不同油流速度下油纸绝缘的局部放电特性研究

基于UHF技术的油浸式主变压器局部放电监测研究【摘要】本文通过对油浸式主变压器局部放电监测研究展开讨论，采用UHF技术作为监测手段。

在介绍了研究背景、研究意义和研究目的。

正文部分包括油浸式主变压器介绍、局部放电监测技术概述、UHF技术在油浸式主变压器中的应用、局部放电监测参数分析以及监测系统设计与实现。

最后结论部分总结了基于UHF技术的油浸式主变压器局部放电监测研究成果，并提出未来研究方向。

通过本文的研究，将有助于提高油浸式主变压器的安全性和稳定性，为电力系统的运行提供更可靠的保障。

【关键词】关键词：UHF技术、油浸式主变压器、局部放电监测、监测系统、参数分析、研究成果、未来研究方向。

1. 引言1.1 研究背景油浸式主变压器作为电力系统中重要的设备，在运行过程中存在着各种故障风险，其中局部放电是主要的故障形式之一。

局部放电的发生会导致绝缘材料逐渐老化，最终导致设备损坏甚至爆炸，给电网运行带来严重的安全隐患。

对油浸式主变压器的局部放电进行及时、准确的监测具有重要意义。

传统的局部放电监测方法存在着监测范围狭窄、实时性差、监测精度低等问题，无法满足对油浸式主变压器的实时监测需求。

基于UHF技术的局部放电监测方法应运而生。

UHF技术具有监测范围广泛、响应速度快、监测精度高等优点，能够有效地解决传统监测方法存在的问题，提高油浸式主变压器的故障诊断能力和运行安全性。

开展基于UHF技术的油浸式主变压器局部放电监测研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

1.2 研究意义短。

部分的内容如下：油浸式主变压器是电力系统中非常重要的设备之一，其正常运行对电网稳定供电至关重要。

局部放电是油浸式主变压器内部最为常见的故障形式之一，如果不及时发现和处理，会导致设备损坏甚至爆炸，造成严重的安全事故和电网中断。

开展油浸式主变压器局部放电监测研究对于提高电力系统设备的安全可靠运行具有极其重要的意义。

传统的局部放电监测技术存在着监测范围窄、精度低、实时性差等问题，而基于UHF技术的油浸式主变压器局部放电监测系统具有监测范围广、精度高、响应速度快等优势，能够更准确地监测油浸式主变压器内部的放电情况，及时发现故障并进行预警，保障设备的安全运行。

变压器油纸绝缘老化特性分析及机理研究的开题报告一、选题背景变压器是电力系统中不可或缺的设备，其正常运行对于保障电力系统的稳定运行以及电力供应的可靠性至关重要。

然而，变压器长期运行过程中，由于受到复杂的电磁场和热场的影响，容易出现绝缘老化现象。

其中，油纸绝缘是变压器最常见的绝缘形式，而其老化对变压器的安全运行带来严重的影响。

因此，对于变压器油纸绝缘老化特性的分析及机理研究具有重要的工程实际意义。

二、研究内容与目的本研究将针对变压器油纸绝缘老化特性进行深入探究，研究内容包括：1. 油纸绝缘老化的机理分析。

2. 不同老化阶段下油纸绝缘的物理化学性质（如介电常数、电阻率、介质损耗等）变化规律的研究。

3. 不同老化阶段下油纸绝缘局部放电特性（如放电量、放电频率及放电模式等）的观察与分析。

4. 不同老化阶段下油纸绝缘的断电强度的研究。

研究目的主要为：1. 探究变压器油纸绝缘的老化机理，为制定有效的绝缘状态评估及维护保养措施提供依据。

2. 了解油纸绝缘在老化过程中其物理化学性质以及放电性质的变化情况，为分析变压器局部放电机理以及诊断不良运行有充分了解。

3. 探究变压器油纸绝缘老化对于断电强度的影响，为提高变压器的运行安全性提供参考。

三、研究方法和实验方案本研究方法主要包括：1. 实验法：利用变压器模型，开展油纸绝缘老化实验，不断观测记录老化后油纸绝缘的物理化学性质变化、放电特性变化以及断电强度变化。

