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揚(yáng)州國(guó)浩電氣有限公司

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變壓器局部放電的目的和意義

閱讀：24發(fā)布時(shí)間：2025-5-7

隨著電網(wǎng)的快速建設(shè)發(fā)展，輸電距離不斷增加，電壓等級(jí)也逐漸提高，由最初的高壓輸電發(fā)展至現(xiàn)在的特高壓交直流輸電。高壓輸電必須考慮電網(wǎng)中電力設(shè)備的絕緣問題。絕緣的作用是為了分隔不同電位的導(dǎo)體，從而使各導(dǎo)體保持各自的電位。絕緣是高壓電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)中的部分，據(jù)統(tǒng)計(jì)研究表明，在所有電力變壓器故障中有80%是絕緣故障。大型電力變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)絕緣要求高，因此，作為電網(wǎng)中的重要設(shè)備，其絕緣狀態(tài)與電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性密切相關(guān)。絕緣故障就是指絕緣介質(zhì)或部分喪失了隔離不同電位的作用，其最直接的表現(xiàn)形式就是電介質(zhì)擊穿。擊穿是指當(dāng)外界電壓達(dá)到某一臨界值后，介質(zhì)的電導(dǎo)率顯著增大，泄漏電流迅速增加，電介質(zhì)失去了原有的絕緣性能。電介質(zhì)的擊穿是一種瞬時(shí)狀態(tài)的變化，一般直觀可見，一般情況下，電介質(zhì)在擊前，絕緣性能已經(jīng)劣化，隨著劣化的逐步加深，最終表現(xiàn)為介質(zhì)擊穿。所以，在絕緣介質(zhì)被擊穿之前就對(duì)介質(zhì)的性能進(jìn)行檢測(cè)，并及時(shí)做出處理，可以有效地避免突發(fā)性的絕緣事故，保證電網(wǎng)運(yùn)行安全。局部放電可以作為分析、評(píng)價(jià)電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)的標(biāo)尺。局部放電一般是發(fā)生在絕緣介質(zhì)內(nèi)部極微小空間上的放電現(xiàn)象，一定程度的局部放電不會(huì)影響介質(zhì)的整體絕緣性能。

發(fā)生在高壓線和高壓設(shè)備中的局部放電的后果是非常嚴(yán)重的，最終可能會(huì)導(dǎo)致全面故障。固體介質(zhì)中的局部放電的累積效應(yīng)是由無數(shù)的局部傳導(dǎo)型放電通道(一種稱為放電樹枝的過程)形成的。重復(fù)的放電會(huì)引起絕緣材料不可逆的機(jī)械和化學(xué)性質(zhì)惡化。高能量電子和離子、來自放電產(chǎn)生的紫外線、攻擊空洞壁的臭氧以及在高壓力下化學(xué)分解過程釋放的氣體引起的裂化等各種因素引起的能量釋放都會(huì)引起破壞。介質(zhì)的化學(xué)變化同樣也會(huì)增強(qiáng)空隙周圍的介質(zhì)材料的導(dǎo)電性。

這又增加了先前未受影響的空白區(qū)域的電壓，加速了擊穿過程。和有機(jī)物和高分子介質(zhì)相比，許多無機(jī)物介質(zhì)，如玻璃、瓷器和云母等更不容易受到局部放電的破壞。

在用紙絕緣的高壓線中，局部放電以穿透紙線圈的小針孔開始，這些繞組與導(dǎo)電體和外套相鄰。隨著局部放電的持續(xù)進(jìn)行，重復(fù)的放電最終會(huì)引起受影響的紙層內(nèi)性的化學(xué)變化，并且會(huì)浸漬液體介質(zhì)。在情況進(jìn)一步惡化下，會(huì)形成導(dǎo)電碳化樹枝。這會(huì)對(duì)其余的絕緣材料施加很大的壓力，導(dǎo)致破壞區(qū)域的進(jìn)一步增大、沿著樹枝阻性加熱，并且進(jìn)一步焦化(有時(shí)又稱之為跟蹤)。如果任其發(fā)展，最終會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)材料的絕緣性失效，發(fā)生電氣爆炸。

變壓器中，局部放電的發(fā)生通常有兩個(gè)原因，一是在變壓器制造和安裝過程未發(fā)現(xiàn)的絕緣缺陷；二是在變壓器運(yùn)行過程中逐漸發(fā)生的，如雷電沖擊或操作沖擊電壓引發(fā)的絕緣弱點(diǎn)。變壓器發(fā)生局部放電時(shí)，通常會(huì)以熱量、聲波、光等方式向外界輻射能量。來自局部放電的局部加熱會(huì)導(dǎo)致絕緣材料的熱降解。盡管對(duì)直流電和輸電線頻率來說，局部放電的熱量等級(jí)通常都比較低，但是它會(huì)加速高電壓和高頻設(shè)備的故障。通過監(jiān)測(cè)發(fā)生在設(shè)備生命周期中的局部放電活動(dòng)，可以試驗(yàn)高壓設(shè)備的絕緣完整性。為了保證供電可靠和長(zhǎng)期操作的可持續(xù)性，應(yīng)該嚴(yán)格監(jiān)測(cè)高壓電氣設(shè)備中的局部放電，以收集早期報(bào)警信號(hào)用于檢測(cè)和維修。

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