电力变压器局部放电故障检测技术

进行变压器局部放电的检测时常采用感应加压方式，试验电压一般要高于变压器的额定电压，为防止铁芯过饱和，电源频率常采用150-250Hz。

局部放电信号多从高压套管末屏引出，若高压套管没有末屏，可用一耦合电容器引出信号。在测试阻抗上接一测试仪器，就可在测试仪器上与校正的放电量相比，即可得知局部放电的放电量。新标准GB1093.3-2003中对局部放电试验电压的持续时间将延长，还将增加短时工频感应试验电压在预励磁下，也测局部放电量。

一、局部放电试验电源的频率、电压及持续时间和判断

(1)电压频率、电压及持续时间。为保证在被试变压器加试验电压时，铁芯不饱和的前提下，尽量减小试验电源频率，以利于减小补偿电感的容量。

由于局部放电试验是对电压很敏感的试验。只有当内部缺陷的场强达到起始放电场强时，才能观察到放电。因此，试验标准对加压幅值及持续时间、试验接线等都作了明确的规定，必须严格按标准进行加压试验，才能对设备的局部放电性能作出正确的评估。

根据国标和IEC标准，在对变压器进行局部放电试验时，被试绕组的中性点应接地，并应按规定程序施加高压端电压。采用工频试验电源是不可能使绕组中感应出这样高的试验电压的。因为铁芯磁通密度饱和，励磁电流及铁磁损耗都会急剧增加，因此提高电源频率是唯一可行的办法。同时，在测量电力设备的局部放电时，试验标准中包括了一个短时间比规定的试验电压值高的预加电压过程，这是考虑到在实际运行过程中局部放电往往是由于过电压激发的，预加电压的目的就是人为地造成一个过电压的条件来模拟实际运行情况，以观察绝缘在规定条件下的局部放电水平;例如在模拟的过电压下发生局部放电后，在以后的30min 加压时间中局部放电熄灭的情况。

(2)判断变压器局部放电的水平。就是在规定施加电压及持续时间内，对220kV及以上电压等级的绕组线端放电量，一般应不超过相应规定的放电量标准，并要观察其起始和熄灭电压及随所施加电压的发展趋势;试验时变压器中性点应接地。

二、变压器局部放电故障的判断

变压器的局部放电故障，可能发生在任何电场集中或绝缘不良的部位，如固体绝缘材料或变压器油中的气泡，高压绕组静电屏出线，高电压引线，相间围屏以及绕组匝间等处。

严格说，变压器内部总存在程度不同的局部放电。这种一时尚未贯通电极的放电，如果涉及固体绝缘，严重时会在绝缘上留下痕迹，并最终发展为电极间的击穿。而对于严重的局部放电故障，由于有些发展为击穿的时间较短，并且油色谱分析的特征往往不明显，这些都给及时诊断带来困难。

在对变压器进行油色谱分析时，考虑到放电故障总伴随有乙炔和氢的成分，如果乙炔占总烃较大比例(例如30%及以上)，或乙炔达数十ppm，而变压器仍能运行(或轻瓦斯保护动作)，一般可判断为电位悬浮放电。如果乙炔和氢的成分增长，并伴随一氧化碳增加，应怀疑存在涉及纸绝缘的局部放电，必须迅速查明原因，及时处置。

局部放电测试包括电气法和超声波法，测试应尽量按国家标准规定的加压方法，使变压器主、纵绝缘均承受较高的电压，使放电缺陷明显的暴露出来。超声波法可以帮助确定放电的位置，是很有前途的试验手段，只是目前测试仪器的性能尚不满意，且难以确定放电量，这也限制了其单独使用的范围。

为了准确的诊断，除熟练掌握有关试验方法和判断标准外，还需要对变压器结构有充分的了解，以利于通过各种试验手段并进行初步分析判断后查找故障部位。首先对变压器附件，如冷却器和套管等仔细检查，确定其存在故障的可能性。对变压器本体(包括分接开关)的检查主要有两种方法：即放油进箱检查和吊罩检查。放油进箱检省时省力，是优先考虑采取的检查步骤;缺点是对进箱检查人员技术素质要求高，而且有些部位不容易检查到。发现电力变压器的局部放电故障，可能是因为运行中的色谱分析异常或轻瓦斯保护动作，也可能是因其他预试中的结果超标。但局部放电故障与击穿故障是有根本区别的，击穿故障是电极之间(例如高压对地或相间等)的击穿，已造成变压器绝缘的严重损坏，而局部放电故障是一种可能发展为击穿，但尚未贯通电极的放电故障。

三、预试规程中对局放的要求

(1)试验周期。预试规程规定变压器消缺性大修后(220kV及以上);更换绕组后(220kV及以上，120MVA及以上);和必要时应进行局部放电试验。

(2)试验要求。进行局部放电试验在线端电压为1.5Um/ 时，放电量一般不大于500pc;在线端电压为1.3Um/ 时，放电量一般不大于300pc。

(3)试验中应注意的问题。

1)采用宽频带放大器要避免广播、载波、电晕的干扰。当采用中频电源时，要注意检测阻抗的频率下限值取高一些。

2)电流应采用对称输入，以减少电源设备的自身放电干扰。

3)在用电气法进行局部放电测量试验时，同时可应用超声法进行放电的定位和探测。