变压器的局部放电及减小局放的措施
- 格式:doc
- 大小:17.00 KB
- 文档页数:4
变压器局部放电变压器是电力系统中不可缺少的设备,用于改变电压的大小,以实现电能的传输和分配。
然而,变压器在运行过程中可能会出现局部放电的问题。
局部放电是指在变压器内部的绝缘材料中发生的局部放电现象,它可能会导致设备故障和电力系统的不稳定性。
本文将讨论变压器局部放电的原因、检测方法以及预防措施。
一、局部放电的原因1. 绝缘材料缺陷:变压器的绝缘材料可能存在缺陷,如气泡、杂质和裂缝等。
这些缺陷会影响材料的绝缘性能,从而导致局部放电的发生。
2. 老化和磨损:长时间的运行和负荷变化会导致变压器内部的绝缘材料老化和磨损。
老化的绝缘材料会失去原有的绝缘性能,容易引发局部放电。
3. 过电压:电力系统中的过电压是变压器局部放电的主要原因之一。
过电压可能由外部因素,如雷击,或者内部因素,如开关操作而产生。
当电压超过材料的击穿电压时,局部放电就会发生。
二、局部放电的检测方法1. 电压法:通过测量变压器的局部放电产生的脉冲电压来进行检测。
这种方法需要使用高频电压脉冲发生装置和电磁传感器来采集变压器局部放电产生的脉冲信号。
通过分析脉冲信号的特征可以判断局部放电的程度和位置。
2. 频谱分析法:该方法通过对变压器的电流或电压信号进行频谱分析来检测局部放电。
局部放电会产生特定的频谱特征,通过对频谱图的分析可以确定局部放电的存在和程度。
3. 热像仪法:利用红外热像仪对变压器表面进行扫描,通过测量热量分布来检测局部放电。
局部放电会产生热量,导致变压器表面温度的异常升高。
热像仪可以实时监测变压器表面温度的变化,从而判断局部放电的情况。
三、局部放电的预防措施1. 绝缘材料的选择:选择具有良好绝缘性能的绝缘材料,减少绝缘材料的缺陷和老化现象。
2. 绝缘材料的维护:定期检查和维护变压器的绝缘材料,及时更换老化和磨损严重的部件,确保其良好的绝缘性能。
3. 过电压保护:安装过电压保护装置,及时检测和抑制过电压现象,保护变压器免受过电压的侵害。
油浸式变压器局部放电问题解决方案的探究油浸式变压器是电力系统中重要的电器设备之一,其工作稳定性直接关系到电力系统的安全稳定。
然而,由于变压器长期处于高压、大电流环境下工作,容易出现局部放电问题。
局部放电的产生不仅会加速变压器的老化、损坏,还可能引起火灾、爆炸等严重后果。
因此,如何解决变压器局部放电问题,对于保障电力系统的稳定和安全具有重要意义。
一、局部放电的原因局部放电是指介质中局部出现的放电现象。
在油浸式变压器中,局部放电主要由以下原因引起:1.涡流损耗:变压器在工作时,交变电场会引起铁芯中的涡流,这些涡流会在铁芯表面形成磁致伸缩应力,使铁芯变形并产生高频振动,从而引起局部放电。
2.介质缺陷:变压器中的绝缘介质,例如纸、油、绝缘胶带等,在制造、运输、装配或使用过程中可能存在缺陷,如气泡、异物、裂纹、局部压缩等,这些缺陷会成为放电的起始点。
3.绝缘老化:变压器长期处于高压、高温、大电流环境下,绝缘材料会因为各种因素(如氧化、热裂、电化学反应等)逐渐老化、破坏,从而导致绝缘强度下降,局部放电产生。
二、局部放电的检测方法为了及早发现变压器中的局部放电问题,保障电力系统的安全稳定,需要进行局部放电检测。
目前的局部放电检测方法主要有以下几种:1.高压检测法:在变压器加以高压脉冲时,如出现放电,脉冲波形会被曲线发生变化,可通过特定的分析方法判断出放电的位置和程度。
2.气体检测法:变压器中的局部放电会产生气体,通过采集变压器周围的空气来检测气体元素和浓度,可以确定变压器中是否存在局部放电情况。
