变压器充放电原因

变压器局部放电的原因分析

其一，由于变压器中的绝缘体、金属体等常会带有一些尖角、毛刺，致使电荷在电场强度的作用下，会集中于尖角或毛刺的位置上，从而导致变压器局部放电；其二，变压器绝缘体中一般情况下都存在空气间隙，变压器油中也有微量气泡，通常气泡的介电系数要比绝缘体低很多，从而导致了绝缘体中气泡所承受的电场强度要远远高于和其相邻的绝缘材料，很容易达到被击穿的程度，使气泡先发生放电；其三，如果导电体相互之间电气连接不良也容易产生放电情况，该种情况在金属悬浮电位中最为严重。

局部放电的危害及主要放电形式

2.1 局部放电的危害

局部放电对绝缘设备的破坏要经过长期、缓慢的发展过程才能显现。通常情况下局部放电是不会造成绝缘体穿透性击穿的，但是却有可能使机电介质的局部发生损坏。如果局部放电存在的时间过长，在特定的情况下会导致绝缘装置的电气强度下降，对于高压电气设备来讲是一种隐患。

2.2 局部放电的表现形式

局部放电的表现形式可分为三类：第一类是火花放电，属于脉冲型放电，主要包括似流注火花放电和汤逊型火花放电；第二类是辉光放电，属于非脉冲型放电；第三类为亚辉光放电，具有离散脉冲，但幅度比较微小，属于前两类的过渡形式。

3 变压器局部放电检测方法

变压器局部放电的检测方法主要是以局部放电时所产生的各种现象为依据，产生局部放电的过程中经常会出现电脉冲、超声波、电磁辐射、气体生成物、光和热能等，根据上述的这些现象也相应的出现了多种检测方法，下面介绍几种目前比较常见的局部放电检测方法。

3.1 脉冲电流检测法

这种方法是目前国内使用较为广泛的变压器局部放电检测方法，其主要是通过电流传感器检测变压器各接地线以及绕组中产生局部放电时引起的脉冲电流，并以此获得视在放电量。电流传感器一般由罗氏线圈制成。主要优点是检测灵敏度较高、抗电磁干扰能力强、脉冲分辨率高等；缺点是测试频率较低、信息量少。

3.2 化学检测法

化学检测法又被称为气相色谱法。变压器出现局部放电时，会导致绝缘材料被分解破坏，在这一过程中会出现新的生成物，通过对这些生成物的成分和浓度进行检测，能够有效的判断出局部放电的状态。这种方法的优点是抗电磁干扰较强，基本上能够达到不受电磁干扰的程度，也比较经济便捷，还具有自动识别功能；但该检测方法也存在一些缺点：由于生成物的产生过程时间较长，故此延长了检测周期，只能发现早期故障，无法检测突发故障，并且该方法只能进行定性分析，无法实现定量判断。另外现在使用的气体传感器对检测到的所有气体都较为敏感，致使检测的准确性不是很高。

3.3 光测法

由于局部放电会产生光辐射，光测法主要是针对局部放电时产生的光辐射进行检测。通常情况下变压器油中发生放电时所产生的光波长度均不相同，试验结果表明光波的长度一般在500nm~700nm 这一区间范围，当光电发生转换后，根据光电流的特性，能够对局部放电进行识别。

3.4 超高频检测法

变压器在发生局部放电时都会出现正负电荷中和的现象，并且伴随这一现象都会形成一个陡的电流脉冲向周围辐射电磁波。

该方法主要是通过对变压器内部产生局部放电时所发射的超高频电磁波进行接收，从而达到对局部放电的定位和检测。这种检测方法的主要优点是测量频率比较高、检测频率范围可以调节、抗电磁波干扰性能强、灵敏度较高等。

3.5 射频检测法

该方法主要是通过利用电流互感线圈从变压器的中性点进行测量获取信号，测量的信号频率通常能够达到3 万kHz，从很大程度提高了局部放电的测量频率。主要优点是射频检测系统安装方便，检测设备不会改变变压器的运行方式；其缺点是由于射频检测只能对单一的信号进行分辨，无法准确的判断三相变压器局部放电信号的总和，因此，不适合三相变压器的局部放电检测。

