影響變壓器套管局部放電的因素

本文主要描寫了影響變壓器套管局部放電的因素。當局部放電量較高時，可引起局部絕緣損傷并逐漸擴大而導致絕緣zui終擊穿。因此，局部放電問題愈來愈受到變壓器制造和運行部門的重視與關(guān)注。 變壓器局部放電量是衡量變壓器設(shè)計、制造質(zhì)量的重要參數(shù)之一。當局部放電量較高時，可引起局部絕緣損傷并逐漸擴大而導致絕緣zui終擊穿。因此，局部放電問題愈來愈受到變壓器制造和運行部門的重視與關(guān)注。 　　針對一臺容量為75MVA、電壓為110/20kV變壓器，在局部放電試驗時低壓側(cè)視在放電量為3000pC，高壓側(cè)視在放電量為800pC的三相局部放電測量結(jié)果嚴重超標問題，通過局部放電超聲定位測量，初步確認放電發(fā)生在低壓出線端附近。由于近距離監(jiān)聽到三相都有明顯的放電響聲，但沒有發(fā)現(xiàn)套管外表面有放電光暈，說明放電不在外部而在內(nèi)部。 　　經(jīng)過對低壓套管及其連接部位的油箱法蘭、壓腳等金屬部件的檢查，未發(fā)現(xiàn)連接不良和金屬雜質(zhì)等異常情況，因此排除了懸浮放電的可能。根據(jù)低壓套管放電部位的結(jié)構(gòu)分析和檢查情況，可以初步認為由于低壓引線（高電位）與油箱法蘭（接地體）之間的電場分布過分集中造成油中法蘭拐角處放電。為此，本文對低壓套管及其連接部件構(gòu)成的區(qū)域建立了簡化模型并進行了兩個方案電場的數(shù)值分析，為解決局部放電超標問題提供了可靠數(shù)據(jù)和改進措施。 　　放電影響因素和簡化模型 　　影響變壓器套管局部放電的因素除了與試驗時所施加的電壓和時間有關(guān)外，將主要取決于套管及其連接部位的油箱法蘭、壓腳等的設(shè)計結(jié)構(gòu)和加工制造質(zhì)量，因此，引起套管局部放電的原因可以是變壓器套管絕緣結(jié)構(gòu)材料的性能質(zhì)量包括變壓器油、瓷套和裸金屬電極，由于這些材料的絕緣性能不同，加上設(shè)計、工藝或制造方面的質(zhì)量問題，其內(nèi)部易于產(chǎn)生局部缺陷，如油中的氣泡或雜質(zhì)、金屬表面加工的粗糙度或尖角毛刺、連接不良、焊縫及附在其上的焊渣等，并使套管絕緣結(jié)構(gòu)中的電場分布不均勻，甚至在局部區(qū)域產(chǎn)生的電場過于集中，從而，發(fā)生局部放電。局部放電的產(chǎn)生與放電部位的電場強度及分布均勻程度等有關(guān)，因此，根據(jù)套管結(jié)構(gòu)特點和局部放電影響因素，建立合理的數(shù)學物理模型十分重要。 　　根據(jù)套管結(jié)構(gòu)對稱性和求解問題的關(guān)心部位，在不考慮套管偏心影響時根據(jù)絕緣介質(zhì)的不同，分為四個子區(qū)域：即導電桿與瓷套構(gòu)成的油隙區(qū)、瓷套區(qū)、瓷套與油箱及連接法蘭構(gòu)成的油隙區(qū)、螺栓與法蘭、壓板、瓷套圍成的空氣隙區(qū)，四個子區(qū)域的相對介電常數(shù)分別取為2.2，6.0，2.2和1.0。其中，方案1為原設(shè)計（局部放電超標），方案2為改進設(shè)計（套管外徑表面噴涂鋁導電層，并通過壓板、螺栓與油箱法蘭緊密連接而形成統(tǒng)一的接地體），兩個方案的左右邊界均為一類邊界條件（左邊界為高電位，右邊界為地電位），上下邊界取二類齊次邊界條件，由此，可確定軸對稱靜電場的有限元數(shù)學模型及邊值問題。