3.超声检测法:超声探头经过变压器油中的放电气泡或产生的声音会引起回波,通过回波的信号处理,可以判断出放电位置和程度。
4.光纤检测法:利用光纤传感技术,将光纤固定在变压器内部,当发生局部放电时,由于放电引起内部温度变化,使光纤对应位置的受力、长度、形变等发生变化,利用变化的信号进行判断。
1.维护保养:定期进行变压器的维护保养,及时清除变压器内部的灰尘、异物等,防止其对绝缘系统造成影响,同时加强绝缘油的检测和更换,保证绝缘油的质量。
变压器局部放电吴利仁(长沙顺特变压器厂,410014)摘要:本文对局部放电产生的原因及其特点进行了论述,并对消除局部放电的方法及途径进行探讨。
关键词:变压器局部放电前言对变压器局部放电的探索研究始于本世纪50年代后半期,在这之前人们普遍认为,变压器在经过工频耐压和冲击耐压试验后,便可保证长期运行。
但在实际工作中发现,有些变压器,虽然经受过各种耐压试验,但运行一段时间后,在没有任何过电压的情况下,还是发生了故障,查其原因,认为是在工作电压下变压器绝缘内部长期存在局部放电所致。
从而变压器内部的局部放电便越来越受到人们的重视。
IEC60076和GB10943也将局部放电试验列为110KV级产品的例行试验。
1.局部放电的定义在电场作用下,绝缘系统中只有部份区域放电,而没有贯穿施加电压的导体之间,即尚未击穿,这种现象称为局部放电。
2.变压器局部放电特点变压器的绝缘结构主要由油、纸、纸板和其它一些固体绝缘等构成。
低电压等级变压器,其绝缘距离往往由力学强度和结构尺寸决定,即力学强度和结构上所要求的尺寸比电气强度要求的尺寸大;高电压等级的变压器,其绝缘结构与距离主要由电气强度决定。
如果不考虑局部放电,即由试验电压确定。
虽然变压器能承受住比运行电压高得多的耐压试验,但在耐压过程中产生的强烈局部放电有可能使绝缘遭受不可恢复的损伤。
因此,要降低变压器的局部放电,就要求其绝缘系统具有较高的起始放电电压。
局部放电的起始放电电压决定了放电部位的局部场强。
变压器中可能在各种不同部位上出现较高场强而导致局部放电,而较高场强的部位不一定都出现在高电位上,低电位或地电位上也可能出现较高的场强。
也就是说,在变压器内不但在高电位上可能出现局部放电,在低电位甚至地电位上也可能出现局部放电。
3.变压器局部放电产生的原因及部位3.1.1最经常造成局部放电的是绝缘体或外表存在的气泡,如果在变压器油中或在固体中含有气泡,则气泡中的电场强度比周围介质高,而气泡的击穿场强,在大气压力附近,总是比油或固体介质低很多,因此气泡就首先放电,而其它介质仍然保持绝缘性能,就形成局部放电。
浅谈干式变压器局部放电试验故障分析及处理方案摘要:随着社会经济的发展,各种用电设备越来越多。
各行各业对电力的需求越来越大,优质的电能质量是保证社会安全稳定发展的基石。
电力变压器作为电网中重要的电力设备之一,在电网中起到变换电压的作用。
变压器的质量优劣直接影响电网的电能质量。
因此在生产制造环节严格把控变压器的质量,保证变压器安全稳定运行至关重要。
但是在生产过程中经常遇到变压器存在局放放电超标的问题。
众所周知,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薄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的局部击穿放电。
关键词:变压器;试验;分析;处理方法引言下面以我公司生产过程中遇到的实例进行讲述,近期我公司发现9台变压器局部放电超标,并且此次放电类型与前期公司干变放电的类型不同。
整体放电量维持在40pc-100pc左右,为查找原因及缩小查找范围。
同时,排除是否高压线圈外部的原因导致的放电。
