油浸式变压器局部放电问题解决方案的探究
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摘 要：本文对油浸变压器局部放电问题的查找方式进行探讨，通过生产实例提出处理局放量超标的可行性解决方案，提高变压器电气性能和使用寿命。
关键词：油浸式变压器;局部放电;变压器绝缘;放电量;绝缘材料
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。按照最新的国家标准GB/T1094.3-2017规定Um=72.5kV且额定容量为10000kVA及以上变压器的局部放电测量为出厂的例行试验，且局放量≤300PC，国家电网规定局放量≤100PCm局放量的大小能反映出变压器制造厂家的管理、技术工艺、制造水平，其目的是为了提高电气设备运行的安全可靠性。
1 概述
电气设备局部放电量的查找方法有超声波检测法、紫外线检测法、红外线检测法、电气定位法等。实际工作中往往需几种方法综合使用，其中超声定位法及电气定位法常用于结构复杂的油浸式变压器局放位置的查找，而紫外线、红外线定位法，常用于结构简单的避雷器、GIS等设备充油式电气设备。因为每种方法都具有局限性，对生产厂家来说如何找出一套适合本企业的方法尤其重要。本文通过一个实例介绍油浸式变压器局部放电量超标的几种方法的综合使用。
2 案例分析
2018年10月，我公司给某地生产一台SZ11-100000kVA/110kV变压器，经局部放电测试三相在1.5Um /√3下，A相：5500-6000PC;B相：2000-2200PC;C相：4500-5000PC，三相同时局放超标，在我公司实属罕见。经调查各个生产环节无异常，初步判定，内部有气泡引起。静放一晚，排气。继续试验测试没变化。
2.1 查找局放点的过程及方法
做低压对高压局放的影响传输比判断。当低压给500PC时，测得高压局放量为60PC，给高压侧500PC时测得低压局放量为120PC，当高压局放量为6000PC时，测得低压局放量为1500PC，根据传输比比较，低压对高压局放的产生没有影响。后改变接法，保持被测高压端头的电压不变，非被测高压两相接地，中性点悬浮，接线图如下：
改变后的K值为：
K=高压 3/低压×1.5
即：改变接法后，中性点悬浮，低压侧输入电压降低1.5倍，才能保持高压A端电压不变。此时高压匝电势也降低1.5倍。测局放量：A相局放量沒有变化，对比原起始局放1.5倍开始，熄灭电压1.1倍左右也无变化，判断局放的产生不是高压线圈纵绝缘产生，为主绝缘产生，即高压对地。后用多通道局放超声定位仪对变压器局放产生部位进行定位。油箱低压侧无特征放电位置，然后定位高压侧及箱盖，发现产品局放发生的区域指向线圈压板上部与上铁轭之间，定位图如下：
根据指定范围，对结构分析局放超标的可能部位有：高压侧上铁轭铁芯、上夹件、压钉、压钉碗、副压板、高压引线导线夹及铁芯拉板螺栓。针对上述可能部位采取如下措施：
（1）器身外观检查，无放电痕迹，无明显缺陷;
（2）检查铁芯，无尖角毛刺，无掉片现象，叠积面平整，测铁芯对地绝缘、绝缘电阻在2500MΩ以上，铁芯片无问题;
（3）检查高压上夹件，因夹件单独引出，所以测量上夹件对地绝缘电阻、绝缘电阻在2500MΩ以上，对所有与夹件相连的铁螺栓用万用表测量对地是否导通，检查是否有悬浮现象，包括拉板与夹件锁紧螺栓，结果一切正常;
（4）检查三相高压电源线及导线夹无异常，电源线与上夹件压钉座及压钉距离均符合要求;
（5）检查副压板及压钉碗，由于层压木副压板及环氧压钉碗均为外购，只能通过表面进行检查。副压板经检查无放电痕迹，表面光滑，无变形开裂。但无法判定内部是否有异物及气泡。检查环氧压钉碗，发现三相压钉碗底部有一层黑色的液体，疑似放电现象。
2.2 处理方法
根据判断，重新烘干新的压钉碗，将原A、B、C三相压钉碗全部更换，放置原副压板，重新总装，做局放试验。试验检测三相局放量没有变化，仍然超标。我们分析，副压板内部若有无法排除异物及气泡，三相同时出现问题的几率不高，对局放量无影响。而压钉碗底部有放电痕迹，断定压钉碗的问题。我公司随后自制层压纸质压钉碗烘干，变压器吊罩后，迅速将三相压钉碗进行更换，重新总装，由试验中心继续该试验。数据为A相95PC，B相80PC，C相98PC合格。货到现场后，经电科院复查，A相90PC，B相71PC，C相93PC试验通过。
2.3 成因分析
2.3.1 压顶现象
上夹件压钉及压钉座均为螺纹连接，由于受到器身的回弹力，必需依靠压钉尽力将器身压回图纸设计的尺寸，使器身保持足够的抗短路能力，那么在压紧过程中，由于螺纹的摩擦会产生细微的金属粉末，若总装时不清理干净，则在真空注油中会漂浮在压钉碗内，在高电场下会形成悬浮放电。
2.3.2 压钉碗现象
压钉碗是由内部金属碗外附一层环氧树脂浇注成型，其工艺核心为在真空状态下慢慢浸渍。若操作不当，会在环氧树脂中或树脂与金属之间形成气腔。在高电压下，腔中空气不停放电而无法消除。对工厂来说，一般压钉碗均外购，无法对其质量进行检查。
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。
3 结论
局部放电缺陷的查找需要根据不同的情况，采取几种方法同时进行才能找到。要生产出一台合格的产品，必需规范工艺流程，严格工艺纪律，加强职工培训，严把材料质量检验关，才是我们生产厂家解决局放问题的根本所在。也是提高电器设备安全，可靠运行的重要保证。
参考文献：
[1]张杰，付泉泳，袁野.变压器杂志2018.8.66—71《变压器局部放电带电检测技术应用研究》.
[2]谢毓城.电力变压器手册[M].机械工业出版社，2003.1.
[3]变压器试验技术[M].北京机械工业出版社，2000.
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