2. 理论分析法：收集相关文献资料，分析油纸绝缘老化机理及变压器局部放电诊断理论。

实验方案：1. 制备不同寿命下的油纸绝缘试样。

2. 进行试样老化实验，选择适当的老化方式和老化时间。

3. 对于老化前后，以及不同老化阶段下的油纸绝缘进行介电常数、电阻率、介质损耗等物理化学特性的测试和分析。

4. 对于老化前后，以及不同老化阶段下的油纸绝缘开展局部放电检测。

利用高频阻抗分析仪以及数字化局部放电测量仪进行振荡电压法局部放电测试。

试验方法及电极布置形式对变压器油局部放电起始电压的影响白鹭1，李冠良1，杨成鹏2，晋涛1，张来福1，李小婧1（1.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西太原030001；2.国网山西省电力公司信息通信分公司，山西太原030021）摘要：变压器内部局部放电的程度是反映变压器绝缘油老化程度、评估变压器油使用寿命的重要依据。

本文采用两种不同试验方法、4种电极布置形式对6种不同含水量的变压器绝缘油进行了局部放电试验，分析绝缘油含水量、试验方法、电极布置形式对局部放电起始电压结果的影响。

结果表明：局部放电起始电压不仅与液体电介质本身的物理和化学性质有关，也受到电极布置形式、含水量和试验方法的影响；其中试验方法影响了试验结果的分散性，水分由于改变了液体电介质本身的物理和化学性质，从宏观介电性能、微观电离过程两方面影响了局部放电起始电压，含水量越大，电极布置形式、试验方法对局部放电起始电压的影响越小。

随着含水量的增加，影响绝缘油局部放电起始电压的主要因素由电极布置形式、试验方法转变为绝缘油物化性质本身。

关键词：变压器；植物绝缘油；局部放电；含水量中图分类号：TM215.4文献标志码：A文章编号：1009-9239（2021）05-0085-07DOI:10.16790/ki.1009-9239.im.2021.05.013Influence of Test Methods and Electrode Arrangement on Partial Discharge Initiation Voltage of Transformer OilBAI Lu1,LI Guanliang1,YANG Chengpeng2,JIN Tao1,ZHANG Laifu1,LI Xiaojing1(1.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute,Taiyuan030001,China;2.State Grid Information&Telecommunication Company of SEPC,Taiyuan030021,China)Abstract:The degree of partial discharge in transformer is an important basis to reflect the ageing degree of transformer insulating oil and evaluate the service life of transformer oil.In this paper,six kinds of transformer insulating oil with different water content were conducted partial discharge tests by two different test methods and four electrode arrangements.The influence of different test methods and electrode arrangements on the partial discharge initial voltage was analyzed.The results show that the partial discharge initial voltage is not only related to the physical and chemical properties of liquid dielectric,but also affected by the electrode arrangement,water content,and test methods.The test methods affect the dispersion of test results.The water content would change the physical and chemical properties of liquid dielectric,thereby it affects the partial discharge initial voltage from the aspects of macro dielectric property and micro ionization process.With the increase of water content,the electrode arrangement and test methods have less influence on the partial discharge initial voltage.The main factors affecting the partial discharge initial voltage of insulating oil with different water contents change from electrode arrangement and test method to the physical and chemical properties of insulating oil.Key words:transformer;vegetable insulating oil;partial discharge;moisture content收稿日期：2020-04-01修回日期：2020-05-19基金项目：国网山西省电力公司科技项目（52053018000M）作者简介：白鹭（1988-），女（汉族），山西阳泉人，高级工程师，主要从事配电网故障分析及处置策略的研究。

变压器油纸绝缘的介电响应特性研究一加速热老化的介电谱魏建林;王世强;彭华东;董明;张冠军;冯玉昌;于峥【摘要】为了研究变压器油纸绝缘老化的介电响应特征量，本文对油纸绝缘试品进行了加速热老化，并在老化的不同阶段开展了相同试验温度下的极化、去极化电流（PDC）和频域谱（FDS）试验。

在PDC试验数据的基础上，引入时域介电谱理论，提取其峰值和峰值时间常数作为老化特征量，研究了该特征量与绝缘老化的关系。

结果表明，绝缘老化使PDC试验的极化及去极化电流曲线均明显上移，FDS试验的复电容实部和虚部曲线在低频段均向右上平移，时域介电谱曲线则向左上方平移，这是由于老化弓I起水分、有机酸等含量的增加以及对纤维素结构的破坏，提高了油纸绝缘间夹层介质界面极化的强度和响应速度而造成的。

