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變壓器局部放電的目的和意義

發布時間:2020-08-26 00:56:42人氣:

變壓器
隨著電網的快速建設發展,輸電距離不斷增加,電壓等(děng)級(jí)也逐(zhú)漸提高,由最初的高壓輸電發展至現在的特高壓交直流輸電。高壓輸電必須考慮電網中電力設(shè)備的絕緣問題。絕緣(yuán)的作(zuò)用是為了分隔不同電位的導體,從而使(shǐ)各導體保持各自的電位。絕緣是(shì)高壓電氣(qì)設備結構中不可或缺的部分,據統計研究(jiū)表明,在所(suǒ)有電力變壓器故障中有(yǒu)80%是絕緣故障。大型電力(lì)變壓器結構複雜,對(duì)絕緣(yuán)要求高,因(yīn)此,作為電網中的重要設(shè)備,其絕緣狀態與電網運行(háng)的安全性、穩定性密切相關。絕緣故障就是指絕緣介質完全或部分(fèn)喪失了(le)隔離不同電位(wèi)的作用(yòng),其最直接的表(biǎo)現(xiàn)形式就是電(diàn)介質擊穿(chuān)。擊穿是指當外界電壓達到某一臨界值後,介質的電導率(lǜ)顯著(zhe)增大,泄漏電流迅速增(zēng)加,電介質失去了原有的絕緣(yuán)性能。電介質的擊(jī)穿是一種瞬時狀態的(de)變化,一般直觀可見,一般情況下,電介質在(zài)擊前,絕(jué)緣性能已經劣化,隨著劣化的逐步加深,最終表現為介質擊穿。所以,在絕緣介質被擊穿之前就對介質的性能進行檢測(cè),並(bìng)及時做出處理,可以有效地避免突發性的絕緣事(shì)故,保證電網運行安全。局(jú)部放電可以作為分析、評價電(diàn)氣設(shè)備絕緣狀態的標尺(chǐ)。局部放電一般是發生在絕緣介質內部極微小空間上的放電現象,一定程度的局部放電不會(huì)影響介(jiè)質的整體絕緣性能。

發生在高壓線和高壓設備中的(de)局部放(fàng)電的後(hòu)果是非常嚴重的,最終(zhōng)可(kě)能會導致全麵故障。固體介質中的局部放電的累積效(xiào)應是由(yóu)無數的局部傳導型放電通道(一種稱為放電樹枝的過程)形成的。重複的放電會引起絕(jué)緣材(cái)料不可逆的機械和化學性質惡化。高能量電子(zǐ)和離子、來自放電產生的紫外線、攻擊空洞壁的臭(chòu)氧以及在高壓力下化學分解過程釋放(fàng)的氣體引起的裂化等各種因素引(yǐn)起的能量釋放都會引起破壞。介質的化學變化同樣也會增強空隙周圍(wéi)的介質材料的導電性。

這又(yòu)增加了先前未受(shòu)影響的空白區域的電(diàn)壓,加(jiā)速了擊穿過程。和有機(jī)物和高分子介質相比,許多(duō)無機物介質,如玻璃、瓷器和雲母(mǔ)等更不容(róng)易受到局部放電的破壞。

在(zài)用紙絕緣的高壓線中,局部放電(diàn)以穿透紙線圈的小針孔開始,這(zhè)些繞組與導電(diàn)體和外套相鄰。隨著局(jú)部放電的(de)持續進行,重複的放電最終會引起受影響的紙層內永久性的化學變化,並且會浸漬液(yè)體介質。在情況進一步惡(è)化(huà)下,會形成導電碳化樹枝。這會對其餘的絕緣材料施加很大的壓力,導致破(pò)壞區域的進一步(bù)增(zēng)大、沿著(zhe)樹枝阻性加熱(rè),並且進一步焦化(有時(shí)又稱之為跟蹤)。如果任其發展,最終會導致介(jiè)質材料的絕緣性(xìng)完全失效,發(fā)生(shēng)電氣爆炸。

變壓器中,局部放電的發生通常有(yǒu)兩個原因(yīn),一(yī)是在變壓器製造和安裝過程未發現的絕緣缺陷;二是在變壓器運行過程中逐漸發生的,如雷電衝擊或操作衝擊電壓引(yǐn)發的絕緣弱點。變壓器發生局部放電時,通常會以熱量、聲波、光等方式向外界輻(fú)射能量。來自局部放電的局部加熱會(huì)導致(zhì)絕緣材料的熱降解。盡管對直流電和輸電線頻率來說,局部(bù)放電的熱量等級通(tōng)常都比較低,但是它會加速高電壓和高頻設備的故障。通過(guò)監測發生在設備生命周期(qī)中的局部放電活動,可以(yǐ)試驗(yàn)高壓設備(bèi)的絕緣完整性(xìng)。為了(le)保證供電可(kě)靠和長期操(cāo)作的(de)可(kě)持續性,應(yīng)該嚴格監測高壓電氣設備中的局部放電,以收集早(zǎo)期報警信號用於檢測和維修。

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