我们采取了以下试验方法:1.判断局部放电是来自主绝缘还是纵绝缘。
试验变压器8台其具体试验数值见附页,根据试验数据分析其存在共同的现象如下:1.进行变压器整体试验加压时,高、低压线圈之间电压达到10-13kV时没有放电产生。
电压达到17-20kV左右时出现此类型的放电,且瞬间出现放电时的放电量为300pc左右,电压达到30kV左右放电达到3000pc。
随电压的升高放电量放电增大缓慢增加。
当电压降至13kV时(正常局放检测电压)放电消失,此电压与变压器感应法做局放试验时检测局放电压相比较,该电压高于变压器的局放检测电压,此放电不是局放产生的原因,因此判定局部放电来自纵绝缘。
1.线圈使用感应法做局放试验时,低压电压达到360V-400V时出现放电(约合高压9 kV -10kV)时,放电量为40pc-80pc.随施加电压的升高放电量变化不明显,最大不超过150pc-200pc,且波形幅值不对称。
变压器的局部放电问题谈谈《变压器的局部放电》摘录作者:沈阳特变电工张玉春一前言GB1094.3-2003规定局放标准应不大于500PC。
但用户经常要求小于等于300PC或小于等于100PC,这种技术协议要求,就是企业的产品技术标准。
二局部放电及其原理局部放电又称游离,也就是静电荷流动的意思。
在一定的外施电压作用下,在电场较强的区域,静电荷在绝缘较弱的位置首先发生静电游离,但并不形成绝缘击穿。
这种静电荷流动的现象称为局部放电。
对于被气体包围的导体附件发生的局部放电,称为电晕。
三产生局部放电的原因:(1)变压器内部的金属件、绝缘件要园整化,不能有任何尖角和毛刺。
因为在高电场强度作用下,电荷容易集中到尖角的地方,从而引起放电。
(2)金属接电部件之间、导电体之间电气连接不良,也会产生放电。
尤其金属悬浮,情况更为严重。
如110KV级以上铁心结构的金属连接件,其接触面不涂漆;夹件上固定木件的小支板与螺栓连接处不涂漆,以保证金属连接件的紧密接触;地屏上的铜片与接地片必须焊牢,以避免接触不良或悬浮等。
(3)绝缘件内部存在着气隙气泡。
电木筒和层压纸板的各纸层之间,如果真空浸漆或干燥工艺处理不好,就会在内部形成空腔,浸油以后,油往往不能浸入空腔,从而形成气隙;如果油处理不好也会有气泡存在。
气泡的介电系数比绝缘材料的介电系数小,故绝缘内部所含气隙承受的电场强度比邻近的绝缘材料高,达到使击穿的程度,从而使气隙先发生放电;另外,在电场集中的地方,可能使局部绝缘(油或纸)击穿或固体绝缘表面放电。
(4)变压器内不能有灰尘、杂物、特别是金属粉尘和纸末纤维等以免发生放电造成不良后果。
四局部放电的危害:局部放电是引起绝缘老化并导致击穿的主要原因。
降低变压器使用寿命。
五降低局部放电产生的措施:(1))研究和分析绝缘结构的电场分析、击穿和局部放电特性,找出允许的最大场强。
同时还需要加强技术管路,积累经验,提高企业的工作水平。
(2)操作人员要严格控制工艺规程,绝缘层压件中不能有气泡、水分和纤维杂质,以免其引起电场分布的畸变,导致局部电场强度的升高。
关于变压器局放请问干式变压器局放试验为什么第一次做出现局放,重做又没有?1第一次的局放点可能已经在放电后消除了2很多时候都是这样的,我的解释是,在第一次做后,部分局放位置(气泡)的电子已经被激活(无规则运动),在这种情况下,第二次需要更高的电压来让这些被激活的电子做定向运动形成放电了还有是否与接线有关检查下变压器内部存在“小毛刺”如玻璃纤维等,经试验加高电压后,毛刺去除,自然局放问题消除。
变压器局放问题如何降低变压器局放,请讨论在设计上采取那些措施!绝缘件选好材料就没问题了局部放电和设计.材料.制造工艺.生产环境等均有关系主要是要减少变压器绝缘体内的气泡以及气隙,比如树脂浇注要高真空度避免气泡产生,层间材料要尽量不含有气隙等。