在本文的试验条件下，油纸绝缘的时域介电谱对其老化反应灵敏，可定量反映油纸绝缘老化程度的变化情况，其峰值和峰值时间常数可考虑用作表征油纸绝缘老化程度的特征量。

%For achieving the characteristic parameters ot dielectric response pnenomena o~ transformer oil-paper insulation aging, the oil-impregnated pressboard samples were acceleratedly thermally aged. The dielectric response tests, including polarization and depolarization current （PDC） and frequency domain spectroscopy （FDS）, were performed on the samples with different aging degree at the same temperature. The time-domain dielectric spectroscopy theory was introduced to investigate the aging characteristic parameters of dielectric response based on the PDC data. The results reveal that, with sample aging, its polarization and depolarization currents shift upwards to higher value, the real and imaginary capacitance and dissipation factor shift upwards and rightwardsat lower frequencies, and the time-domain dielectric spectroscopy shifts upwards and leftwards. It is considered that aging process induces the increment of water and organic acids content and the rapid degradation in amorphous regions of cellulose paper, which greatly impacts the oil-paper interfacial polarization and enhances its intensity and response speed. It is confirmed that time-domain spectroscopy is sensitive to the aging condition of oil-paper insulation, and can quantitatively distinguish the change of aging condition to some degree. The peak value and peak time constant of time-domain spectroscopy can be considered as the characteristic parameters to evaluate the aging condition of oil-paper insulation.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2012(027)005【总页数】7页(P56-62)【关键词】变压器;油纸绝缘;热老化;介电响应;介电谱;特征量【作者】魏建林;王世强;彭华东;董明;张冠军;冯玉昌;于峥【作者单位】西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,西安710049;西北电网有限公司,西安710048;西北电网有限公司,西安710048【正文语种】中文【中图分类】TM4111 引言大型油纸绝缘变压器是电力系统的核心设备，其运行可靠性和剩余寿命的评估对于电力系统的安全运行至关重要。

