變電站
通過(guò)大量對(duì)于變壓器故障的統(tǒng)計(jì)資料可以發(fā)現(xiàn)，影響變壓器正常運(yùn)行的一個(gè)重要的因素就是變壓器的絕緣損壞引起故障。目前，國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中主要是采用有著固、液兩相復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)的油浸式電力變壓器。雖然變壓器在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)具備了足夠的電氣強(qiáng)度，可是變壓器絕緣材料各區(qū)域的電場(chǎng)分布一般是不均勻的，并且電介質(zhì)自身也是不均勻的，制造過(guò)程中因?yàn)橐恍┎豢杀苊獾呐既灰蛩囟斐傻南忍煨跃植咳毕?如裂縫、氣泡等)可能會(huì)導(dǎo)致絕緣結(jié)構(gòu)表面或者是內(nèi)部形成高于平均場(chǎng)強(qiáng)的的局部場(chǎng)強(qiáng)。較高的局部場(chǎng)強(qiáng)使這些先天性局部缺陷區(qū)域的擊穿場(chǎng)強(qiáng)低于平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)。放電將首先發(fā)生在這些擊穿場(chǎng)強(qiáng)低的區(qū)域，而其它局部場(chǎng)強(qiáng)不變的區(qū)域仍然保持完好的絕緣特性，這就形成了局部放電（PD，Partial Discharge）。
對(duì)于油浸式電力變壓器，其絕緣部位若長(zhǎng)期發(fā)生局部放電，這些絕緣存在缺陷部位的絕緣材料就會(huì)被腐燭，其絕緣的介電特性由于積聚效應(yīng)必然會(huì)受到影響，從而造成絕緣劣化，直至最終絕緣層擊穿。局部放電引起介質(zhì)損傷、劣化是由多方面的因素造成的，概括起來(lái)主要有以下三種效應(yīng)：
1、電的作用。介質(zhì)表面受到帶電質(zhì)點(diǎn)的撞擊效應(yīng)。電場(chǎng)對(duì)這些帶電質(zhì)點(diǎn)的加速作用增大了其轟擊介質(zhì)表面的速度，使介質(zhì)發(fā)生老化。
2、熱的作用。介質(zhì)受到帶電質(zhì)點(diǎn)的撞擊，使介質(zhì)放電點(diǎn)處的溫度比其他部位要高，過(guò)高的溫度有可能引起介質(zhì)發(fā)生化學(xué)分解或熱焰解。同時(shí)，局部放電產(chǎn)生的光輻射效應(yīng)，會(huì)引起塑料等有機(jī)介質(zhì)發(fā)生龜裂、光老化等現(xiàn)象。
3、化學(xué)作用。介質(zhì)受到局部放電產(chǎn)生的有活性的生成物的氧化而受到腐蝕。
局部放電會(huì)發(fā)生在各種不同的部位，歸納起來(lái)主要分為固體或液體介質(zhì)、絕緣內(nèi)存在的氣體以及金屬表面尖端等場(chǎng)強(qiáng)比其他部位要高的部位引起的局部擊穿放電。一次局部放電產(chǎn)生的能量較小，對(duì)電氣設(shè)備的絕緣性能不會(huì)產(chǎn)生太大影響，但是在電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)，局部放電頻繁的出現(xiàn)，這些原本對(duì)絕緣沒(méi)有太大影響的微弱放電不斷累積，設(shè)備絕緣的介電性能就有可能因?yàn)槟芰康睦鄯e效應(yīng)受到不斷的沖擊而漸漸劣化，最終就會(huì)造成局部絕緣缺陷不斷擴(kuò)大，甚至?xí)鹁植拷^緣被擊穿或造成沿面閃絡(luò)的發(fā)生。
傳統(tǒng)針對(duì)絕緣特性的試驗(yàn)方法大都難以準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部是否存在可能造成局部放電的缺陷，并且對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行一分鐘交流耐壓試驗(yàn)會(huì)造成設(shè)備絕緣損傷，導(dǎo)致設(shè)備正常運(yùn)行存在隱患。隨著電力系統(tǒng)整體電壓等級(jí)的持續(xù)提高，這個(gè)問(wèn)題愈發(fā)突出。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，最近幾年，我國(guó)電壓等級(jí)在110KV以上的大型變壓器事故中，超過(guò)一半的突發(fā)事故是在正常運(yùn)行下變壓器發(fā)生局部放電導(dǎo)致的匝或段間短路。
大型變壓器一般工作環(huán)境是在局部放電不大于100pC的電場(chǎng)強(qiáng)度下。但由于工藝等客觀因素，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在試驗(yàn)電壓下局部放電應(yīng)小于500pC。局部放電的強(qiáng)弱程度是判斷一個(gè)絕緣系統(tǒng)是否合格的可靠指標(biāo)。預(yù)防電氣設(shè)備故障的一種行之有效的方法是對(duì)電氣設(shè)備的局部放電特性進(jìn)行檢測(cè)。局部放電信號(hào)存在各種統(tǒng)計(jì)特征，如放電的相位分布、單位時(shí)間內(nèi)的放電次數(shù)、放電幅值大小等，這些特征可能隱含著電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)好壞和放電強(qiáng)弱程度等有效信息。在電氣設(shè)備發(fā)生絕緣故障前，若能夠通過(guò)檢測(cè)及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備中的局部放電現(xiàn)象，通過(guò)一定的方法精確的評(píng)估局放嚴(yán)重程度、辨識(shí)放電類(lèi)型，就可以先行采取相對(duì)應(yīng)的檢修措施，避免電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中突然發(fā)生絕緣故障。
國(guó)內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)對(duì)絕緣質(zhì)量監(jiān)控的重要指標(biāo)之一就是局部放電測(cè)量，以保障電氣設(shè)備能夠在安全可靠的前提下長(zhǎng)期運(yùn)行。針對(duì)局部放電的測(cè)量方法以及規(guī)定各類(lèi)設(shè)備的最高放電量，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）和我國(guó)都相應(yīng)制定了很多標(biāo)準(zhǔn)作為行業(yè)的指標(biāo)。各方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明：電氣設(shè)備在出廠前進(jìn)行局部放電檢測(cè)以及在運(yùn)行中進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)不僅能夠嚴(yán)格控制絕緣質(zhì)量，更是診斷電氣設(shè)備運(yùn)行中絕緣特性的一種行之有效的手段。
綜上所述，局部放電檢測(cè)作為一種診斷手段，能夠有效的反應(yīng)變壓器內(nèi)部絕緣狀況是否符合標(biāo)準(zhǔn)。這對(duì)于電力變壓器安全、可靠運(yùn)行具有十分重大意義，是電氣設(shè)備檢修發(fā)展的正確方向。
關(guān)注微信公眾號(hào)