3.6 红外热像法

该方法主要是通过红外线测量仪器对变压器中局部放电时所产生的电热能量转换来实现检测局部放电区域内的温度变化达到检测的目的。主要优点是红外线仪器操作简便，并且测出的结果直观准确；其缺点是只能对变压器表面的局部放电进行检测，无法检测到变压器深处的故障，只适合定性测量，目前尚不能用于定量测量。

变压器充放电原因变压器有一种特殊现象，即局部放电。它主要是变压器、互感器以及其他一些高压电气设备在高电压的作用下，其内部绝缘发生的放电。这种放电只存在于绝缘的局部位置，不会立即形成整个绝缘贯通性击穿或闪络，所以称为局部放电。局部放电量很微弱，靠人的直觉感觉，如眼观耳听是察觉不到的，只有灵敏度很高的局部放电测量仪器才能把它检测到。

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，据小编所知，产生局部放电的原因有：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;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。

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。

变压器绝缘的劣化往往是多种因素共同作用的效果，并非是单一因素造成的，局部放电不仅是绝缘劣化的原因，并且是绝缘劣化的先兆及其表现形式，通常造成变压器局部放电的直接原因主要有：

（1）变压器内部的金属件、绝缘件存在毛刺及尖角。

（2）绝缘件内部存留有空隙、裂缝等。

（3）金属接地部件、导电体之间电气链接不良。

（4）绝缘油中有微量气泡。

（5）变压器残存有杂物，尤其是金属粉尘及纸末纤维等。

当怀疑变压器内部有局部放电时，应综合分析比较各种检测方法，如油中溶解气体分析，局部放电测试等方法对该设备进行综合分析。
局部放电主要是变压器、互感器以及其他一些高压电气设备在高电压的作用下，其内部绝缘发生的放电。

这种放电只存在于绝缘的局部位置，不会立即形成整个绝缘贯通性击穿或闪络，所以称为局部放电。

局部放电量很微弱，靠人的直觉感觉，如眼观耳听是察觉不到的，只有灵敏度很高的局部放电测量仪器才能把它检测到。

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：电场过于集中于某点，或某点电场强度过大，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。

变压器局部放电的检测方法

1、电测法

利用示波仪或无线电干扰仪，查找放电的特征波形或无线电干扰程度。

2、超声波测法

检测放电中出现的声波，并把声波变换为电信号，录在磁带上进行分析，利用电信号和声信号的传递时间差异，可求得探测点到放电点的距离。

3、化学测法

检测油中各种溶解气体的含量及增减变化规律。该测试法可发现油中的组成、比例以及数量的变化，从而判定有无局部放电(或局部过热)。

此外，近年来还研制出局部放电在线检测仪，能在变压器运行中进行自动检测局部放电。

为防止局部放电的发生，制造单位应对变压器进行合理的结构设计;精心施工，提高材料纯净度，严格处理各个环节的质量。

运行单位应加强变压器维护、监测等工作，以有效地防止变压器局部放电的发生

由于变压器中的绝缘体、金属体等常会带有一些尖角、毛刺，致使电荷在电场强度的作用下，会集中于尖角或毛刺的位置上，从而导致变压器局部放电因为在高电场强度作用下，电荷容量集中到尖角的地方，从而引起放电。

环氧树脂浇注绝缘干式变压器在真空浇注时，如工艺控制不好也会造成内部有气泡而产生局部放电，环氧树脂绝缘体中一般情况下都存在一些微小空气间隙，通常气泡的介电系数要比绝缘体低很多，从而导致了绝缘体中气泡所承受的电场强度要远远高于和其相邻的绝缘材料，很容易达到被击穿的程度，使气泡先发生放电。

如果导电体相互之间电气连接不良也容易产生放电情况，该种情况在金属悬浮电位中最为严重。

空气湿度太大，变身部分区域绝缘强度不够，或安装时变压器绝缘有损坏；变压器闲置时间太长，绝缘材料含水量超标，器身整体受潮，也会影响局放量。

干式变压器绝缘结构在设计时层间或匝的场强过高，如绝缘结构设计不合理等； 选择绝缘材料质量问题如果不是符合要求的伪质材料；绕线和烘燥及浇注工艺水平不到位；装配工艺水平装配得不好，如高低压引线的制作有毛刺或距离等都会影响局放量增大。