第42卷　第4期2008年4月 西　安　交　通　大　学　学　报J OU RNAL O F XI′AN J IAO TON G UN IV ERSIT YVol.42　№4Ap r.2008直流下油中局部放电脉冲波形测量与特性分析司文荣,李军浩,袁鹏,黄海波,李彦明(西安交通大学电气工程学院,710049,西安)摘要:在简述直流下局部放电模型及其检测方法之后,设计了直流下局部放电试验以及具有超宽频率响应的脉冲波形测量系统.为了验证测试电路具有足够的频率响应范围,利用方波源产生的陡下降沿对测量电阻进行了校验,同时对直流下空气中电晕放电波形进行了测量,结果均表明该系统满足试验要求.在上述工作基础之上,构造了6种油纸绝缘模型以模拟换流变压器的典型缺陷,并利用该测量系统获取了缺陷模型在直流下的大量放电脉冲波形.试验结果分析表明,直流下变压器油中放电稳定,放电脉冲不存在振荡分量和过冲,放电规律与阐述的直流下局部放电模型一致,不同放电波形的特征参数均有差别.这些特性为直流下局部放电类型识别提供了试验依据.关键词:直流;局部放电;超宽带测量;脉冲波形中图分类号:TM83514　文献标志码:A　文章编号:0253Ο987X(2008)04Ο0481Ο06Measurement and Analysis for Pulse Current Shapes ofPartial Discharge in Oil under DC VoltageSI Wenrong,L I J unhao,YUAN Peng,HUAN G Haibo,L I Yanming(School of Electrical Engineering,Xi′an Jiaotong University,Xi′an710049,China)Abstract:A test system wit h wide f requency response was designed to measure p ulse current shape of partial discharge(PD)based on t he PD model and ult ra2wideband detection met hod un2 der direct current voltage.The measuring impedance was tested by square wave wit h very steep t railing edge and t he corona in air under DC voltage was detected,which confirms t he validity of t he whole system.According to t he defect analysis in oil2paper insulation of converter transform2 er,six corresponding PD defect models were constructed to gain t he PD p ulse current shapes. The result s show t hat t he PD p ulse current shapes of t he defect s in oil under DC voltage get non2 o scillatory wit hout overshoot and t he characteristic parameters of t he p ulse current shapes differ from each ot her for different defect models,which coincides wit h t he discharge model under DC voltage mentioned above.K eyw ords:direct current;partial discharge;ult ra2wideband detection;p ulse current shape 随着直流输电电压等级的不断增高,直流输电系统中的输电线路和电工设备的电晕放电、局部放电、绝缘老化等问题开始受到关注.其中,使用油纸绝缘的关键设备(如换流变压器)的绝缘状态好坏直接影响直流输电的可靠程度.电工设备中油纸绝缘结构的某些薄弱环节的局部放电随着直流输电电压等级的升高变得严重[1],对设备有一定的破坏作用,会导致设备出现故障.因此,研究油纸绝缘的直流局部放电具有非常重要的意义.直流局部放电的研究是从20世纪50年代开始的,国外在这方面研究较多,在我国则较少.国外学者主要研究了施加电压的幅值、时间及其脉动系数对放电重复率的影响[2Ο3],以及长时间条件下的放电脉冲序列分析[4Ο5].国内学者则研究了直流放电下油纸绝缘老化问题[1]、脉冲电容器[6]和地铁电缆[7]的直流局部放电脉冲序列检测与分析等,直流下的局收稿日期:2007Ο07Ο09.　作者简介:司文荣(1981-),男,博士生;李彦明(联系人),男,教授,博士生导师.部放电脉冲波形测量与分析目前还没有文献报导.本文组建了直流下局部放电试验和测试系统,对设计的6种模拟换流变压器油纸绝缘的缺陷模型进行了直流下局部放电脉冲波形测量,并对测量过程中出现的脉冲波形进行了分析.这为进一步研究直流下局部放电特性提供了实验依据.1　直流下局部放电模型在交流电压作用下,绝缘中的电场呈容性分布,与材料的介电常数成反比.在稳态直流电压下,绝缘中电场成阻性分布,与材料的电导率成反比.