彭少陽

摘 要：互感器在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，其絕緣結(jié)構(gòu)要承受多種電壓作用，保障不損傷絕緣?；诖耍疚木蛡鹘y(tǒng)10kV干式互感器局部放電試驗(yàn)中的不足、絕緣固體放電超量等現(xiàn)象進(jìn)行了簡單闡述，進(jìn)一步分析了10kV干式互感器局部放電試驗(yàn)的必要性，并對(duì)傳統(tǒng)試驗(yàn)方法進(jìn)行了改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：干式互感器；局部放電試驗(yàn)；絕緣結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TM45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）20-0177-01

1 10kV干式互感器傳統(tǒng)試驗(yàn)的不足

根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中對(duì)10kV干式互感器的絕緣項(xiàng)目試驗(yàn)做出了相關(guān)規(guī)范，其中的試驗(yàn)項(xiàng)目主要包括絕緣電阻與交流耐壓的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。針對(duì)這兩項(xiàng)試驗(yàn)，傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法，只能對(duì)較為明顯的外部及內(nèi)部絕緣缺陷進(jìn)行相關(guān)分析，如局部放電超標(biāo)等試驗(yàn)，能夠?qū)ジ衅骼@組主、縱絕緣尺寸及絕緣材質(zhì)進(jìn)行相對(duì)準(zhǔn)確的檢測與分析；其余缺陷，如設(shè)備內(nèi)部存在的局部裂紋或局部氣泡等，檢測并不是很靈敏，分析結(jié)果也不夠精確，從而對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成很大的安全隱患。

在近幾年的試驗(yàn)嘗試當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)10kV干式互感器內(nèi)部絕緣電阻是符合相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)的，在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)過程中，其試驗(yàn)結(jié)果也符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；但在投運(yùn)幾年之后，隱患爆發(fā)，可能會(huì)導(dǎo)致爆炸等大型事故。在針對(duì)已發(fā)生的事故進(jìn)行研究的過程中發(fā)現(xiàn)，燒毀設(shè)備被解體之后，明顯觀察到絕緣體或一次繞組當(dāng)中存在氣泡。由此能夠直觀的說明，通過傳統(tǒng)試驗(yàn)方法，對(duì)10kV干式互感器進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，并不能全面保障設(shè)備的安全性，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重的威脅，甚至?xí)l(fā)重大安全事故。

2 10kV干式互感器局部放電試驗(yàn)必要性

2.1 檢測局部缺陷

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，局部放電檢測的相關(guān)技術(shù)也得到了很大發(fā)展，多種創(chuàng)新技術(shù)與創(chuàng)新儀器被大量應(yīng)用與試驗(yàn)當(dāng)中，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的精度提升起到了很大作用。通過新技術(shù)與新儀器的大量應(yīng)用，對(duì)10kV干式互感器進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，能夠使內(nèi)部的局部裂紋與局部氣泡等缺陷的檢測更靈敏，與常規(guī)試驗(yàn)或檢查方法相比，大量常規(guī)方法無法檢驗(yàn)到的內(nèi)部缺陷都能通過局部放電試驗(yàn)檢測到，及時(shí)做退回處理。

在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，如果設(shè)備的固體絕緣當(dāng)中真的存有氣泡缺陷，那么在運(yùn)行電壓的影響下，氣泡會(huì)造成局部放電現(xiàn)象持續(xù)發(fā)生，長此以往，局部放電產(chǎn)生的能量會(huì)逐漸積累，并持續(xù)對(duì)周圍的絕緣固體產(chǎn)生發(fā)生作用。絕緣固體隨著能量作用時(shí)間的不斷積累，絕緣性能就會(huì)逐步下降，當(dāng)其絕緣作用徹底失去效果的時(shí)候，就會(huì)造成擊穿放電事故。由此能夠明確，若投入電網(wǎng)運(yùn)行的互感器狀態(tài)并不完好，內(nèi)部存在氣泡缺陷，則會(huì)對(duì)電網(wǎng)安全帶來嚴(yán)重威脅[1]。