设计上要分析,工艺上要谨慎,环境上要优良电磁计算方面,要控制各部分电场强度在允许的范围内,要注意引线电场强度的控制结构设计方面,夹件距铁心窗高距离尽可能大一些,引线铁支架尽量远离器身;使用成型角环,合理放置角环,改善端部场强工艺方面:在制造过程中,金工件的清洁度要高,金工件尽量减少尖角,均以圆弧过渡,周边倒圆角;要特别注意器身中各部件的清洁,不允许带入任何金属异物;在高电场中,切忌使用环氧玻璃布板;主压板要开导气孔,干燥时充分排出绝缘件中的水份和气体,避免因绝缘材料中含有气体而引起局部放电;油箱内所有金属零部件,必须可靠接地,绝对不允许出现悬浮;采用抽真空注油,变压器油,事先要进行彻底的脱气处理;变压器注油后,应该有相应的静放时间,使变压器中可能残存的气体被变压器油充分吸收,避免在进行局放试验时发生气体中的放电,变压器试验前的静放时间电压等级(KV) 10 35 66-110 220 550静放时间(H) 12 24 36 72 120大直径引的的许用场强一般比小直径引的的许用场强低,同样的绝缘距离,引线直径越小,起始放电电压越低,对于高电压产品,引线的选择不仅考虑载流,还要考虑引线的场强,从而减小局放尽量不要让油箱的焊缝正对着线圈,箱壁上的场强在焊线表面会增加两倍,当这部分场强较高时,就会产生局部放电变压器局部放电是怎样产生的?如何测量和防止?返回技术文献首页来源:中国论文下载中心局部放电主要是变压器、互感器以及其他一些高压电气设备在高电压的作用下,其内部绝缘发生的放电。
在线监测模式中干式变压器局部放电分析一、干式变压器的局部放电问题分析干式变压器是指在其绕组和铁芯中不使用油作为绝缘介质的变压器。
相对于油浸变压器,干式变压器无油污染、无油泄漏的问题,因此在一些特殊场所和环境中得到了广泛应用。
干式变压器的局部放电问题一直是制约其发展的主要瓶颈之一。
局部放电是指绝缘介质中存在局部缺陷或受到局部电场强度过高时,介质发生电击穿或击穿前的放电现象。
局部放电不仅会导致绝缘材料的老化,还会引起绝缘剥落,甚至在恶劣情况下导致变压器的故障和事故。
在线监测模式中对干式变压器的局部放电进行分析具有重要的意义和必要性。
在线监测模式可以实时监测和记录变压器的运行状态、绝缘材料的状态和局部放电情况。
通过综合分析这些数据,可以及时发现和诊断变压器的潜在问题,采取针对性的措施进行解决,从而保证变压器的正常运行和安全性。
通过在线监测模式对干式变压器的局部放电进行分析,可以为变压器的预防性维护和检修提供重要的依据和参考,有利于延长变压器的使用寿命和提高其可靠性。
1. 信号采集和处理在线监测模式中对干式变压器的局部放电进行分析,首先需要进行信号的采集和处理。
可以采用一些先进的传感器和数据采集设备,对变压器的局部放电信号进行实时监测和采集。
然后,经过适当的信号处理和滤波,将采集到的数据转化为可分析的信息,为后续的处理和分析提供必要的数据基础。
2. 特征提取和分析在信号采集和处理的基础上,可以利用一些先进的特征提取和分析技术,对局部放电信号中的特征进行提取和分析。
可以采用小波变换、时频分析等方法,对局部放电信号进行特征提取和分析,从而获得变压器的局部放电特征参数和规律性变化。
3. 状态诊断和预测通过信号的特征提取和分析,可以对变压器的局部放电状态进行诊断和预测。
通过建立一定的模型和算法,可以对变压器的局部放电进行状态识别和预测,从而及时发现和解决潜在的问题,保证变压器的安全运行。
四、结语通过在线监测模式中对干式变压器的局部放电进行分析,可以为变压器的正常运行和安全性提供重要的保障。
变压器的局部放电及减小局放的措施
作者:崔娜,郭昕