据此,可以使用分析绝缘内部缺陷放电的abc 三电容等效电路来分析直流局部放电[5].假设电阻是线性的(实际工况并不一定),在施加纯直流电压时,缺陷上的电压分布(本文中局部放电模型分析以及测量均在直流稳态下)V c =R c R b +R c1-exp -tτV(1)式中:V 为试品上的电压;τ是时间常数.在绝缘的缺陷两端,当电压到达u ,且放电初始电子积累到一定量时,则发生放电,新的一次放电周期开始.两次放电时间间隔Δt 等于恢复时间t r 加上放电初始化电子的等待时间t LΔt =t r +t L =-τln (1-u/V s )+t L(2)式中:u 是缺陷处的击穿电压;V s 是缺陷不被击穿时其两端最终达到的电压.由于(1-u/V s )很小,根据泰勒展开,式(2)可以简化为Δt =τ(u/V s )+t L (3)因为放电初始化电子的产生是一个累积过程,放电的触发电压是变化的,从而导致了放电时间间隔和放电幅值的变化,不同缺陷结构本身的各种因素使得放电脉冲的单个波形具有各自的波形特征参数.一般情况下,脉冲上升沿时间比下降沿小得多,即上升沿较陡而下降沿较缓.由V c 恢复到V s ,完整的单个脉冲持续时间是很长的,取决于缺陷模型系统的放电时间常数τ.2　试验与测量系统直流下局部放电检测与交流下检测原理相同[5],都可以使用IEC60270推荐的脉冲电流法测量直流下的局部放电脉冲波形.本文使用超宽带检测方法测量直流下局部放电脉冲波形.211　试验回路图1给出了试验与测量回路的原理接线图.图中直流高压源由硅堆内置的100kV 负极性直流高压发生器与大R C 负载组成(由于大R C 负载,使得直流高压发生器内部即使存在局部放电也会被硅堆阻截),其中R =200M Ω、C =30nF.电阻R 1和R 0构成10000∶1的电阻分压器,从R 0两端读取试验电压值.C k 为85p F 耦合电容,R z 为阻值数百k Ω的水电阻,C x 为试品.由于油中单次放电脉冲的持续时间一般在几十纳秒到几纳秒之间,波头可能更陡[8](几纳秒到几十纳秒).为了得到足够多的放电波形信息,必须用很高的采样频率对放电脉冲波形进行采集.试验中采用DPO4054数字示波器,500M Hz 模拟带宽,215Gs/s 的采样率(理论上可能测得的最陡脉冲前沿为017ns ).图1　直流下局放脉冲测试回路212　测量电阻脉冲检测阻抗由无感电阻R d (阻值取为100Ω)和保护单元P 并联而成,封装在一屏蔽铜管内.测量电缆C M 的波阻抗z 及首、末端接入的电阻R 50为50Ω(图1中末端匹配省略显示).为检验脉冲测量系统的频率响应特性,利用方波源信号的陡下降沿(为2ns )作为输入信号,并与经测量电阻后的信号进行比较.方波源的陡下降沿信号与经过测量电阻后的信号波形如图2所示.示波器测得方波源的下降沿为2ns ,经过测量电阻后的下降沿为3ns ,相比之下下降沿只增加了1ns ,波形无过冲和振荡现象,对比图2b 可发现振荡是方波源信号自身的(曲线上没有增加拐点).据此,可以认为无感测量电阻R d 的性能是满足使用要求的.213　空气中电晕试验为了验证试验和测量系统的稳定性,对直流下空气中电晕放电波形进行了测量.图3所示为用于连接试品的导线端部没有进行处理的情况下,在加压后示波器检测到的电晕放电波形.在整个升压过程中,放电脉冲波形稳定,放电频率随电压幅值的升284西　安　交　通　大　学　学　报 第42卷　(a )时域波形(b )频谱图2　校验脉冲和经测量系统传输后脉冲及其频谱高而增大.文中给出的脉冲波形都是使用小波消噪后的波形,其原始波形在图中均以小图显示.从图3可以得出,电晕放电脉冲波形的波头时间约为30ns ,脉冲持续时间约为300ns ,没有振荡和过冲.此试验结果表明整个系统是满足试验要求的.图3　直流下空气中电晕放电波形3　油纸绝缘模型设计作者设计了6种油纸绝缘局部放电模型以模拟换流变压器油纸绝缘的典型缺陷,试验中试品C x 分别为油纸针板、油纸平行板间隙、油纸沿面、油纸内部缺陷、油纸楔形和油纸悬浮,放电模型如图4所示.6种模型分别装于盛满变压器油的带有排气孔的密封有机玻璃筒内.4　放电脉冲波形测量与分析411　油纸针板放电直流下油纸针板放电相对非常稳定,跟以下所有缺陷模型产生的脉冲波形一样,均没有过冲和振荡.试验时,当直流高压加到一定值时,针板模型开始放电,示波器偶尔(电压较低时,需等一段时间)捕捉到图5a 所示的单个脉冲.该脉冲波形与其他缺陷模型产生波形的区别最大,为多峰脉冲,脉冲包络可图4　油纸绝缘放电缺陷模型视为单指数衰减波形,第一个峰的上升沿较陡,约为1ns ,包络下降沿约为30ns ,半峰宽约20ns ,整个脉冲持续时间约为150ns.继续升高电压,放电频率增加,放电幅值也相应增大,出现了100mV 以上的高幅值脉冲.当电压升高到一定值时,开始听到明显的放电声,油间隙频繁被击穿,出现图5b 所示的强放电脉冲群,但是单个脉冲波形没有发生变化(图5b 中I ).脉冲群有两种形式,图5b 中I 是单个脉冲没有完全发展的连续脉冲群,II 是单个脉冲发展较完整的连续脉冲群,这两种放电脉冲群的幅值都是逐渐增大的.412　油纸平行板间隙放电图4所示的平行板间隙模型,由于上下电极大小一致,可以视为均匀场,与其他5个电极模型不一样,放电点不确定,因此试验主要考核的是该模型可能存在的薄弱环节.油纸平行板间隙模型产生的单个放电波形如图6所示.试验过程中,电压加到一定值时,偶尔出现的放电波形与继续升高电压后高频率出现的脉冲波形相同,幅值上略有差异,放电一直很稳定,没有出现其他形式的放电波形.