通過相關(guān)實(shí)踐表明，利用局部放電試驗(yàn)，對(duì)10kV干式互感器進(jìn)行相關(guān)缺陷檢測，能夠有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部絕緣體中的氣泡缺陷與局部裂縫缺陷。在早期的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與試驗(yàn)規(guī)程當(dāng)中，對(duì)10kV干式互感器的局部放電試驗(yàn)并未作出明確規(guī)范，因此檢測工作緊緊通過交流耐壓試驗(yàn)來進(jìn)行，而檢測結(jié)果大多顯示設(shè)備為合格產(chǎn)品，不合格產(chǎn)品極少出現(xiàn)，切在設(shè)備投入運(yùn)行的短期階段，出現(xiàn)的爆炸現(xiàn)象也很少。在在運(yùn)行時(shí)間的不斷推移下，由于內(nèi)部的局部缺陷問題，是絕緣固體失去絕緣作用，爆炸事故頻發(fā)，例如雙樓變電站的爆炸事故，2001年投入運(yùn)行的10kVⅡ母線TV，在2003年4月發(fā)生了燒毀事故。

2.2 檢測放電超標(biāo)

雙樓變電站事故發(fā)生之后，對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)的解體檢查研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)內(nèi)部繞組部分與固體絕緣部分的接觸面，存有多個(gè)氣泡，對(duì)氣泡進(jìn)行準(zhǔn)確測量，其中最大的直徑有1cm左右；研究中還對(duì)未損壞的10kVⅡ母線TV進(jìn)行了常規(guī)試驗(yàn)，同時(shí)也對(duì)比進(jìn)行了局部放電試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，未損壞的10kVⅡ母線TV局部放電超標(biāo)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行存在極大危害。

針對(duì)放電超標(biāo)這一現(xiàn)象，局部放電雖不能夠?qū)υO(shè)備內(nèi)部的絕緣固體造成貫穿性的絕緣通道，但放電產(chǎn)生的熱量，會(huì)導(dǎo)致局部升溫現(xiàn)象或碳化現(xiàn)象，再加上由于電解作用產(chǎn)生的活性氣體，對(duì)絕緣固體的腐蝕作用加重，長期積累之下就會(huì)導(dǎo)致絕緣損傷、老化，影響絕緣體的使用壽命。缺陷產(chǎn)生的原因多是由于生產(chǎn)過程中的工藝技術(shù)不夠完善，使設(shè)備內(nèi)部固體或液體介質(zhì)中產(chǎn)生了裂縫、氣泡、劃痕、分層、表面污染、懸浮顆粒等缺陷類型，通過局部放電試驗(yàn)，能夠更準(zhǔn)確的分析對(duì)局部缺陷進(jìn)行檢測，杜絕更多不合格產(chǎn)品投入到電網(wǎng)運(yùn)行當(dāng)中，避免更多的爆炸事故。

以滄州供電公司為例，在初期安裝10kV干式互感器之時(shí)，投運(yùn)前的局部放電試驗(yàn)十分嚴(yán)格，對(duì)不合格產(chǎn)品實(shí)行堅(jiān)決退回的處理方式。在初期試驗(yàn)過程中，10kV干式互感器的合格率在40%左右，更為嚴(yán)重的一點(diǎn)是，同一批的產(chǎn)品經(jīng)過局部放電量檢測后，結(jié)果顯示全部超標(biāo)，因此，在進(jìn)行新設(shè)備的相關(guān)交接試驗(yàn)當(dāng)中，對(duì)設(shè)備的局部放電問題做了重點(diǎn)關(guān)注。在后期購進(jìn)的過程中，10kV干式互感器的合格率有所提升，但局部放電超標(biāo)現(xiàn)象依舊未能得到有效處理。

