摘要：在电力系统当中，变压器是非常重要的组成部分。当前矿用干式变压器是煤矿井下供电系统发展的过程中的一个重要组成部分，其可靠性和安全性具有非常重要的意义。在矿用干式变压器绕组绝缘系统当中，绝缘纸是非常重要的一个组成部分，在矿用干式变压器运行的时候，绝缘纸往往会产生磕碰的情况而导致气隙缺陷，如果绕组匝间绝缘产生气隙，会因为电场没有均匀分布，而出现气隙放电的问题，本文重点对干式变压器绝缘器放电的特性进行分析和研究，以供参考。
关键词：干式变压器；绝缘气隙；放电；特性
1 试验设计
1.1 局部放电测试电路
图1显示的是局部放电测试电路，主要是由检测电路、保护电路以及电源电路三个部分组成的，Ev是一个电压表，主要是对获取的电压信号进行显示，T是一个无局部放电交直流试验变压器，主要作用在于转换调压器输出电压为高压，在高压电极当中用于提供电源，C是一个耦合电容，主要作用在于进行局部放电脉冲和电压同步信号的输出，Rp是一个保护电阻，可以防止击穿的过程中电流过大而将变压器损坏，D是一个高频电流传感器，可以将局部放电的脉冲信号获取，示波器使用的是高精度的示波器，型号为LecroyHDO6104。
1.2试验电极模型
依照国家相关规定要求进行电极尺寸的设置，并且与矿用干式变压器绕组的绝缘结构相结合，进行了气隙放电模型的设置，电极模型的材料主要是黄铜，在设置高低压电极的过程中使用的是圆柱形电极，电极边缘的位置设置了三毫米的倒角，主要是避免电场强度较大而出现电晕放电等情况。
图1 局部放电试验电路图
2 试验方法
在此次研究的过程中主要通过恒压法来进行气隙放电加压，选择电压值是否合理直接影响所采集数据的准确性以及局部放电的发展过程，如果试验的过程中电压较低，可能会造成局部放电的过程中出现发展缓慢等问题，如果长期处于加压的状态下，也无法有效击穿，在试验的过程中，如果电压过高，可能会造成局部放电的速度较快，无法对局部放电发展过程的各个部分进行有效的数据采集，可能会造成电极边缘的电压较高，出现击穿等情况，产生电晕放电等问题。在进行分析和试验之后施加电压的有效值设定为9.5千伏，在这个电压下通过6小时放电后出现击穿等情况，具有足够时间进行相关试验数据的采集，进行缓慢升压后迅速放电，接着再迅速升高电压，保证试验电压处于不变的状态下，将试验击穿。在此次研究的过程中进行三次实验，每次实验的时候，记录数据的间隔时间为10分钟，每5秒钟对放电信号进行采集，方便后续试验分析的工作的展开。
3 试验结果
3.1 放电脉冲变化过程
在9.5千伏电压的条件下，继续放电试验过程中的放电脉冲的时间状态下，变化的情况为4个部分。第1部分在加压一分钟的初始状态，放电脉冲的幅值相对较低，只有少部分脉冲的幅值超过一伏，具体分析放电相位在放电位分布方面相比于其他三个阶段较宽达到了124度，这个阶段没有持续较长的时间。
第二阶段是在进行10分钟加压后，放电脉冲幅值大幅度提高，很多脉冲幅值在0.8伏周围，一些脉冲幅值达到了1伏以上，在此过程中，放电相位宽度相对于第一阶段较窄，其值为115度，出现了熄灭相位前移等情况，这个过程持续的时间相对较短，而且放电之后幅值进一步下降，逐步向下一阶段过渡。
第三阶段的具体情况相比于第二阶段，第三阶段在脉冲幅值方面有一定的下降，另外放电脉冲较为稳定，基本上处于0.5伏，在此过程中放电相位分布方面的变化不明显，依旧处于115度左右，再此过程放电幅值和相位相对较为稳定，持续了一定的时间，处于放电发展的过程。
第四阶段的具体情况是在放电发展的后期，放电脉冲幅值大幅度增加达到了0.7伏，另外幅值超过一伏的脉冲数量也逐步增加，放电相位达到了120度，在此过程中绝缘纸试样已经面临击穿。
3.2气隙放电统计特征的变化规律
3.2.1气隙放电统计特征变化规律
绝缘气隙局部放电的过程中局部放电的次数分布二维散点图以及放电幅值的具体情况也产生了4个阶段的变化，为了对数据处理的结果统一性进行保障，在研究的过程中对各阶段局部放电统计特征的具体情况分析。
图2 第一阶段统计谱图 图3 第二阶段统计谱图
首先看第一阶段气隙方面的统计情况，依照图2a的数据可以发现在初始加压的过程中局部放电相位主要控制在0度到75度，165度到260度以及350度到360度，具有密集的放电散点，尤其在75度到120度以及260度到310度之间，往往有非常密集的放电情况出现，然而在分布方面也较为稀疏，另外具体分析图2b当中的放电次数分布情况结论也较为类似，在75度到120度以及260度到310度之间放电次数较放电密集区的放电次数低，另外分析图2b当中的数据还可以发现在正负半周放电次数分布方面产生了双峰的情况，在对峰值相位分析的过程中。主要处于6度、40度、225度等附近，综合图3c、d的数据可以发现放电秘籍的相位区间当中平均放电幅值会随相位而进一步增加，处于升高的趋势，而且分布较为均匀。在一些放电较为稀疏的相位范围当中，放电幅值进一步增大，在放电幅值统计的过程中，发现其特征不具有规律性。
在第二阶段气隙放电统计的过程中，其特征如下所述。具体分析数据可以发现在此过程中，放电的散点图的兔耳形轮廓较为明显，各相位区域当中相位较小区域具有密集的分布放电，在相位较大的区域分布较为稀疏，因为层间的气隙影响较为微小，兔耳形状的轮廓并不明显，通过相关数据分析可以发现局部放电熄灭相位处于前一状态，放电次数会与放电相位不呈现双峰的关系，与此同时在最大放电幅值和平均放电幅值方面分布较为均匀。
对第三阶段继续放电的特征进行分析，可以发现该过程当中兔耳轮廓已逐步消失。分析散点图的具体情况，可以发现二维散点图出现龟形分布，具有密集的放电散点在放电次数方面双峰的特征再次显现。与此同时，由于相位的增加放电幅值较小，而且处于均匀升高的状态。
具体分析第四阶段气隙放电的情况可以发现该过程放电相位逐步加宽。在数据分析的过程中可以发现放电次数比其他相位处的放电次数明显小而放电幅值较为均匀，最大放电幅值达到2.3伏，没有出现随相位增加而升高的状态。
结束语
依照统计特征和放电脉冲变化的情况进行分析，对放电的过程进行总结主要分为4个部分，纤维毛刺烧蚀阶段、空气消耗阶段、放电发展阶段以及临近击穿阶段，这4个部分的放电特性各不相同。需要对相关阶段的特征进行仔细分析。
参考文献:
[1]陈伟根，龙震泽，谢波，等.不同气隙尺寸的油纸绝缘气隙放电特征及发展阶段识别[J].电工技术学报，2016，31(10)：49-58.
[2]齐波，魏振，李成榕，等.交流与直流电压比例对油纸绝缘内部气隙放电特性影响分析[J].中国电极工程学报，2015，35(1)：247-254.
论文作者:王佳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
标签：相位论文; 过程中论文; 脉冲论文; 局部论文; 电压论文; 电极论文; 情况论文; 《电力设备》2019年第8期论文;