局部放电对绝缘的影响:

一是放电质点对绝缘的直接轰击造成局部绝缘破坏,逐步发展使绝缘击穿;二是绝缘内部的局部放电虽然不形成贯穿性通道,但放电产生的热,使介质出现局部的温度升高,甚至碳化。由于放电的电解作用,会产生臭氧、一氧化氮等一些活性气体,使局部绝缘受到腐蚀,逐渐造成绝缘的损伤,末尾导致热击穿。通常,电气绝缘的破坏或局部老化,多是从局部放电开始的,所以,局部放电的危害性是使变压器绝缘寿命降低,影响变压器的安全运行。 

局部放电试验的目的:就是考核变压器在长期工作电压作用下,其产品绝缘能否长期安全运行的性能,发现变压器结构和制造工艺的缺陷。比如: 

(1)绝缘结构中局部电场强度过高,可能是局部绝缘(如油隙或固体绝缘)击穿或沿固体绝缘表面放电;(2)绝缘混入杂质或局部带有缺陷;如绝缘纸筒、层压纸板、层压木板等,由于热压干燥工艺处理不好,就会在其内部形成空腔,当浸油以后,变压器油往往不能浸入此空腔,从而形成了气穴。如果浸入的变压器油处理不好时,油中会有气泡存在,同时存在着水分和杂质,在电场的作用下,杂质会形成“小桥“,泄漏电流的通过会使该处发热严重,促使水分汽化,形成气泡;同时也会使该处的油发生分解产生气体。绝缘内部存在的这些气穴(气泡),其介电常数比绝缘材料的介电常数要小,所以气穴上承受的电场强度比邻近的绝缘材料上的电场强度要高。气体(特别是空气)的绝缘强度却比绝缘材料低。这样,当外施电压达到一定数值时,绝缘内所含气穴上的场强就会先达到使之击穿的程度,从而气穴先发生放电。(3)金属部件有尖角;前面放电。(4)产品内部金属接地部件之间、导电体之间电气联接不良等,以便消除这些缺陷,防止局部放电对绝缘造成破坏。 局部放电产生的关键因素 产生局部放电的环节,一般是在电场集中和绝缘薄弱的部位。影响局部放电的因素很多,综合起来主要有三点:(1)绝缘材料的材质;(2)产品设计的绝缘结构;(没有多大问题)(3)生产加工制造工艺精细化程度。从试验角度分析产生局部放电的原因和部位,引起局部放电的关键因素有五个方面:(1)导电体和非导电体的尖角毛刺;(2)固体绝缘的空穴和缝隙中的空穴及油中的微量气泡; 

(3)在高电场下产生悬浮电位的金属物; 

(4)绝缘体表面的灰尘、脏污和异物。(5)绝缘干燥处理不好及表面受潮。上述关键因素应从设计、工艺、操作及管理等方面采取措施,严格控制。 

器身绝缘中与局放有关的知识  

变压器常用的绝缘材料有:变压器油、纸板、成型件以及油纸复合绝缘。油浸式变压器绝缘结构中所用的主要绝缘材料是变压器油和绝缘纸,即油纸绝缘结构。变压器油与绝缘纸相结合具有很高的耐电强度。比两者分开单独的油和纸任何一种材料都高的多,能产生1+1>2的效果。在浸油良好的条件下,消除杂质程度决定了实际油纸绝缘可能达到的电气强度,因此实际生产过程的控制具有重要意义。油纸绝缘的缺点是两者均易被污染,含百分之几的杂质影响就很严重,因此,在工艺过程中,尽可能的获得较纯净的油和纸,并据此选择合适的工作场强,保证变压器绝缘结构可靠性。(强调净化,结合6S工作的开展)变压器生产应在全封闭结构的净化车间中进行,通风设备安装空气过滤装置;采用煤油汽相干躁设备,该设备投用后可使变压器器身的清洁度更1燥更彻底。基本做到:不把异物带进器身;生产过程中不产生异物;运行中不出现新的异物。在插铁时注意控制铁轭处硅钢片摩擦散落的金属微粒,确保器身的清洁度。

