李钰

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.07.077

摘 要：为了提高变压器实际工作效率，提升变压器绝缘能力，深入了解变压器振荡型冲击电压下局部放电特性，更好地掌握变压器局部放电规律及特点，笔者对变压器局部放电检测方法、进而建立科学合理的变压器局部放电检测体系、进一步解决局部放电测量问题、落实对局部放电绝缘状态诊断和辨识等几方面问题进行了探讨。

关键词：放电测量 电气设备 交流感应

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（a）-0077-02

随着变压器局部放电系统的逐步完善，我国局部放电技术及方法已经趋近成熟，对设备绝缘缺陷的发现发挥着重要作用。因此，必须要对局部放电检测进行深入地分析了解，争取尽早发现设备绝缘潜伏性缺陷，提高变压器电压稳定性。

1 冲击电压下的局部放电物理过程

1.1 等值电路

为了增进变压器振动型冲击电压局部放电情况的了解，掌握电场电容分布，下面就利用图1对冲击电压下的局部放电过程进行简要阐述说明（图1）。

图1中的Cg、Cb、Ca分别为缺点等值电容、与缺陷串联部分绝缘介质等值电容、除Cb外其他绝缘介质等值电容。

1.2 双指数冲击下的局部放电过程

在双指数冲击电压下，气隙承受电压随着外施电压的上升而逐渐上升，气隙电压达到击穿电压值时就会发生放电，进而产生的空间电荷在外加电场作用下产生反向运动，形成反向电场，放电停止。通常气隙冲击电压很少会在短时间内出现自由电子，但是在这一冲击电压下，气隙的击穿电压较高，会引发剧烈的放电反应，产生大量空间电荷，反向电压较高。而当气隙电压随着外施电压下降产生负极性上升时，内部反向电压和外加电压差达到击穿电压值时，就会产生再次放电，外加电压波尾同样会引发若干次放电。

1.3 振荡型冲击电压下的局部放电过程

振荡型冲击气隙电压要比之后各次放电都大，据该反应特性振荡型冲击电压会对外加电压产生极大影响，从而产生反向电场，达到反向击穿条件时，就会形成反向放电情况。振荡电压经过波谷后，气隙两端外加电场不断增加，气隙受振荡特性影响外加电压迅速降低，主放电产生的自由电荷所形成的反向电场与外加电场产生正向放电。以上情况重复发生就是振荡型冲击电压局部放电，只有在气隙电压完全达不到击穿电压时，局部放电情况才会停止。根据气隙放电的特性，试验过程中也要注意采集振荡上升过程中的负极性放电脉冲，掌握放电规律和影响。

1.4 冲击电压下绝缘局部放电仿真模拟

基于蒙特-卡洛法冲击电压局部放电理论，许多经验丰富的电力人员进行气隙局部放电物理试验，并根据已有试验条件及相关参数确定了模型参数的初始值，进而生产了局部放电模拟图，提高对绝缘局部放电情况的了解。具体情况如图2。

2 冲击电压下局部放电检测系统

2.1 系统总体设计

无论是施加振荡型冲击电压还是交流电压，油浸式变压器的局部放电测量都是通过电容型套管末屏来取得的，在这一作用试验中，位移电流产生的情况也较为常见。通常情况下，当振荡型冲击电压频率在1～15 kHz时，变压器的交流感应耐压频率为100～250 Hz。当冲击电压幅值相同，振荡型电压所产生的位移电流等于150倍的交流电压位移电流。研究人员所需要做的就是根据试验内容和结果，提高对振荡型冲击电压影响的了解，尽可能地克服位移电流产生的各种不利影响，做好局部信号的有效分析，进而获取精确的电流脉冲信号。因此，基于宽带测量阻抗及高频电流传感器的设计基础，试验人员搭建了局部放电测量系统，采集了局部放电测量，采用50 Ω无感电阻和带宽为102 MHz的高频电流传感器对冲击电压下试品局部放电信号进行采集，并通过截止频率为1 MHz的高通滤波器过滤掉采集信号中冲击源引起的位移电流、起始时刻的干扰信号，并利用示波器进行局部放电信号的准确记录。

2.2 测量系统的检验

为了增进对测量系统有效性的了解，加强变压器放电情况管理，笔者对针板缺陷试品进行试验，并对照无缺陷试品，经试验验证，分别进行两试品双指数雷击电压冲击试验，进而检测无缺陷试品局部放电信号测量后发现，冲击电压局部放电测量系统具有一定的可行性。超声波检测对于冲击电压检测并不适用，超声波持续时间较长，由位移电流产生的信号会逐渐淹没在冲击电压作用时间内，难以检测到有效的放电信号。由于特高频检测是根据振荡信号进行测量的，难以判别极性，不利于后续情况分析，综合各种放电情况而言，脉冲电流局部检测更为符合局部放电情况检测。

2.3 振荡型冲击电压下油纸绝缘典型缺陷局部放电特性

由于变压器绝缘结构较为复杂，引发局部放电的原因是多种多样的，局部放电类型也较为多样，但放电机理却是万变不离其宗，局部放电大体可分为油纸板沿面放电、油中尖端放电及绝缘纸板内部气隙放电3种，气隙模型内部采用了双层纸板，利用厚度一定，模拟内部扁平气隙。该模型完成后，首先要进行烘干处理，去除纸板内部水分，并对牛皮纸进行绝缘牛皮纸浸油处理。反向电场分量与变压器实际结构较为接近，而沿面放电模型正是具有这一特点，其局部放电电压与闪络电压差距较大，有利于局部放电特性的研究。

3种典型缺陷随外施电压的升高，放电次数和幅值均会增加，而放电相位相对较为稳定。负极性振荡型操作冲击电压下3种缺陷的统计比较如表1所示。

通过上述数据可以看到，在3种缺陷中，纸板内部气隙的局放冲击比最低，也就是说在该种缺陷中，冲击电压的检测灵敏度是最高的，且从放电次数上来看，在相同的外加电压下，内部气隙的放点数量也是最多的。

3 结语

变压器振荡型冲击电压更易引发局部放电，想要改进设备的绝缘性能，就必须从其特性出发，提升绝缘考核要求，实行局部放电测量是整体形势发展要求，采用有效的振荡冲击电压局部检测手段，尽可能地消除冲击源的影响，营造较为稳定的变压器放电环境。应当始终保持谨慎的态度，不断进行振荡冲击电压下局部放电测量手段研究，努力提升变压器的绝缘性能。

参考文献

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