1. 造成放電的因素
根據局部放電的定義,我們知道造成放電的原因無非是電場的不均勻導致的。造成電場不均勻的因素很多,一般有以下兩種:
1)設備電極的不對稱,如是針狀體或者圓柱體,如變壓器的套管出線端子或者變壓器內部套管導體連接處等,如果接觸不良好,那么電場在這些部位就比較集中,如果不采取有效地措施或者制造質量的不良,就容易引起尖端或表面放電。
2)絕緣介質的不均勻。變壓器內部制造工藝中,除了絕緣油以外,采取各種不同的固體介質,如樹脂類、塑料類、云母類、纖維制品類等等。由于氣體的介電常數不大,小于個各種液體以及固體的相對介電常數,所以當油中存在氣泡或者固體絕緣材料中在制造中工藝差存在空隙時,氣泡或者空隙中的氣體在交變場中承受的場強大,耐壓程度卻低,只是固體介質和液體介質的幾分之一或幾十分之一,所以在這些氣隙中首先引起放電。一般如果油處理不當,油中會有氣泡產生,或者是變壓器在運行中絕緣材料的老化也會有氣泡產生,氣泡大大降低局部放電產生的起始電壓。最終導致局部放電的發生。另外如果油中含有雜質或者是含水量很高,也將使油中最大電場強度增大三倍,導致試驗電壓較低時就發生放電。
另外懸浮放電可能發生于變壓器內處于高電位的金屬部件如調壓繞組,當有載分接開關轉換極性時的短暫電位懸浮;套管均壓球和無載分接開關撥釵等電位懸浮。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。
由于油中雜質的影響會發生火花放電。雜質由水分、纖維質等構成。因為纖維的介電常數大,使纖維端部油中的電場加強,于是放電首先從這部分油中開始發生和發展,油在高場強下游離而分解出氣體,使氣泡增大,游離又增強。而后逐漸發展,使整個油間隙在氣體通道中發生火花放電,所以,火放電可能在較低的電壓下發生。
2. 變壓器安裝工藝對局部放電的影響
通過以上局部放電產生的原因得知,變壓器的制造與安裝工藝對局部放電的影響是很大的。作為施工單位,在變壓器抵達施工現場后需要進行套管及升高座的安裝,變壓器內部暴露在空氣中,容易受潮降低絕緣,而如果有浮塵進入器身也會引起場強升高。安裝時如遺留工具或其它金屬物體如螺栓等就會造成懸浮物體,引起放電。在進行套管內部與線端接線時,容易緊固不到位導致接觸不良將導致接觸面發熱,放電。引線出頭屏蔽包扎時絕緣紙形成折疊出現尖角或者油隙,也會引起放電。絕緣油處理不徹底,油中含有水分或其他雜質引起電場分布的畸變,以致局部場強的升高。所以變壓器的現場安裝工藝要求是極為嚴格,否則將會造成變壓器的局部放電。
因此在變壓器進行安裝時要采取必要的措施,將放電隱患杜絕:
1)變壓器進行器身檢查時,遵照《電力變壓器施工及驗收規范》要求選擇無雨、雪、霧、大風且濕度≤75%的天氣,器身檢查人員應穿著不起絨毛、無金屬紐扣的干凈工作服和新塑料底布鞋,除使用的工具外,不得攜帶任何金屬物品;工作人員使用工具必須用白布帶系于手腕上,工具設專門工具管理員管理,工作結束時,所有工具必須全部交回。
2)絕緣油經凈化處理,達到合格注入油標準后,經脫氣凈油設備從變壓器下部注入變壓器,將氮氣經頂部排出。抽真空應在干燥天氣進行,220kV變壓器真空度<0.101Mpa,維持真空時間不少于24小時,應監視并記錄油箱變形,檢查變壓器的密封情況。注油利用高真空濾油機加熱從變壓器底部閥門注油,注入油速度≤100升/min。進行熱油循環時間≥72小時,取油樣化驗達到合格標準即可結束,否則延長循環時間直至合格。
而在變壓器制造中,設備廠家應該從設計到制造有效控制及消除局部放電的產生。應該對絕緣結構的分布深入研究,根據分布場強的不同使用不同耐受程度的絕緣材料。對在變壓器內部易產生局部放電的尖角做好處理,保持器身內部的圓整性。積極致力于研究抑制局部放電的措施。