變壓器油流靜電

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上變壓器油流靜電油在變壓器中強(qiáng)迫流動(dòng)時(shí)，由于固體絕緣表面形成的極性分離，油帶走了大量帶正電的氫離子，而固體絕緣上因留下過多的電子使其帶負(fù)電。變壓器運(yùn)行中鐵心和外殼接地，靠近這一部位的油中正電荷可從鐵心和外殼泄漏到地;不斷留在繞組絕緣上的負(fù)電荷，則可通過繞組導(dǎo)體泄漏。沒有泄漏的正負(fù)電荷，部分在流動(dòng)過程中被中和，有一部分可能形成積聚的空間電荷。由于電荷的產(chǎn)生速率和泄漏不同，有些變壓器可能不易形成空間電荷，而有的變壓器的空間電荷在不斷地形成和消失。空間電荷的消失過程又分兩種情況：一種是空間電荷使該處直流電位提高，促使泄漏電流增加，在動(dòng)態(tài)下形成稍有波動(dòng)的泄漏電流源;另一種是空間

2、電荷電位迅速升高使該處局部場強(qiáng)超過介質(zhì)的耐受強(qiáng)度，致使發(fā)生放電，形成脈沖電流。由此說明，繞組中性點(diǎn)和鐵心對(duì)地泄漏電流靜電電壓可在一定程度上反映變壓器油流帶電情況。油流靜電放電特性如前所述，如果產(chǎn)生的電荷與泄漏、中和的電荷達(dá)到基本平衡時(shí)，積聚的空間電荷產(chǎn)生的局部靜電場疊加上交流電場分量還沒有超過該處介質(zhì)的耐受強(qiáng)度，就不會(huì)引起放電，正如大多數(shù)的強(qiáng)油循環(huán)變壓器尚未出現(xiàn)油流帶電引發(fā)的靜電放電現(xiàn)象一樣;反之，若局部場強(qiáng)超過該處介質(zhì)的耐受強(qiáng)度，則會(huì)發(fā)生放電。變壓器內(nèi)因上述油流帶電過程產(chǎn)生的靜電放電且有不同一般交流電壓下局部放電的特點(diǎn)。它有兩種放電形式，一種是在變壓器內(nèi)某些空間電荷積聚處外施交流電壓形民的交

3、流電場很弱，此處放電因完全取決于空間電荷產(chǎn)生的靜電電位和介質(zhì)耐受強(qiáng)度，而且有直流電壓下放電的特點(diǎn)。這種放電重復(fù)率低，從開始放電到引發(fā)事故的時(shí)間較長。一般可通過對(duì)變壓器油中氣體分析，發(fā)現(xiàn)乙炔等含量增加。另一種情況是，空間電荷積聚處工作場強(qiáng)較高，交直流電場的疊加作用，因直流分量降低了放電起始電壓，使靜電放電能引發(fā)工頻電場下的連續(xù)放電，放電重復(fù)率高，且有交流放電的特點(diǎn)。該放電從起始到引發(fā)事故所需時(shí)間較短，往往是還未來得及從色譜分析發(fā)現(xiàn)明顯的放電跡旬，很快就發(fā)生了甚為嚴(yán)重的事故。由此，可以看到上述兩種放電對(duì)變壓器構(gòu)成的威脅是不同的。實(shí)際情況中，上述兩種放電形式并不是絕對(duì)的，可能同時(shí)存在于同一臺(tái)變壓器中

4、。盡管影響變壓器油流帶電及靜電放電的因素是復(fù)雜的，作用方式也是多咱多樣的，但油流帶電基本過程以及靜電放電形成原因都是相似的。人們提出了針對(duì)油流靜電的試驗(yàn)方法。當(dāng)變壓器內(nèi)的油流帶電過程尚未發(fā)展為靜電放電時(shí)，為了了解變壓器內(nèi)靜電積聚程度以及評(píng)估由此造成的潛在危險(xiǎn)，一般在變壓器不充電情況下開啟油泵，測量繞組中性點(diǎn)和鐵心對(duì)地的泄漏電流或靜電電壓作為油流靜電試驗(yàn)中的測量參數(shù)之一。試驗(yàn)中究竟是采用只測泄漏電流或靜電電壓還是二者同時(shí)都測的方法更且有代表性，還需積累經(jīng)驗(yàn)。此外，由于絕緣上靜電荷的積聚是逐步建立起來的，觀測其積聚程度的較終穩(wěn)定狀態(tài)需要一定時(shí)間。所以為提高測量結(jié)果的可靠性，試驗(yàn)中泄漏電流的監(jiān)測時(shí)間

5、應(yīng)在4小時(shí)以上。如果當(dāng)變壓器油流帶電過程已發(fā)展成靜電放電，或相繼出現(xiàn)靜電放電過程時(shí)，由于放電過程使正負(fù)空間電荷中和，減少了靜電荷聚集量，反而降低了泄漏電流值或靜電電壓值。此時(shí)單憑泄漏電流值或靜電電壓值就不能真實(shí)了解變壓器的帶電情況。因此，在油流靜電試驗(yàn)中，還應(yīng)進(jìn)行局部放電測量。通常測量交流電壓作用下的局部放電，因大多數(shù)故障情況下，局部放電總在電壓較高處發(fā)生，所以變壓器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一律用端子上的校準(zhǔn)值作為視在放電量，即把所有不同部位放電的作用都折合為端子上的電荷變化量。而測量變壓器內(nèi)油流帶電引起的靜電放電則與此不同，正如前面所分析的，靜電放電的形式，部位，形成原因等都且有一定隨機(jī)性，雖可采用通

