解决方案..
Solutions
变压器局部放电及其处理方法
■皮火箭/江西变压器科技股份有限公司技术部
变压器绝缘的破坏或局部老化，多是从局部放
电开始的。局部放电可能发生在金属件上，也
可能在绝缘件上；可能发生在高电位上，也可能发生在
低(零)电位上。也就是说变压器内部任何一个零部件都
可能发生局部放电，本文分析了变压器局部放电的危害
及其处理方法
(高亮注释 TOSHIBA
2011/4/24 19:52:56
空白)
。..
1 局部放电的定义及其危害性
由于绝缘内部电场分布的不均匀性或存在缺陷和杂
质，使局部场强集中，在此电场集中的地方，就有可能
使局部绝缘(强油隙或固体绝缘)击穿或沿固体绝缘表面放
电。这种放电只存在于绝缘的局部位置，而不会立即形
成整个绝缘贯通性的击穿或闪路，称之为局部放电。局部
放电的存在并不影响电气设备的短时绝缘强度，但一台
变压器在运行电压下时，如在不可恢复的绝缘中存在局
部放电现象，这些微弱的放电能量和由此产生的一些不
良效应，可以慢慢损坏绝缘，最后导致整个绝缘被击穿，
使绝缘寿命降低和影响变压器的安全运行。
如果局部放电发生在裸金属与油中，因油是流动的，
所以看不到放电痕迹；如果发生在固体绝缘中，放电量
大到一定程度时，肉眼可以见到放电点。..
2 影响局部放电的因素及其解决办法
一台变压器要具有较高的运行可靠性，就必须达到
国家标准规定的低局部放电量。变压器的允许局部放电
量是指变压器油箱内部所产生的局部放电量，不包括套
管在空气中的电晕所产生的局部放电量。变压器内部的
局部放电量可能来自线端套管、中点套管、有载调压分
接开关或无励磁分接开关、引线、绕组各种接地零部件、
绝缘内部，变压器油等处。
局部放电对绝缘的破坏有两种情况：一是放电点对
绝缘的直接轰击，造成局部绝缘破坏，逐步扩大，使绝
缘击穿；二是放电产生的热、臭氧、氧化氮等活性气体
的化学作用，使局部绝缘受到腐蚀，电导增加，最后导
致击穿。
影响局部放电的原因是电场的存在，主要影响因素
有三方面：
(1) 电场集中。主要是电场叠加及尖角放电。
1) 电场叠加方面。不同相引线相互交叉及并行时，
它们的绝缘强度(绝缘厚及距离)没保证。解决这个问题我
们设计时需要选择合适的引线，例如电缆、铜管、铜棒、
铜排和铜皮等，交叉引线的排列要拉开距离；在线圈出
头增加圆线做倍线及用铝箔屏蔽出头；铁心柱加地屏。
2) 尖角放电。主要是由于局部存在
尖角，曲率半径
越小的表面越容易集聚
电荷，使局部场强集中。所以我
们在制造过程中都要对绝缘件，金属件表面圆整化处理，
以降低承受场强从而避免局部放电的发生。
(2) 悬浮电位。在变压器特别是220 kV以上变压器
所有金属件都必须有确定的电位，不得有悬浮的金属件
存在。凡是不确定(有悬浮现象)，就可能在其上感应电
位，就可能对其它件产生局部放电。
所以必须消除悬浮电位，措施主要有：
1) 采用低介电常数绝缘纸与纸板来改善场强分布。
2) 接地件，连接部位去漆膜。
3) 控制绝缘的进料渠道，防止绝缘件中有金属异物。
(3) 气泡。除了在油中可浮动气泡外，还有封闭在
绝缘材料中的空隙，封闭在漆瘤胶瘤中的空气隙等。但
油中溶解的各种气体不属于气泡。这些气隙是在制造
过程中形成的，或是由于水分在电场作用下电解产生
的，或是由于油质在电场作用发生裂解产生氢气而形
成气泡。因空气的介电常数较绝缘材料的介电常数小，
(下转第
77页)
74｜· 2010年第6期
铣刀会留有阶梯状刀痕，所以我们一般在初步加工过曲
面后采用FIX_CONTOUR加工方式精修曲面，以提高表
面质量。
在FIX_CONTOUR加工模式中选择型芯的表面为加
工区域，刀具选择硬质合金涂层铣刀.. φ6(球刀)，转速7957 r/min，进给速度636 mm/min，刀具进给百分比为5%。..
