变压器局部放电基本类型的特点-中试控股

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变压器局部放电基本类型的特点

时间：2020-08-07

局部放电是指在导电部分上出现有某些尖角或是固体绝缘材料中残存有气泡，由于其抵抗强度低和电场的畸变，在电场作用下，放电只局限在部分区域，而其它区域仍然保持绝缘的特性并没有形成贯穿性放电通道的一种放电。变压器的绝缘系统复杂，涉及的材料繁多，且电场分布不均匀，因此变压器内部存在较多类型的局部放电。由于设计制造或运行维护上不尽完善使绝缘系统中含有气隙或绝缘受潮，在电应力下裂解出气体。由于空气的介电常数小于绝缘材料的介电常数，因此，即使在低电场下，介质内的气隙也会有很高的的场强，并经过一段时间的累积发生局部放电；油隔板绝缘结构中的油隙，尤其是“楔形”油隙也会引起局部放电；介质内的缺陷或掺入的杂质，以及一些电气结构的接触不良，存在电场局部增强的区域，在这些地方就会产生沿面放电和悬浮放电。因此，根据局部放电出现的位置、现象和机理的不同，变压器中出现的局部放电大致可分为三种基本类型：①绝缘介质内部的局部放电；②绝缘介质表面的局部放电；③高压电极尖端的电晕放电。

1）内部放电

内部局部放电包括在固体绝缘材料或液体绝缘介质内部或介质与电极之间的气隙放电。这种放电的特性影响因素较多，如电场的分布、介质的特性、气隙的形状、大小、位置以及气隙中气体的性质等。从放电过程而论，可分为流注型放电和电子碰撞电离放电：a.当气隙内表面电阻高时，由于放电而产生的电荷在气隙中分布不均，使整个气隙中的电场畸变而产生流注型放电；b.当气隙表面电阻较小时，放电产生的电荷分散到整个气隙上下表面，此时电场分布比较均匀，这时气隙中的放电属于碰撞电离(汤姆逊放电)。一般情况下，在外加工频电压下局部放电脉冲波形总是出现在一定相位上。理论上，介质内放电的脉冲波形在正、负半周对称，但介质内表面的绝缘电阻不是无穷大，且放电产生的空间电荷能产生沿气隙或气泡壁表面泄露，实验测量得到的脉冲波形在正负半周并不完全对称。同时，放电波形由电极结构与绝缘性质唯一确定，电极结构越对称，脉冲波形在正、负半周就越对称。

2）表面放电

沿介质表面的电场强度达到其击穿场强时产生的局部放电称为表面局部放电。在变压器的高电位点，由于电场集中，沿面闪络电压又比单一介质做绝缘材料时的击穿电压要低，因此表面放电较为常见。表面放电的过程及机理与内部放电相似，不同的是前者的放电空间一端是绝缘介质，另一端是电极。放电的脉冲波形与电极结构是否对称密切相关。不对称时，当放电端和不放电端分别为高压极和地极时，正半周放电大而疏，负半周放电小而密，反之亦然。对称时，即两个电极边缘场强是一样的，产生放电的概率也基本相同，那么放电的图形也是对称的，即正负两半波的放电基本相同。

3）电晕放电

在绝缘介质中，高电压导体周围所产生的局部放电称为电晕放电。当绝缘介质是气体时，因为气体分子自由运动，放电产生的空间电荷不会固定在某一点上;当绝缘介质是液体时，在变压器中，通常是称之为油中电晕，放电极不稳定，难以通过肉眼被观察到。在针一板电极结构中，由于针尖附近场强最高而最容易发生放电，且正电荷撞击阴极时会发生二次放电，同时负极容易发射电子，因此，放电最先出现在负极。当加低电压时，电晕放电波形位于工频周期的270°相位附近；当电压升高时，负半周的放电脉冲会向两边扩展，正半周才会出现少量的放电脉冲。电晕放电还会出现明显的极性效应，负尖一正板放电的起始放电电压低于正尖一负板放电的起始放电电压。