王 穎，張 浩，白耀中

0 引言

在電場的作用下，絕緣僅有部分區(qū)域發(fā)生放電，但還并未形成貫穿性放電通道的電氣放電現(xiàn)象稱為局部放電。局部放電對電氣設(shè)備絕緣會產(chǎn)生嚴重的危害，是造成高壓電氣設(shè)備最終發(fā)生絕緣擊穿的主要原因，因此日益受到人們的重視。

1 干式變壓器局部放電產(chǎn)生的原因和危害

1.1 局部放電產(chǎn)生的原因

在干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)制造過程中，存在局部絕緣弱點，這些絕緣弱點在電場的作用下會發(fā)生局部放電，這些局部放電點不會馬上形成整個絕緣的貫穿性擊穿。該局部放電可能發(fā)生在導體周圍，也可能發(fā)生在絕緣體的表面或內(nèi)部，分別稱作表面局部放電和內(nèi)部局部放電。以空氣為基本散熱和絕緣的干式變壓器，其絕緣系統(tǒng)是由各種不同材料、不同形狀和尺寸組成的復合絕緣體，它們在外施電壓作用下所承受的電場強度是不同的，這種不均勻性是客觀存在的。于是在干式變壓器絕緣體內(nèi)部或表面會出現(xiàn)高于平均電場強度的區(qū)域，在這些區(qū)域就會首先發(fā)生放電，而其他區(qū)域仍然保持絕緣的特性，這就形成了干式變壓器的局部放電。

一般來說，干式變壓器產(chǎn)生較為嚴重的局部放電的原因有下述幾種：一是由于結(jié)構(gòu)不合理，使電場分布極不均勻，形成局部電場過分集中，這就有 可能使氣隙或固體絕緣內(nèi)部或表面發(fā)生放電；二是由于制造和工藝處理不當，如金屬部件的尖角、毛刺或絕緣體中含有雜質(zhì)等處的場強發(fā)生畸變造成放電，或者變壓器內(nèi)部金屬接地部件間、導體間連接不良產(chǎn)生局部放電。

1.2 局部放電的危害

局部放電發(fā)生在一個或幾個很小的區(qū)域內(nèi)，放電的能量很小，所以其存在并不影響電氣設(shè)備的短時絕緣強度。此時，變壓器絕緣測量甚至常規(guī)耐壓試驗數(shù)值多數(shù)合格，不易發(fā)現(xiàn)問題。但是，如1 臺變壓器在運行電壓下長期存在著局部放電現(xiàn)象，即使是微弱的放電，也會對變壓器造成危害，它的破壞作用大致有2 種：一是放電點長期對絕緣件轟擊造成絕緣局部損壞，逐步擴大后，最終使絕緣擊穿。二是長期放電產(chǎn)生的臭氧、氧化氮等活性氣體在熱的作用下，使局部絕緣受到腐蝕，電導增加，最后導致熱擊穿。

電氣絕緣的破壞或局部老化，多數(shù)是從局部放電開始的，其危害是使絕緣壽命迅速降低，最終影響安全運行。即1 臺內(nèi)部存在缺陷的干式變壓器，盡管它可能通過了所有的出廠和驗收絕緣試驗，但在長期正常的運行中仍有可能發(fā)生擊穿。因此，日常應加強對干式變壓器局部放電的監(jiān)測。

2 津濱線干式變壓器局部放電情況處理

2.1 局部放電情況介紹

津濱線沿線牽引變壓器采用干式變壓器，鐵心材料采用高導磁晶粒取向硅鋼片，45°全斜接縫，五級步進疊片工藝。繞組采用無堿無蠟玻璃絲帶包電磁線繞制而成，繞組的層間、段間、端部及內(nèi)外層絕緣均為玻璃纖維填充，繞組的澆注材料采用樹脂K4518（絕緣耐熱等級H 級）整體澆注而成。

津濱線牽引變壓器2003年正式投入使用，使用過程中，整體狀況良好，隨著使用時間的加長，自2010年開始，個別變壓器表面開始陸續(xù)出現(xiàn)肉眼可觀察的局部放電問題（圖1）。

圖1 車輛段變電所整流變壓器局部放電例圖

津濱線全線共32 臺整流變壓器，發(fā)生表面局部放電問題的主要集中在3 臺變壓器上。其首次發(fā)生放電的位置不固定，但大多集中在高壓繞組外側(cè)中部位置、分接區(qū)周圍。發(fā)生過該類局部放電后，會出現(xiàn)同臺變壓器同個位置重復發(fā)生或同臺變壓器不同位置再次發(fā)生局部放電現(xiàn)象。

2.2 局部放電問題的處理及注意事項

津濱線干式變壓器局部放電問題多發(fā)生在夏季，該時期氣溫高、濕度大，變壓器運行環(huán)境相對較差，室內(nèi)溫度及濕度均較其他時間有明顯升高。

對發(fā)生局部放電的變壓器，目前現(xiàn)場采取的處理方式是將該區(qū)域外部環(huán)氧樹脂刮除，并將表面徹底清潔干凈，局部重新涂刷環(huán)氧樹脂。其優(yōu)點是現(xiàn)場容易處理，操作相對簡單；缺點是無法徹底解決問題，復發(fā)率高。

為全面解決夏季干式整流變壓器多發(fā)的局部放電問題，天津濱?？焖俳煌òl(fā)展有限公司采納了設(shè)計單位及變壓器生產(chǎn)廠家的意見及建議，對多次出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象的整流變壓器進行了一次整體清除原環(huán)氧樹脂，并且整體重新涂刷新環(huán)氧樹脂工作。這一處理取得了一定效果，原車輛段1#整流變壓器夏季發(fā)生局部放電次數(shù)由原年平均4 次降至2012年僅1 次。

由于現(xiàn)場局部及整體重新涂刷環(huán)氧樹脂時，無法做到變壓器生產(chǎn)時的環(huán)境清潔、整體浸潤均勻、干燥等條件，所以要對以下各環(huán)境嚴格控制，以保證治理效果。首先要控制現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境的清潔程度，現(xiàn)場越清潔、溫濕度越均衡，重新涂刷后的效果就越好。其次還要注意重新涂刷部位表面的處理，要徹底清除表面已碳化的物質(zhì)，不要留存粉塵尤其是金屬顆粒物，但注意不要損傷到繞組層。再者要注意環(huán)氧樹脂與固化劑等的配比，根據(jù)環(huán)境不同，采用適合現(xiàn)場的配比比例，以保證重新涂刷的環(huán)氧樹脂能夠更好地與變壓器結(jié)合在一起，中間不會出現(xiàn)氣體空隙，以免導致新的局部放電問題。最后，在涂刷環(huán)氧樹脂過程中，要注意涂刷均勻，宜勻不宜厚，若多層涂刷時一定要保證充分的干燥時間，待上一層樹脂內(nèi)外完全干燥固化后再進行下一層的涂刷。另外，局部涂刷時要重點注意接茬部位處理要平緩，要利于環(huán)氧樹脂的附著，如果該處表面處理不好，容易造成再次局部放電。

3 結(jié)語

局部及整體重新涂刷環(huán)氧樹脂，可以在一定程度上現(xiàn)場解決久用干式變壓器局部放電問題，但無法徹底根除。要避免該類局部放電問題的發(fā)生，還是從變壓器制造工藝及制作過程中注意質(zhì)量方面的控制，避免出現(xiàn)絕緣弱點引起場強不平衡，進而發(fā)生局部放電；在使用過程中，注意控制干式變壓器的環(huán)境溫度、濕度、粉塵等，防患于未然。

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