来源:《科学与财富》2014年第09期
摘要:介绍变压器的局部放电及减小局放的有效措施,保证变压器能够满足试验要求。
关键词:变压器;绝缘弱点;局部放电
一、引言
因为变压器涉及了电、磁、热、力等多学科,所以研究局部放电将是一个复杂的问题,就目前的科研进程看,对于变压器局部放电的评估,还只是粗略的,我们还是可以从设计、工艺各方面采取相应的有效措施去降低局部放电量,以增加变压器的寿命。
为此本文将从局部放电产生的机理、局部放电的性质及如何采取措施降低局放等方面,谈谈看法。
二、产生的原因及分类
首先应该知道局部放电的概念,它有两个方面的意义:一指并非在全部电极表面,只是在局部地方;二是绝缘介质的整个厚度上并非都有电击穿,而是在某一绝缘结构中,存在某些绝缘弱点,它在一些外施电压作用下会首先放电,但并不随即扩至整个绝缘结构,以上这两种现象称为局部放电。
那么绝缘弱点的具体表现是什么呢?一般认为有:
1、绝缘材料中存在着空穴或空腔,其内通常是充满了气体。
例如,常用的电木筒,层压绝缘纸板的各层间,由于真空及浸漆干燥工艺处理不佳,或是压制过程的填充不足等,就可能产生这种现象。
当其浸油时,由于漆膜严密,油往往不能浸入此空腔内,故当含有这些绝缘材料的绝缘结构受到一定电场强度作用时,会因下述两个原因使空穴首先发生放电:
2、变压器油中存在着悬浮状态的气体空腔(简称气泡),如果变压器绝缘结构中浸有处理不良的变压器油时,即含气泡,则由于第(1)原因所述的理由,气泡会首先出现放电。
事实上,变压器油含气量还很大,既使进行真空脱气处理,也很难达到1%以下。
3、油纸绝缘内油膜或油—隔板式绝缘结构中油隙部分,在较高的外施电场强度作用下,会首先发生放电。
如变压器线圈间的主绝缘、线圈端部绝缘、引线绝缘、线段间及匝间绝缘等都可能发生此类放电。
4、绝缘结构中由于设计及制造上的原因,使某些区域中受到过高的电场强度而首先出现放电。
例如,作匝绝缘的导线表面出现尖角、毛刺或者油箱及某些金属结构件出现尖角等便属此类。
5、金属部件或导电体之间的电气连接不良,易引起该处放电。
对于超高压变压器,往往会在铁芯上发生局部放电。
这是由于铁芯中各硅钢片之间是相互绝缘的,而接地片只嵌入某两相邻的片间,倘若运行中片间所出现的感应电压作用强度超过片间绝缘膜的绝缘强度时,漆膜就会发生击穿。
6、绝缘筒或线圈在浸漆过程中,某些绝缘件出现漆瘤,或铁芯捆扎带、拉带等在干燥后,环氧树脂胶留下气泡,由于气体的绝缘强度低,该处首先出现放电。
7、环境条件的影响,如绝缘结构中的温度突然大幅度下降,或者气压显著下降时,均能使油中溶解气体的能力降低,从而使原处于溶解状的气体(这种气体状态对于局部放电影响很小)变为悬浮状,遂易引起气泡性局部放电的发生。
8、绝缘材质中夹杂金属颗粒。
如绝缘纸板中压进金属线,浇塑制品的螺杆、螺母、压钉垫圈等内部混杂金属粉尘等。
悬浮金属在电场中产生悬浮电位,从而引起介质放电。
9、局部放电本身的出现,会使绝缘介质分解出气体,从而进一步使局部放电得到发展,形成恶性循环。
由上可知,有些原因是因结构和材料关系而不可避免的,比如,油—隔板绝缘中的油隙部份是绝缘的弱点,纸板中或多或少地存在着空穴,绝缘介质中含有较多水分、气体或杂质等。
三、局部放电的电气特征
绝缘介质中局部放电的出现,可按气体介质或液体介质的电气击穿理论来说明。
油漆绝缘的气隙以及油中气泡里产生局部放电的必要条件是:
(1)、气体中的电场强度超过放电起始场强。
(2)、气隙内存在有效的自由电子。
按照放电机理,局部放电可分为三类:①汤逊放电,以电子碰撞电离为主。
即电子崩在高压场强作用下而引起的;②流注放电,以光电离为主,空隙中存在起始电子且流注条件好以满足时发生的放电;③热电离放电,以热电离为主,当湿度大于1000℃以上时发生。