6、常的局部放電測試回路作測量，但無法對(duì)放電量進(jìn)行校準(zhǔn)。直流靜電放電為單個(gè)放電脈沖，放電能量較大，因此使用目前的局部放電測量儀，其靈敏度是足夠的，可以通過觀測放電脈沖幅值和次數(shù)對(duì)靜電放電作定性判斷。測試時(shí)，一般以電氣和超聲測量配合使用。為區(qū)分干擾，超聲信號(hào)也可由套管末屏抽取的電信號(hào)觸發(fā)。但設(shè)想發(fā)生靜電放電部位臺(tái)在遠(yuǎn)離繞組處，則電信號(hào)可能很弱，若觸發(fā)門坎過高，放電信號(hào)就不能測到，總之，靜電放電的且體測試方法還有待研究和改進(jìn)。例1：1994年1月17日，對(duì)鄒縣電廠500kV聯(lián)變C相進(jìn)行油色譜分析，乙炔為1.2l/l，跟蹤至9月10日增至15.9l/l，增長速度比較快，用改良三比值法判斷為火花放電。進(jìn)行

7、了超聲探測，在變壓器有載發(fā)接開關(guān)側(cè)收到了比較強(qiáng)烈的局部放電超聲信號(hào)，并且在測試中聽到變壓器內(nèi)部有放電聲。放油進(jìn)人檢查，沒有發(fā)現(xiàn)放電的痕跡，內(nèi)部比較干凈。該變壓器投運(yùn)后，乙炔有緩慢上升的趨勢，乙含量達(dá)22l/l?，F(xiàn)場工作人員巡視時(shí)聽到變壓器內(nèi)產(chǎn)生放電聲，大約每分鐘一次。在開兩臺(tái)油泵的情況下，經(jīng)過1.5小時(shí)后，500kV線端直流靜電達(dá)到13 .5kV，35kV線端達(dá)到2kV .變壓器內(nèi)部有放電聲，并且隨著試驗(yàn)時(shí)間的延長，靜電電壓有繼續(xù)升高的趨勢。但當(dāng)停一臺(tái)油泵后，油流靜電電壓很快下降。放油進(jìn)人檢查，在變壓器220kV及35kV套管下部的引線絕緣支架，磁屏蔽及圍屏上發(fā)現(xiàn)放電點(diǎn)。上述部位上附著有大量的

8、發(fā)黑的棉絮狀物質(zhì)，油箱底部的殘油中也含有一些這樣的物質(zhì)和油漆片，經(jīng)觀察分析認(rèn)為，這些棉絮狀物質(zhì)是絕緣紙板碎片在油中長期浸泡形成的。為了對(duì)比，對(duì)聯(lián)變B相也進(jìn)行了油流帶電試驗(yàn)。在開兩臺(tái)油泵的情況下，經(jīng)過一個(gè)半小時(shí)，500kV線端直流靜電電壓達(dá)到2050V，35kV線端達(dá)300V。變壓器內(nèi)部無放電聲，并且隨 著試驗(yàn)時(shí)間的延長，靜電電壓穩(wěn)定，無增長趨勢。例2：1996年8月5日，工作人員在巡視時(shí)聽到臨沂局相公站1號(hào)主變內(nèi)部有放電聲音。當(dāng)即取油樣進(jìn)行色譜分析，發(fā)現(xiàn)油中乙炔含量高，但總烴含量不高。8月6日對(duì)變壓器內(nèi)部放電原因進(jìn)行了檢查分析發(fā)現(xiàn)，在帶負(fù)荷或不帶負(fù)荷的情況下，開任意兩臺(tái)油泵運(yùn)行，變壓器內(nèi)部放電消失;開任意3臺(tái)或4臺(tái)油泵，變壓器內(nèi)部有放電聲，確認(rèn)變壓器內(nèi)部的放電屬油流靜電帶電。為確定放電部位，我們對(duì)該變壓器進(jìn)行了超聲測試，當(dāng)時(shí)變壓器只開了兩臺(tái)泵，持續(xù)近一小時(shí)。既聽不到放電聲，儀器也未收到任何信號(hào)。再啟動(dòng)兩臺(tái)泵，不到1分鐘，就聽到變壓器內(nèi)部有清晰的放電聲，儀器也收到了明顯的超聲信號(hào)。放電部位經(jīng)過測量計(jì)算定在高壓側(cè)B相套管下部分接引線附近。8月20日，我們?cè)俅芜M(jìn)行了測試，開3臺(tái)，4臺(tái)直至5臺(tái)泵，這次是既聽不到聲音，又測不到信號(hào)。上次測試時(shí)變壓器油溫在40度以上，而這次由于天