干净，按要求定期更换气相干燥滤芯;（5）铁芯叠片时，保证表面平整，接缝符合工艺及工差要求;（6）总装后，保证油箱外所有附件接地良好，无悬浮。
结语
对电力设备开展故障检测一直是学术领域不断研究的课题之一，尤其是针对油浸式变压器这一单独对象所开展的研究近年来更是呈现日益增多的趋势。这表明人们对其越来越重视，从思想上进一步提高了对油浸式变压器故障诊断重要性的认识。
参考文献
[1]孙才新，陈伟根，李俭，等.电气设备油中气体在线监测与故障诊断技术[M].北京：科学出版社，2017.
[2]董旭柱，王昌长，朱德恒.电力变压器局部放电在线监测研究的现状和趋势（二）[J].变压器，2016（5）：2-7.
论文作者:彭福伟
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/16
标签：变压器论文; 故障论文; 局部论文; 测量论文; 在线论文; 电压论文; 油箱论文; 《当代电力文化》2019年第16期论文;