變壓器油（yóu）中局部放電情況
氣體進入變壓器內部有很多途徑，歸納後可分為兩大（dà）類：人為因素和係統因素。
①人為因素
需要加注的變（biàn）壓器油沒有經過很好的沉澱和過濾措施，致使過量的氣體（tǐ）進（jìn）入變壓器（qì）箱體內部；由於吸油管路漏氣等情況，致使外界空氣竄入箱體（tǐ）。還有電力（lì）變壓器的（de）管路不正確（què）地接入控製閥和限流閥，以及錯誤操作電磁閥等引起注油係（xì）統局部壓力發生突（tū）然變（biàn）化，使氣體（tǐ）從油（yóu）中析出；設備安裝或維修的過程中絕緣材料(紙+油)吸附（fù）大氣中的空氣；變（biàn）壓器油箱抽（chōu）真（zhēn）空時間不夠箱體殘留的空氣；真空注油時，帶入的油中的殘存空氣；因設備製造材料安裝質量等問題，致使設備密封不（bú）嚴，運行中滲入油中的（de）空氣。
②係統因素
由實驗可得（dé），常態下礦物油（yóu）中氣體的溶解量可達6%-12%。常用的（de）變壓器油中氣體的溶解量一般為9%左（zuǒ）右，由此可知正常情況下變壓器油是混有一定量氣體的。根據亨利定律的描述（shù），氣（qì）體在油液中的可溶性（xìng）與絕對壓（yā）力成正比（bǐ），當係統運行時油液經（jīng）閥和過濾器等元件將產生較大壓降（jiàng），使空氣析出以微小（xiǎo）氣泡狀懸浮在油液中。係統回油時在油箱裏產生浪花和泡沫，同時必定會攪動油箱內的油液使空氣混入，這些油液中的氣體又被吸入（rù）係統循環，致使油液含氣（qì）量不斷增加。
根據（jù）斯托克斯法則（zé）可知，氣泡的上浮速（sù）度與氣（qì）泡大小成正比，與油液粘（zhān）度成反比。由於油中氣泡很（hěn）小，單靠其自身浮（fú）力浮上油麵是相當困難的。氣（qì）泡的（de）直徑一（yī）般為0.25-0.5mm，當氣（qì）泡界麵（miàn）的油液（yè）沒有作向上運動的時候，完全要靠自身浮（fú）力（lì）克服油液的摩擦阻力而向上運動。經計算（suàn）可知，直徑為100pm左右的氣泡在油中上浮1cm需要1分鍾，像直徑為10pm左右（yòu）的微小氣泡根本不可能自行浮（fú）上油麵。由於潛油（yóu）泵的攪拌作用，微細化後的氣泡再經閥口高速噴出成為乳化液狀氣泡，即使在（zài）油箱中滯留（liú）相當長的時間，單靠自行浮上也是極其困難的。由此可見，油中氣泡在變壓器箱體（tǐ）內部是處於懸浮狀態的。當變壓器（qì）油流動時，存在於變壓器油中的氣泡在變壓器箱體內部的油道中始（shǐ）終保持懸浮、移動的狀態。
當變壓器油中含有氣泡（pào）時，在變（biàn）壓器絕緣的（de）單（dān）元體（tǐ）積內，電場分布與（yǔ）絕（jué）緣介質的介電常數成（chéng）反比，氣（qì）泡（pào）的介電常數小（xiǎo）於油（yóu）介電常數的1/2，所以氣泡中的（de）電場強度（dù）比油中的要高（gāo）兩倍（bèi）以上，而氣（qì）泡的耐電場強度比油紙絕緣要低（dī）很多，從而使氣泡特別容易發生局部放電。變壓器油中的氣泡保持靜止和懸移兩種狀態，有研究針對變壓器油中存在的氣隙缺陷產生的局（jú）部放電進行了研究，取得了（le）卓有成效的研究成果，其具體的缺陷模型是（shì）：在（zài）兩層（céng）厚2.5mm的浸油絕緣紙板中夾一層帶有一直徑為20.0mm通孔的1.0mm厚絕緣紙（zhǐ）板，為避（bì）免變壓器油進入氣（qì）隙中影（yǐng）響測量結果，絕緣紙板之（zhī）間用一層（céng）非常薄（báo）的環氧樹脂膠粘合，以此（cǐ）來模擬（nǐ）氣隙缺陷模型，但它不能反應變壓器（qì）油（yóu）中（zhōng）懸移氣泡產生的局部放電。