电力电器设备的局部放电情况,我们在GB/T7354 - 2006《局部放电测量》中局部放电有这样的定义:局部放电是指导体间绝缘仅被部分桥接的电气放电,此种放电可以在导体附近发生或远离导体都可以发生。
那么我们来看,关于实际的使用中电力变压器的局部放电形象,电力变压器在生产过程有可能会出现的气隙绝缘缺陷,在电场强度较高的情况下,气隙绝缘最先被击穿放电,如果这种情况反复多次发生,周而复始地击穿和熄灭,但其周围的绝缘仍旧良好的话,即形成局部放电的通道并未形成。也就是说,绝缘介质的部分区域被电气击穿的现象称为局部放电。
变压器制造过程中产生的绝缘空隙,绝缘油中未处理良好的气泡中,以及设备内部尖端部位,都是易产生局部放电的部位。沿介质表面的放电、变压器内部层压材料的放电、内层树枝爬电等,均属于变压器局部放电的范畴。局部放电分为表面局部放电和内部局部放电,分别指发生在变压器绝缘体的表面或内部不同位置的放电现象。
在电力电气设备局部放电的研究中,放电电晕也是一个重要的放电现象。其主要发生在被气体所包围的导体周围,发生在不均匀的场强中,使周围气体发生电离。电晕的放电脉冲在外加电压负半周的90°附近,脉冲等幅值、等间隔。随着电压的提高,放电量的大小不变,次数增加。随着电压的逐渐提高,正半周出现少量幅值大的放电。
(1)电力变压器局部放电存在以下几种形式:
①辉光放电,属于非脉冲型放电
②火花放电,是一种脉冲型放电
③亚辉光放电,具有幅度比较小的离散脉冲,属于之前两类放电的中间过渡;
(2)绕组内部放电主要有下列几种形式:
①在绕组中部的击穿油-纸屏障绝缘中油通道;
②绕组端部油通道击穿;
③紧靠着绝缘导线和电工纸(引线绝缘、搭接绝缘、相间绝缘)的油间隙击穿;
④线圈间纵绝缘油通道击穿;
⑤绝缘纸板周围等的树枝放电;
⑥其他固体绝缘的放电;
⑦绝缘中渗入的其他金属异物的放电等。
变压器内部绝缘在运行中长期处于工作电压的作用下,特别是随着电压等级的提高,绝缘承受的电场强度值很高,在绝缘薄弱处很容易产生局部放电,产生局部放电的原因是:电场过于集中于某点,或者说某点电场强度过大,如固体介质有气泡,杂质未除净;油中含水、含气、有悬浮微粒;不同的介质组合中,在界面处有严重电场畸变。局部放电的痕迹在固体绝缘上常常只留下一个小斑,或者是树枝形烧痕。在绝缘油中,则出现一些分解的小气泡。
局部放电时间虽短,能量也很小,但具有很大的危害性,它的长期存在对绝缘材料将产生较大的破坏作用,一是使邻近局部放电的绝缘材料,受到放电质点的直接轰击造成局部绝缘的损坏,二是由放电产生的热、臭氧、氧化氮等活性气体的化学作用,使局部绝缘受到腐蚀老化,电导增加,最终导致热击穿。运行中的变压器,内部绝缘的老化及破坏,多是从局部放电开始的。