由图6中得出,油纸平行板间隙放电是单指数衰减波形,脉冲持续时间较长,可达215μs 以上,半峰宽约为40ns ,上升沿和下降沿分别约为10ns 和80ns ,与其他脉冲波形的特征参数比较来看,其上升沿和下降沿均较缓.413　油纸内部缺陷放电油纸内部间隙模型产生的单个放电波形如图384　第4期 司文荣,等:直流下油中局部放电脉冲波形测量与特性分析(a )单个脉冲(b )放电脉冲群图5　油纸针板放电脉冲图6　油纸平行板间隙单个放电脉冲7a 所示.单个脉冲出现规律与油纸平行板缺陷模型一样,只是当高压升高到一定值时,会出现小幅值的连续双脉冲.如图7b 所示,第一个放电脉冲还没有完全形成,第二个脉冲就紧接着出现,直到完全形(a )单个脉冲(b )双脉冲图7　油纸内部缺陷放电脉冲成.脉冲波形属于带次峰的单指数衰减波形,脉冲持续时间也较长,可达3μs 以上,半峰宽约为10ns ,上升沿和下降沿分别约为3ns 和30ns.414　油纸沿面放电直流下油纸沿面放电模型由于其自身结构在较低电压下就开始放电,产生的单个放电波形如图8a 所示,升高电压后也出现了小幅值的连续双脉冲(图8b ).在整个升压过程中,放电频率增加,幅值基本不变,放电波形参数也基本不变.单个脉冲波形属于单指数衰减波形,脉冲持续时间约115μs ,半峰宽约为30ns ,上升沿和下降沿约为6ns 和100ns.由上述分析结果可以看出,直流下油纸平行板间隙、内部缺陷以及油纸沿面放电脉冲的持续时间都可达1μs 以上,从波形上看,从下降沿的80%处恢复至放电初始位置需要的时间占整体脉冲持续时间的95%以上(见图8a ).这与前述基于直流下局部放电模型的放电规律一致.415　油纸楔形放电楔形放电模型在较高电压下才开始放电,出现单个脉冲,波形如图9a 所示.脉冲幅值较小,可视为双指数衰减波形,脉冲持续时间达2μs ,半峰宽约为20ns ,上升沿和下降沿分别约为4ns 和30ns.试验中升高电压,放电频率增高,幅值也变大,单个脉冲波形没有变化,波形特征参数也基本没有变化.升高电压至一定值时,除了能稳定捕捉高幅值的单个脉冲外,出现了大量其他形式的脉冲(见图9b ).图9b 中I 、II 两个脉冲峰的时间间隔以及III 前两个脉冲峰值的时间间隔均约为30ns ,IV 所示(a )单个脉冲(b )双脉冲图8　油纸沿面放电脉冲484西　安　交　通　大　学　学　报 第42卷　(a )单个脉冲(b )其他形式脉冲图9　油纸楔形放电脉冲的是时间间隔大于100ns 的两个脉冲.这可能是由于在高场强下,楔形表面单点的连续放电或是多点放电引起的.416　油纸悬浮放电油纸悬浮缺陷放电脉冲幅值较小,放电也十分稳定,升高电压只是影响放电频率,并不影响放电波形及其波形参数.如图10所示,放电波形为单指数衰减波形,脉冲持续时间约为1μs ,半峰宽约为20ns ,上升沿和下降沿分别约为3ns 和30ns.图10　油纸悬浮单个放电脉冲417　单个脉冲波形对比对6种缺陷模型在直流高压试验中的局部放电现象分别进行了描述及分析,表1为6种缺陷模型对应单个脉冲的部分特性对比,表中波形参数项依次为上升沿、下降沿和半峰宽.从波形外形来看,除楔型模型产生的脉冲为双指数衰减波形外,其他5种模型产生的脉冲均为单指数衰减波形;从脉冲波形参数整体上看,上升沿均较陡,但下降沿较缓,持续时间长(针板模型放电除外).表1　脉冲波形对比类型外形次峰多峰波形参数/ns持续时间/μs针板单衰-+1,30,20<1平行板单衰--10,80,40>1内部单衰+-3,30,10>1沿面单衰--6,100,30>1楔型双衰--4,30,20>1悬浮单衰+-3,30,20>15　结　论(1)建立了直流下局部放电试验与脉冲波形的测试系统,利用方波源的陡下降沿信号对测量电阻进行校验,并对直流下空气中电晕放电波形进行了检测,结果表明测量系统可以满足试验要求.设计了6种油纸绝缘放电模型以模拟换流变压器实际工况条件下的典型缺陷,试验结果表明,相同条件下的缺陷模型放电稳定、重复性较好.这为直流下油纸绝缘局部放电研究提供了一个试验平台.(2)直流下放电脉冲波形不存在振荡分量和过冲,部分脉冲波形呈多峰状以及下降沿带有毛刺.不同缺陷模型放电脉冲的上升沿、下降沿、半峰宽等波形参数均有差别,为直流下利用放电脉冲波形参数识别放电类型提供了可能.从波形测量结果来看,放电波形符合直流下局部放电规律,单个脉冲的完整持续时间较长,可达1μs 以上.参考文献:[1]　于钦学,邱昌容,谢恒坤,等.油纸绝缘直流局部放电的研究[J ].变压器,1998,35(5):17Ο20.YU Qinxue ,Q IU Changrong ,XIE Hengkun.Study on partial discharge in oil 2immersed insulation under DC voltage [J ].Transformer ,1998,35(5):17Ο20.[2]　RENA TE S ,J O HNL L.Partial discharge testing un 2der direct voltage conditions [J ].IEEE Trans on Aer 2ospace and Electronic System 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油浸式变压器的局部放电问题研究发布时间：2022-10-12T07:52:44.576Z 来源：《当代电力文化》2022年6月11期作者：史磊[导读] 油浸式变压器作为电力系统中最为常见的变压器类型之一，被广泛的应用到各电力系统中。