通過對(duì)10kV干式互感器生產(chǎn)廠家的多處探訪發(fā)現(xiàn)，在設(shè)備出廠之前，并未進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，僅僅簡單采用了5min的工頻耐壓試驗(yàn)，來進(jìn)行相關(guān)檢測操作，因此在出廠報(bào)告上標(biāo)注的放電量才會(huì)很小。在電網(wǎng)的全面建設(shè)與完善過程中，基建項(xiàng)目也逐漸增多，廠家一味追求高產(chǎn)值，在制造工藝方面未進(jìn)行提升，現(xiàn)行的脫氣工藝并不完善，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量無法保障，而交流耐壓試驗(yàn)并不能對(duì)設(shè)備內(nèi)部缺陷進(jìn)行有效查出，由此能夠明確，10kV干式互感器局部放電試驗(yàn)的必要性。

3 10kV干式互感器局部放電試驗(yàn)方法

進(jìn)行10kV干式互感器試驗(yàn)的過程中，試驗(yàn)方法可依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范當(dāng)中，適用于35kV或以上電壓等級(jí)的干式互感器的實(shí)驗(yàn)方法，并進(jìn)行正確接線，接線時(shí)要明確接地點(diǎn)。試驗(yàn)中的電壓較低，且會(huì)受到外界以及電源的較大干擾，在此種情況下，需采取一定的措施進(jìn)行干擾識(shí)別及屏蔽的相關(guān)操作。針對(duì)試驗(yàn)電源干擾部分，則需要進(jìn)行濾波措施才能達(dá)到預(yù)期的屏蔽效果[2]。在試驗(yàn)過程中的局部放電測量，電壓及允許放電水平，需參照《電流互感器》與《電壓互感器》當(dāng)中的相關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，在1.2倍的最高運(yùn)行電壓之下，局部放電量不宜超過20pC。

針對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象，需要具備一定的放電類型辨別方法，才能實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果的效用性。首先，對(duì)典型的內(nèi)部氣泡缺陷，放電顯示過程，表現(xiàn)在試驗(yàn)電壓由零到峰值的橢圓現(xiàn)象內(nèi)，若放電的波形可清晰分辨，放電幅值會(huì)隨著試驗(yàn)電壓的上升不斷增大，且放電波形逐漸變得模糊不清，則說明內(nèi)部含有氣泡或局部放電現(xiàn)象。

其次，若內(nèi)部放電類型屬于懸浮電位物體放電，則需要對(duì)電壓峰值進(jìn)行詳細(xì)觀測，此時(shí)的幅值、脈沖位置與脈沖數(shù)均保持相同狀態(tài)。當(dāng)電壓不斷升高，到達(dá)一定值是會(huì)瞬時(shí)消失，但若降低，依舊會(huì)重新出現(xiàn)；此種現(xiàn)象表明，存在金屬間隙。在高壓電場的覆蓋范圍內(nèi)，若存在不接地或虛接地的金屬，不斷的升壓會(huì)導(dǎo)致金屬內(nèi)部積累大量電荷，此電荷累計(jì)值域大地形成了一個(gè)較大的電位差；當(dāng)電壓達(dá)到一定值時(shí)，金屬對(duì)地的放電作用會(huì)引發(fā)懸浮放電；若電壓持續(xù)升高，則會(huì)發(fā)生金屬對(duì)地?fù)舸┑默F(xiàn)象，使金屬與大地之間形成電勢相等的情況，此時(shí)的懸浮放電消失[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，10kV干式互感器的局部放電試驗(yàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性具有重要的保障作用。通過科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法與辨別方法，能夠明確互感器的安全性，并對(duì)缺陷類型進(jìn)一步分析，杜絕不合格產(chǎn)品投入電網(wǎng)運(yùn)行。因此，隨著10kV干式互感器應(yīng)用廣泛性的提升，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其局部放電試驗(yàn)的研究力度，確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全。

參考文獻(xiàn)

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[3]鄧國良.一起電流互感器局部放電的分析研究[J].河南科技，2013，22：59+78.endprint