四、局部放电对绝缘寿命的危害
由前面的叙述已知,局部放电发生的基本因素,是绝缘中某一部分受到过高的足以引起其放电的场强。
放电介质可能是气泡,也可能是油或固体绝缘,而固体绝缘的缺陷也往往是绝缘中有空穴和杂质。
局部放电的能量与介质所处的电场强弱、电场分布均匀程度、电极形状关系极大。
局部放电除对绝缘的直接侵蚀外,还会在油中产生(或将油及纸板分解出)H2(氢气)、CH4(甲烷)、C2H2(乙炔)、C2H4(乙烯)、CO(一氧化碳)、CO2(二氧化碳)等气体。
这些气体分布于油中,使油质变劣,大大降低了油的耐压强度和增加了介质损失率,从而减少了绝缘的使用寿命。
关于局部放电对绝缘的寿命的影响,目前还没有权威性的研究结论报导,但可以肯定地认为,局部放电量对绝缘寿命的影响,已超过温度对绝缘寿命的影响。
所以这种由局放引发的绝缘老化现象越来越受到重视。
所以目前对局部放电值的规定由500pc逐渐将至300pc甚至
100pc。
五、降低局部放电的措施
既然局部放电对绝缘有如此大的危害,则降低局部放电就是设计、工艺技术人员及操作工人的工作注意重点。
经过以上我们对局部放电产生的原因及对绝缘的侵蚀机理,我们可以得知如何在降低局部放电上采取措施。
那么,从设计到制造,主要需采取哪些措施,解决问题的关键在哪里呢?
设想一个球,支撑或悬浮在空中,如图示,球的半径为r,与之相对应的是地电位,于是形成一对电极。
现在球上施加电压U,那么,当二者相距很远时,球面上的一点电场强度(用同心球解析式)为:
E =U/r
相同r的任何其他电极,对很远的另一个电极以相同电压U不能产生大于上式中的电场强度。
即E 是可能的最大值。
上式显示了该设想的球(尖角)场强与小球的半径成反比。
无论是怎么的“尖”,都可以典型化成为一个半径为r的球(或球的一部分),只是r很小而已。
从上式看出,设U为200kV,r为1mm,则E为200kV/mm。
在油中,当以70kV/mm 为许用场强时,r=1不行,而r=3就行了。
由此可见,让尖端不尖,是降低局部放电的根本措施,而怎样提高许用场强,是材料、工艺的问题。
如果小球(尖角)已接地,如图示,因为接地也是一个电极,尖角处电位线较密,因此,尖角处比其他平面处的场强要大,也就比其他平面处容易放电。
以上分析了产生局部放电的关键所在,那么,要降低局部放电,在变压器结构上、工艺上、材料上应采取哪些具体措施呢?这里在总结前人经验的同时,谈谈个人的举措:
1、线圈各个点之间电位差,尽量做到减极性,避免形成加极性。
2、串联线圈与公共线圈连接的连线,导电部分的外径要加大,所有焊接部位,除尖角毛刺要与屏蔽结合起来,对于软屏蔽(如用金属铝箔),要有足够的紧度,外限适可而止。
3、目前使用的心柱围屏与铁轭围屏均为单层屏,每两条铜带间隔为5mm左右,且在线圈端部电场较强的部分为屏蔽不够,建议改为双层交叠式,且柱轭尽量延伸到接近尖角处。
4、各种金属零部件(金属接地部分)必须可靠接地,金属件要做到无尖角,绝缘端圈、垫块必须进行倒角处理。
5、引线的包扎工艺及清洁度也是造成局部放电量大的重要原因。
比如引线包扎时,包入了浸水绝缘,这些浸水绝缘在经过干燥处理后会形成硬纸团,水里也含杂质,即形成形状不规则的尖角电极。
当清洁度不好时,也形成了分散的悬浮电位。
所以,制造过程要予以高度重视。
总而言之,局部放电作为一种故障隐患,对变压器绝缘起着潜移默化的侵蚀作用。
而它的产生与设计、工艺、材料等方面都有联系。
所以要解决局部放电量大的问题,需要变压器设计、制造者共同努力,无论忽视了哪个环节,都将可能造成局部放电量增大,对变压器绝缘造成危害。
■。