防局放问题中几个需要特别关注的问题:1、楔形油隙的放电问题。举例:压板开裂、垫板开裂、端圈垫块开裂、引线夹木、段间和匝间的小油隙、线匝与垫块的接触处、开裂,极易产生局放。楔形油隙的击穿强度降低,是绝缘弱点,在较高的电场作用下会首先发生局放。2、局部放电具体发生的典型部位。在变压器绝缘结构中按首先出现局放的绝缘介质,可分为气泡性及油中放电;而局部放电具体发生的典型部位又可分为:固体介质空穴处、电极尖角处、油隔板绝缘中的油隙、油楔以及油中沿固体介质表面处,其中以电极与固体介质接触的介质表面处为甚。3、关于电位与场强。局部放电起始放电电压决定于放电部位的局部场强,因此绝缘结构应按场强的概念来确定。在变压器中可能在各种不同部位上出现较高场强而导致局放,这些部位大多在某些油隙、油楔、空气隙,有悬浮电位的金属导体、导体尖角和固体表面上。而较高场强的部位不一定都出现于高电位。低电位或地电位也可能出现较高的场强。即变压器内不但在高电位上可出现局放,在低电位甚至地电位上也可能出现局放。例如地屏的有效可靠接地。 

4、压板、垫板等结构件中的反局放设计。 

(1)倒角(2)小浸油孔(3)小的槽(4)大张纸板(5)保证压力(6)胶的使用,涂抹均匀,防止气泡。 

5、关于静电板端部。 

对静电板端部绝缘的处理要十分细致。该处是场强很高的地方,处理不好,极易发生局放。要求严格按图纸,对齐,不伤静电环,保持高度净化。 

6、对角环的处理。 

可以普遍地认为,凡是有角环的部位,均认为是绝缘结构中关键的部位,要特别慎重对待。角环的作用一是分割油隙(大油隙变为小油隙,提高耐电强度),二是增加爬距(降低爬电场强)。角环放置力求位置准确、保证厚度、服帖到位、不出现鸭脖子现象。设计时要留出压服余量。 

  器身绝缘中的其它简单知识  

变压器器身绝缘是主绝缘,是线圈到接地部分铁心和油箱的绝缘(主要是端部绝缘),线圈到其他线圈的绝缘(主要是同相线圈间主绝缘)。变压器的器身绝缘是由一系列的绝缘件组成的,而绝缘件是由特定的绝缘材料构成的。绝缘材料的寿命决定了变压器的寿命,同样的绝缘结构在很大程度上依赖绝缘材料的性能,因此了解绝缘材料对进一步理解绝缘结构具有重要的意义。1、线圈间主绝缘线圈间主绝缘是油—隔板绝缘,隔板为绝缘纸筒。根据材料的绝缘性质可以决定线圈间主绝缘的电气强度,其中很主要的是紧靠线圈表面油隙中的电气强度。变压器一般采用薄纸筒小油隙结构。薄纸筒小油隙的电气强度:线圈间主绝缘距离中纸筒≤4mm,油隙≤15mm时称薄纸筒小油隙结构。2、端部绝缘的电气强度端部绝缘是指线圈端部至铁轭和相邻线圈端部的绝缘。端部电场分布复杂,很大场强在高压线圈端部内侧油隙中。如果端部线段导线圆弧大或有附加绝缘,或加静电环,可以使很大场强减弱。如果又增加绝缘隔板、角环,则又使爬电距离增大。目前,我国生产的油浸式变压器的绝缘结构,主要是采用油一隔板绝缘结构型式。下面对油一隔板结构的基本规律及其特点进行概要的分析。油浸耐电强度的效体积效应。就是在均匀电场和稍不均匀电场中,变压器油的耐电强度随受电压作用的油隙体积的减小而提高,即变压器油具有“体积效应”。在变压器绝缘结构中,是采用普通绝缘纸板或瓦楞纸板将油隙分隔成若干小油间隔(体积)瓦楞纸板的高度正好是油一隔板主绝缘结构的油隙宽度。 

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