此種缺（quē）陷模型的缺點是：真實油（yóu）中（zhōng）氣泡的體積和形狀是以球形為主，而且隨著（zhe）各（gè）種環境因素的改變而變化的，但上麵所設計的（de）氣泡缺陷（xiàn）體積和形狀是不能變的。強迫油循環變壓器中的氣泡缺陷是（shì）在潛（qián）油泵的作用下（xià）隨著油流不段地（dì）懸浮、移動的，但此種氣隙缺陷不能反應油流等因素對局部放電（diàn）的（de）影響。
國內外針對油中懸移氣泡局部放電（diàn）特（tè）性展開（kāi）的研究很少，但有一些針對電場作用（yòng）與（yǔ）氣泡行為特性之間（jiān）關係的研究（jiū），目（mù）前主要是有學者在工程熱物理學領域進行了相關探（tàn）索（suǒ）性研究。其氣（qì）泡產生方法主要分為鼓泡法和直接加（jiā）熱產（chǎn）生氣泡法。鼓泡（pào）法是研究無相變時氣泡行為的一種方法，即在實驗裝置的底部安裝一個氣針或開一個氣孔（kǒng）進行鼓（gǔ）泡。直接加（jiā）熱產生（shēng）氣泡（pào）是在（zài）實驗設備的管（guǎn）壁加熱產生蒸氣泡，這一過程涉及（jí）到界麵的傳（chuán）熱和（hé）傳質行（háng）為，而電場的介入，使蒸氣泡的行為研（yán）究變得更加複雜。因此，目前針對電場下氣泡行（háng）為的研究多采用鼓泡法。之後（hòu）在蠕動流近似（sì）的基礎（chǔ）上（shàng），分析了電場作用下的氣泡（pào）受力情況，計算了電場作用下氣泡內（nèi）外的（de）速度場分布，對氣泡行為及動力學特性進行了總結。得出結論：在電場力的（de）作用，氣泡發生變形，隨著電場強度的增加，氣泡變形加劇，氣泡的長徑比變大。外電場作用（yòng）也（yě）有利於（yú）加劇氣泡內部流（liú）體的運動。意大利羅馬大學M.Pompili等人提出了當變壓器油中（zhōng）存在氣泡時更容易引起局部放電的結論，氣泡的存在（zài）對起始放電電壓幅值、放電重複率等參數有所影響。但沒有進行更進一步的（de）研究（jiū）。日本Mitsubishi Electric Corporation的H. Shiota等人先設計了油中氣泡實驗裝置，是（shì）用微型注射器將氣體注入進去。研究了在交流電壓作用下單個氣泡的（de）形狀變化和運動規律（lǜ），以及氣泡大小與起始放電電壓之間的關（guān）係。研究結果表明：氣泡的大小和形狀對於氣泡局部放電特性（xìng）有很大的影響，氣泡的原始大小與局部放電劇烈程度有關係。氣泡原始體積越大（dà）則局部放電（diàn）起始放電電壓越小，且局部放（fàng）電越（yuè）劇（jù）烈；在電場力的作用下，氣泡的形狀發生（shēng）了改變，而且電場的（de）存在對於氣泡溶於變壓器油中起促進作（zuò）用。從以上學者研究的成果（guǒ）可得：油中氣泡的（de）存在確實會引起局部放電，氣泡形（xíng）狀大小（xiǎo）的（de）改變也（yě）會促使局（jú）部放電（diàn）的產生，且對（duì）放電特性有很大的影響。
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