變壓器局部放電故障
在電壓的作用下,絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)部的氣隙、油膜或?qū)w的邊緣發(fā)生非貫穿性的放電現(xiàn)稱為局部放電。
局部放電剛開始時是一種低能量的放電,變壓器內(nèi)部出現(xiàn)這種放電時,情況比較復(fù)雜,根據(jù)絕緣介質(zhì)的不同,可將局部放電分為氣泡局部放電和油中局部放電;根據(jù)絕緣部位來分,有固體絕緣中空穴、電極尖端、油角間隙、油與絕緣紙板中的油隙和油中沿固體絕緣表面等處的局部放電。
?。?)局部放電的原因。
1)當油中存在氣泡或固體絕緣材料中存在空穴或空腔,由于氣體的介電常數(shù)小,在交流電壓下所承受的場強高,但其耐壓強度卻低于油和紙絕緣材料,在氣隙中容易首先引起放電。
2)外界環(huán)境條件的影響。如油處理不徹底下降使油中析出氣泡等,都會引起放電。
3)由尋:制造質(zhì)量不良。如某些部位有尖角高而出現(xiàn)放電。帶進氣泡、雜物和水分,或因外界氣溫漆瘤等,它們承受的電場強度較
4)金屬部件或?qū)щ婓w之間接觸不良而引起的放電。局部放電的能量密度雖不大,但若進一步發(fā)展將會形成放電的惡性循環(huán),最終導(dǎo)致設(shè)備的擊穿或損壞,而引起嚴重的事故。
?。?)放電產(chǎn)生氣體的特征。放電產(chǎn)生的氣體,由于放電能量不同而有所不同。如放電能量密度在10-9C以下時,一般總烴不高,主要成分是氫氣,其次是甲烷,氫氣占氫烴總量的日80%一90%;當放電能量密度為10?8~10?7’C時,則氫氣相應(yīng)降低,而出現(xiàn)乙炔,但乙炔這時在總烴中所占的比例常不到2%,這是局部放電區(qū)別于其他放電現(xiàn)象的主要標志。
隨著變壓器故障診斷技術(shù)的發(fā)展,人們越來越認識到,局部放電是變壓器諸多有機絕緣材料故障和事故的根源,因而該技術(shù)得到了迅速發(fā)展,出現(xiàn)了多種測量方法和試驗裝置,亦有離線測量的。
?。?)測量局部放電的方法。
1)電測法。利用示波器、局部放電儀或無線電干擾儀,查找放電的波形或無線電干擾程度。電測法的靈敏度較高,測到的是視在放電量,分辨率可達幾皮庫。
2)超聲測法。利用檢測放電中出現(xiàn)的超聲波,并將聲波變換為電信號,錄在磁帶上進行分析。超聲測法的靈敏度較低,大約幾千皮庫,它的優(yōu)點是抗干擾性能好,且可“定位”。有的利用電信號和聲信號的傳遞時間差異,可以估計探測點到放電點的距離。
3)化學(xué)測法。檢測溶解油內(nèi)各種氣體的含量及增減變化規(guī)律。此法在運行監(jiān)測上十分適用,簡稱“色譜分析”。化學(xué)測法對局部過熱或電弧放電很靈敏,但對局部放電靈敏度不高。而且重要的是觀察其趨勢,例如幾天測一次,就可發(fā)現(xiàn)油中含氣的組成、比例以及數(shù)量的變化,從而判定有無局部放電或局部過熱。
變壓器火花放電故障
發(fā)生火花放電時放電能量密度大于10—6C的數(shù)量級。
(1)懸浮電位引起火花放電。高壓電力設(shè)備中某金屬部件,由于結(jié)構(gòu)上原因,或運輸過程和運行中造成接觸不良而斷開,處于高壓與低壓電極間并按其阻抗形成分壓,而在這一金屬部件上產(chǎn)生的對地電位稱為懸浮電位。具有懸浮電位的物體附近的場強較集中,往往會逐漸燒壞周圍固體介質(zhì)或使之炭化,也會使絕緣油在懸浮電位作用下分解出大量特征氣體,從而使絕緣油色譜分析結(jié)果超標。懸浮放電可能發(fā)生于變壓器內(nèi)處于高電位的金屬部件,如調(diào)壓繞組,當有載分接開關(guān)轉(zhuǎn)換極性時的短暫電位懸??;套管均壓球和無載分接開關(guān)撥釵等電位懸浮。處于地電位的部件,如硅鋼片磁屏蔽和各種緊固用金屬螺栓等,與地的連接松動脫落,導(dǎo)致懸浮電位放電。變壓器高壓套管端部接觸不良,也會形成懸浮電位而引起火花放電。
?。?)油中雜質(zhì)引起火花放電。變壓器發(fā)生火花放電故障的主要原因是油中雜質(zhì)的影響。雜質(zhì)由水分、纖維質(zhì)(主要是受潮的纖維)等構(gòu)成。水的介電常數(shù)e約為變壓器油的40倍,在電場中,雜質(zhì)首先極化,被吸引向電場強度最強的地方,即電極附近,并按電力線方向排列。
?。?)火花放電的影響。一般來說,火花放電不致很快引起絕緣擊穿,主要反映在油色普分析異常、局部放電量增加或輕瓦斯動作,比較容易被發(fā)現(xiàn)和處理,但對其發(fā)展程度應(yīng)引起足夠的認識和注意。
變壓器電弧放電故障
電弧放電是高能量放電,常以繞組匝層間絕緣擊穿為多見,其次為引線斷裂或?qū)Φ亻W絡(luò)和分接開關(guān)飛弧等故障。
?。?)電弧放電的影響。電弧放電故障由于放電能量密度大,產(chǎn)氣急劇,常以電子崩形e沖擊電介質(zhì),使絕緣紙穿孔、燒焦或炭化,使金屬材料變形或熔化燒毀,嚴重時會造成I備燒損,甚至發(fā)生爆炸事故,這種事故一般事先難以預(yù)測,也無明顯預(yù)兆,常以突發(fā)的形式暴露出來。
?。?)電弧放電的氣體特征。出現(xiàn)電弧放電故障后,氣體繼電器中的H2和C2H2等組分常高達幾千UL/L,變壓器油亦炭化而變黑。油中特征氣體的主要成分是H2和C2H2,其次C2H6和CH4。當放電故障涉及到固體絕緣時,除了上述氣體外,還會產(chǎn)生CO和CO2。