變電站
通過大量對于變壓器故障的統(tǒng)計資料可以發(fā)現(xiàn)，影響變壓器正常運行的一個重要的因素就是變壓器的絕緣損壞引起故障。目前，國內(nèi)電力系統(tǒng)中主要是采用有著固、液兩相復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)的油浸式電力變壓器。雖然變壓器在設(shè)計時已經(jīng)具備了足夠的電氣強度，可是變壓器絕緣材料各區(qū)域的電場分布一般是不均勻的，并且電介質(zhì)自身也是不均勻的，制造過程中因為一些不可避免的偶然因素而造成的先天性局部缺陷(如裂縫、氣泡等)可能會導(dǎo)致絕緣結(jié)構(gòu)表面或者是內(nèi)部形成高于平均場強的的局部場強。較高的局部場強使這些先天性局部缺陷區(qū)域的擊穿場強低于平均擊穿場強。放電將首先發(fā)生在這些擊穿場強低的區(qū)域，而其它局部場強不變的區(qū)域仍然保持完好的絕緣特性，這就形成了局部放電（PD，Partial Discharge）。
對于油浸式電力變壓器，其絕緣部位若長期發(fā)生局部放電，這些絕緣存在缺陷部位的絕緣材料就會被腐燭，其絕緣的介電特性由于積聚效應(yīng)必然會受到影響，從而造成絕緣劣化，直至最終絕緣層擊穿。局部放電引起介質(zhì)損傷、劣化是由多方面的因素造成的，概括起來主要有以下三種效應(yīng)：
1、電的作用。介質(zhì)表面受到帶電質(zhì)點的撞擊效應(yīng)。電場對這些帶電質(zhì)點的加速作用增大了其轟擊介質(zhì)表面的速度，使介質(zhì)發(fā)生老化。
2、熱的作用。介質(zhì)受到帶電質(zhì)點的撞擊，使介質(zhì)放電點處的溫度比其他部位要高，過高的溫度有可能引起介質(zhì)發(fā)生化學(xué)分解或熱焰解。同時，局部放電產(chǎn)生的光輻射效應(yīng)，會引起塑料等有機(jī)介質(zhì)發(fā)生龜裂、光老化等現(xiàn)象。
3、化學(xué)作用。介質(zhì)受到局部放電產(chǎn)生的有活性的生成物的氧化而受到腐蝕。
局部放電會發(fā)生在各種不同的部位，歸納起來主要分為固體或液體介質(zhì)、絕緣內(nèi)存在的氣體以及金屬表面尖端等場強比其他部位要高的部位引起的局部擊穿放電。一次局部放電產(chǎn)生的能量較小，對電氣設(shè)備的絕緣性能不會產(chǎn)生太大影響，但是在電氣設(shè)備運行時，局部放電頻繁的出現(xiàn)，這些原本對絕緣沒有太大影響的微弱放電不斷累積，設(shè)備絕緣的介電性能就有可能因為能量的累積效應(yīng)受到不斷的沖擊而漸漸劣化，最終就會造成局部絕緣缺陷不斷擴(kuò)大，甚至?xí)鹁植拷^緣被擊穿或造成沿面閃絡(luò)的發(fā)生。
傳統(tǒng)針對絕緣特性的試驗方法大都難以準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部是否存在可能造成局部放電的缺陷，并且對電力設(shè)備進(jìn)行一分鐘交流耐壓試驗會造成設(shè)備絕緣損傷，導(dǎo)致設(shè)備正常運行存在隱患。隨著電力系統(tǒng)整體電壓等級的持續(xù)提高，這個問題愈發(fā)突出。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，最近幾年，我國電壓等級在110KV以上的大型變壓器事故中，超過一半的突發(fā)事故是在正常運行下變壓器發(fā)生局部放電導(dǎo)致的匝或段間短路。
大型變壓器一般工作環(huán)境是在局部放電不大于100pC的電場強度下。但由于工藝等客觀因素，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在試驗電壓下局部放電應(yīng)小于500pC。局部放電的強弱程度是判斷一個絕緣系統(tǒng)是否合格的可靠指標(biāo)。預(yù)防電氣設(shè)備故障的一種行之有效的方法是對電氣設(shè)備的局部放電特性進(jìn)行檢測。局部放電信號存在各種統(tǒng)計特征，如放電的相位分布、單位時間內(nèi)的放電次數(shù)、放電幅值大小等，這些特征可能隱含著電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)好壞和放電強弱程度等有效信息。在電氣設(shè)備發(fā)生絕緣故障前，若能夠通過檢測及時的發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備中的局部放電現(xiàn)象，通過一定的方法精確的評估局放嚴(yán)重程度、辨識放電類型，就可以先行采取相對應(yīng)的檢修措施，避免電氣設(shè)備在運行過程中突然發(fā)生絕緣故障。
國內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)對絕緣質(zhì)量監(jiān)控的重要指標(biāo)之一就是局部放電測量，以保障電氣設(shè)備能夠在安全可靠的前提下長期運行。針對局部放電的測量方法以及規(guī)定各類設(shè)備的最高放電量，國際電工委員會（IEC）和我國都相應(yīng)制定了很多標(biāo)準(zhǔn)作為行業(yè)的指標(biāo)。各方面的實踐經(jīng)驗表明：電氣設(shè)備在出廠前進(jìn)行局部放電檢測以及在運行中進(jìn)行在線監(jiān)測不僅能夠嚴(yán)格控制絕緣質(zhì)量，更是診斷電氣設(shè)備運行中絕緣特性的一種行之有效的手段。
綜上所述，局部放電檢測作為一種診斷手段，能夠有效的反應(yīng)變壓器內(nèi)部絕緣狀況是否符合標(biāo)準(zhǔn)。這對于電力變壓器安全、可靠運行具有十分重大意義，是電氣設(shè)備檢修發(fā)展的正確方向。
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