史磊山东电工电气集团有限公司 250002摘要油浸式变压器作为电力系统中最为常见的变压器类型之一，被广泛的应用到各电力系统中。

但是由于油浸式变压器在实际应用时会受到许多因素的影响导致其在正常运行工况下发生局部放电现象，最终降低油浸式变压器使用性能，甚至还会造成大范围停电影响。

因此本文在研究时就以油浸式变压器为例，通过对油浸式变压器局部放电现象进行分析，探究油浸式变压器局部放电检测技术和预防对策，以期能够有效降低局部放电对变压器性能的影响。

关键词：油浸式变压器；局部放电；放电原因；预防对策1 油浸式变压器局部放电现象分析局部放电就是变压器内部产生能量聚集，然后这些能量集中在变压器的绝缘表面，从而发生的一种放电现象。

对于油浸式变压器而言，在绝缘结构的边缘、气隙以及油膜等位置经常会发生局部放电现象，油浸式变压器外部结构如图1所示。

根据变压器发生放电现象时的绝缘介质进行划分，可以将油浸式变压器局部放电划分为油液放电和气泡放电两种。

根据变压器发生放电现象时的绝缘部位进行划分，可以将油浸式变压器局部放电划分为固体绝缘放电和绝缘纸板放电两种。

其中固体绝缘放电主要是在油浸式变压器内部的电极、空穴等位置，绝缘纸板放电主要是在油浸式变压器内部的油隙、固体绝缘端等位置。

图1 油浸式变压器外部结构在油浸式变压器内部存在液体、固体、气体三种不同的介质，且这三种介质的介电常数是不同的，气体的介电常数最小，固体和液体的介电常数需要根据具体介质的不同进行对比。

当油浸式变压器绝缘材料的空穴或者是内部的油液中存在大量气泡时，这样在交流电的作用下气泡所承受的电压和场强就比较大，此时再加上气泡的介电常数比较低、抗压能力差，很容易引发局部放电现象。

第三章局部放电试验随着电力系统电压的不断提高，电气设备在工作电压下的局部放电是使绝缘老化并发展到击穿的重要原因。

局部放电试验是检测绝缘内部局部放电的极好的方法。

因此，局部放电试验已被定为高压设备绝缘试验的重要项目之一。

第一节局部放电特征及原理一、局部放电的特征局部放电是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金属表面的边缘及尖角部位场强集中引起局部击穿放电等。

这种放电的能量是很小的，所以它的短时存在并不影响到电气设备的绝缘强度。

但若电气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。

局部放电是一种复杂的物理过程，除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外，还会产生电磁辐射、超声波、光、热以及新的生成物等。

从电性方面分析，产生放电时，在放电处有电荷交换、有电磁波辐射、有能量损耗。

最明显的是反映到试品施加电压的两端，有微弱的脉冲电压出现。

当试品中的气隙放电时，相当于试品失去电荷q，并使其端电压突然下降△U，这个一般只有微伏级的电源脉冲叠加在千伏级的外施电压上。

所有局部放电测试设备的工作原理，就是将这种电压脉冲检测出来。

其中电荷q称为视在放电量。

二、局部放电的机理1．局部放电的发生机理局部放电的发生机理可以用三电容模型来描述图3-1 电极组合的电气等值回路描述局部放电几个主要参量。

(1)视在放电电荷q。

它是指将该电荷瞬时注入试品两端时，引起试品两端电压的瞬时变化量与局部放电本身所引起的电压瞬时变化量相等的电荷量，视在电荷一般用pC(皮库)来表示。

(2)局部放电的试验电压。

它是指在规定的试验程序中施加的规定电压，在此电压下，试品不呈现超过规定量值的局部放电。

(3)局部放电能量w。