图3 毛坯加工刀路图
图4 型芯表面加工刀路图
3.3 进风口加工
由于进风口为狭长型小平面，尺寸较小，所以在前
两道工序中无法完成。
采用PLANER_MILL加工模式，选择ZIG_ZAG(平
行式往复走刀)切削模式。因为当采用这种切削方式时，
DELCAM软件所创建的刀具路径将以相互平行且连续不
提刀的方式产生，此时它是最经济、节省时间的方式。
影响模具制品外观质量的一个重要因素是模具的圆
倒角和拐角，注意不能使用相同直径的刀具直接加工。如
果使用这种方法，则刀具直接切进尖锐拐角，使刀具负
荷急遽增加而发生震跳，影响加工表面外观质量和精度。
应选用直径小于圆倒角几何尺寸70%的刀具，使拐角处
的刀具路径更加平顺，降低刀具负荷。
在PLANER_MILL加工模式中选择进风口的表面为
加工区域，刀具选择硬纸合金铣刀φ1.2，转速18 568 r/
信息化
Informationization
min，进给速度557 mm/min，每层切深0.2 mm，刀具进
给百分比为10%。..
3.4 按键孔加工
电吹风按键孔为方形，在第二步加工过程中有φ6球
图5 进风口加工刀路图图6 按键孔加工刀路图
铣刀切削不到的死角，而此型芯的按键表面与行腔的表
面为曲面相
接，为避免飞边的产生，此处的表面精度要
求很高，所以需要进一步精修按键表
面。
采用FIX_CONTOUR加工模式，选取按键区域的三
维曲面为加工区域，选择FOLLOW PART切削模式，刀
具选择硬纸合金铣刀φ1.5(r0.75)，转速14 854 r/min，进
给速度297 mm/min，刀具进给百分比为10%。..
4 结束语
实践证明，DELCAM提供的CAM高端技术可以
根据零件的具体形状选择不同的加工模式以创建相应
的刀具路径，对进行复杂三维型面的数控加工，有着极
高的加工效率、加工质量，并能给企业带来可观的经济
效益。EM
(收稿日期：.. 2010.01.13)
(上接第
74页)
即使绝缘材料在不太高的场强下，气隙部位的场强即可
很高，从而气隙首先击穿，最易产生局部放电。要解决
这种气泡性局部放电要从以下几方面着手：
1) 要控制绝缘材料内不准有气隙存在，包括制造中剩
留的气隙及运行中绝缘材料裂解出的气体所形成的气隙。
2) 在绝缘件干燥是要注意加温与降温的速度，防止
骤热膨胀后形成绝缘件开裂层中的气隙。
3) 变压器油必须脱气后才能注入变压器中。要控制
最热点温度不超过140～160℃，避免纸和油的裂解。
4) 变压器试验前要停放足够时间，局部放电试验前
要将顶部存气释放尽。
另外变压器一些组件发生局部放电的原因，也与上
述的影响因素相同，只不过缺陷的位置是在组件上。在
变压器中，存在上述三种缺陷的部位可能很多，但是对
局部放电不一定有影响，是否影响是与该部位的场强以
及部件间的绝缘强度决定，只要绝缘足够多(比如距离，
绝缘厚度等)，就可能不发生局部放电。
以上分析了变压器局部放电产生的原因，简述了其
解决方法，希望本文能对变压器设计及工艺人员起到一
定的参考作用。EM
(收稿日期：.. 2010.04.07)
2010年第6期.. ·｜.. 77