電力變壓器局部放電故障檢測技術

進行變壓器局部放電的檢測時常采用感應加壓方式，試驗電壓一般要高于變壓器的額定電壓，為防止鐵芯過飽和，電源頻率常采用150-250Hz。

局部放電信號多從高壓套管末屏引出，若高壓套管沒有末屏，可用一耦合電容器引出信號。在測試阻抗上接一測試儀器，就可在測試儀器上與校正的放電量相比，即可得知局部放電的放電量。新標準GB1093.3-2003中對局部放電試驗電壓的持續(xù)時間將延長，還將增加短時工頻感應試驗電壓在預勵磁下，也測局部放電量。

一、局部放電試驗電源的頻率、電壓及持續(xù)時間和判斷

(1)電壓頻率、電壓及持續(xù)時間。為保證在被試變壓器加試驗電壓時，鐵芯不飽和的前提下，盡量減小試驗電源頻率，以利于減小補償電感的容量。

由于局部放電試驗是對電壓很敏感的試驗。只有當內(nèi)部缺陷的場強達到起始放電場強時，才能觀察到放電。因此，試驗標準對加壓幅值及持續(xù)時間、試驗接線等都作了明確的規(guī)定，必須嚴格按標準進行加壓試驗，才能對設備的局部放電性能作出正確的評估。

根據(jù)國標和IEC標準，在對變壓器進行局部放電試驗時，被試繞組的中性點應接地，并應按規(guī)定程序施加高壓端電壓。采用工頻試驗電源是不可能使繞組中感應出這樣高的試驗電壓的。因為鐵芯磁通密度飽和，勵磁電流及鐵磁損耗都會急劇增加，因此提高電源頻率是唯一可行的辦法。同時，在測量電力設備的局部放電時，試驗標準中包括了一個短時間比規(guī)定的試驗電壓值高的預加電壓過程，這是考慮到在實際運行過程中局部放電往往是由于過電壓激發(fā)的，預加電壓的目的就是人為地造成一個過電壓的條件來模擬實際運行情況，以觀察絕緣在規(guī)定條件下的局部放電水平;例如在模擬的過電壓下發(fā)生局部放電后，在以后的30min 加壓時間中局部放電熄滅的情況。

(2)判斷變壓器局部放電的水平。就是在規(guī)定施加電壓及持續(xù)時間內(nèi)，對220kV及以上電壓等級的繞組線端放電量，一般應不超過相應規(guī)定的放電量標準，并要觀察其起始和熄滅電壓及隨所施加電壓的發(fā)展趨勢;試驗時變壓器中性點應接地。

二、變壓器局部放電故障的判斷

變壓器的局部放電故障，可能發(fā)生在任何電場集中或絕緣不良的部位，如固體絕緣材料或變壓器油中的氣泡，高壓繞組靜電屏出線，高電壓引線，相間圍屏以及繞組匝間等處。

嚴格說，變壓器內(nèi)部總存在程度不同的局部放電。這種一時尚未貫通電極的放電，如果涉及固體絕緣，嚴重時會在絕緣上留下痕跡，并最終發(fā)展為電極間的擊穿。而對于嚴重的局部放電故障，由于有些發(fā)展為擊穿的時間較短，并且油色譜分析的特征往往不明顯，這些都給及時診斷帶來困難。

在對變壓器進行油色譜分析時，考慮到放電故障總伴隨有乙炔和氫的成分，如果乙炔占總烴較大比例(例如30%及以上)，或乙炔達數(shù)十ppm，而變壓器仍能運行(或輕瓦斯保護動作)，一般可判斷為電位懸浮放電。如果乙炔和氫的成分增長，并伴隨一氧化碳增加，應懷疑存在涉及紙絕緣的局部放電，必須迅速查明原因，及時處置。

局部放電測試包括電氣法和超聲波法，測試應盡量按國家標準規(guī)定的加壓方法，使變壓器主、縱絕緣均承受較高的電壓，使放電缺陷明顯的暴露出來。超聲波法可以幫助確定放電的位置，是很有前途的試驗手段，只是目前測試儀器的性能尚不滿意，且難以確定放電量，這也限制了其單獨使用的范圍。

為了準確的診斷，除熟練掌握有關試驗方法和判斷標準外，還需要對變壓器結構有充分的了解，以利于通過各種試驗手段并進行初步分析判斷后查找故障部位。首先對變壓器附件，如冷卻器和套管等仔細檢查，確定其存在故障的可能性。對變壓器本體(包括分接開關)的檢查主要有兩種方法：即放油進箱檢查和吊罩檢查。放油進箱檢省時省力，是優(yōu)先考慮采取的檢查步驟;缺點是對進箱檢查人員技術素質要求高，而且有些部位不容易檢查到。發(fā)現(xiàn)電力變壓器的局部放電故障，可能是因為運行中的色譜分析異?；蜉p瓦斯保護動作，也可能是因其他預試中的結果超標。但局部放電故障與擊穿故障是有根本區(qū)別的，擊穿故障是電極之間(例如高壓對地或相間等)的擊穿，已造成變壓器絕緣的嚴重損壞，而局部放電故障是一種可能發(fā)展為擊穿，但尚未貫通電極的放電故障。

三、預試規(guī)程中對局放的要求

(1)試驗周期。預試規(guī)程規(guī)定變壓器消缺性大修后(220kV及以上);更換繞組后(220kV及以上，120MVA及以上);和必要時應進行局部放電試驗。

(2)試驗要求。進行局部放電試驗在線端電壓為1.5Um/ 時，放電量一般不大于500pc;在線端電壓為1.3Um/ 時，放電量一般不大于300pc。

(3)試驗中應注意的問題。

1)采用寬頻帶放大器要避免廣播、載波、電暈的干擾。當采用中頻電源時，要注意檢測阻抗的頻率下限值取高一些。

2)電流應采用對稱輸入，以減少電源設備的自身放電干擾。

3)在用電氣法進行局部放電測量試驗時，同時可應用超聲法進行放電的定位和探測。