环氧树脂浇铸干式变压器局部放电原因和控制

环氧树脂浇铸干式变压器局部放电原因和控制

杨大勇

特变电工智能电气有限责任公司 新疆昌吉 831100

摘要：在配电网当中，环氧树脂浇铸干式变压器是非常重要的设备，当前10千伏到35千伏干式变压器应用非常广泛，干式变压器是否安全可靠对电网的稳定运行有着直接影响。本文重点分析研究环氧树脂浇铸干式变压器局部放电的原因以及相关的控制方法，以供参考。

关键词：环氧树脂；干式变压器；局部放电；毛刺；

1 环氧树脂浇铸干式变压器局部放电原因

1.1 局部放电概述

局部放电主要指的是电气设备内部绝缘结构出现绝缘薄弱点，在外加电压的条件下，局部场区薄弱点处会出现局部击穿等问题，然而不会随即形成整个绝缘体贯穿性击穿，这种情况就被叫做为局部放电。

1.2 局部放电原因分析

因为变压器的金属体和绝缘体往往会出现一定的毛刺、尖角，造成电荷在一定电场强度条件下，会在毛刺、尖角集中，出现局部放电等情况。对局部放电的原因进行分析，可以发现电压等级越高就越容易出现局部放电等情况，35千伏干式变压器局部放电情况比10千伏干式变压器更难以控制。与变压器的工艺流程进行结合，具体分析干式变压器出现局部放电的原因有以下几点：

首先变压器绝缘结构设计存在缺陷，主要是主绝缘距离选择不合理，这样会导致高压绕组之间、高压绕组对铁轭以及高压绕组对低压绕组出现部分场强过强的区域出现局部放电。

其次为没有合理的进行绝缘材料的设计，导致局部放电量进一步增加，环氧树脂浇铸绝缘干式变压器绕组网在真空下进行浇铸，如果没有合理的进行工艺控制，可能会导致内部出现空穴和气泡，空穴的空气介电系数也往往要比环氧树脂低很多，因此很容易达到击穿先放电，而出现局部放电，绕组在固化、绕制和树脂浇铸方面的相关工艺不到位，可能会造成局部放电。

另外在装配过程中工艺不到位，高低压引线之间出现绝缘距离无法达到要求或者毛刺等现象也有可能会出现场强的变化产生局部放电，如果导电体的电气连接不良或者不可靠，很容易出现放电的问题。

最后在空气湿度较大的情况下，器身可能会整体受潮，绝缘材料的含水量增加，导致局部放电量增加，一些外部附件质量无法达到要求，绝缘子产生质量问题在结构件上会出现尖角很容易导致局部放电的情况。

2 局部放电的控制方法分析

2.1 原材料的选择与控制

合理选择电磁线，最好选择漆包加丝包复合型导线，当使用漆包导线时，需要进行环氧树脂和漆膜的相溶性试验。在绕组浇铸固化的时候，环氧树脂很有可能会腐蚀漆膜，导致导线没有绝缘造成局部放电，在选择环氧树脂的过程中，各种环氧树脂特性各不相同，对产品的局部放电也会产生一定的影响，所以一定要选择一些绝缘强度强而且粘度小的树脂。

2.2 绕组结构设计

首先需要对主绝缘的距离进行有效的控制，在设计变压器绕组的过程中一定要注意高压绕组相间距离、高低压绕组间距离，保证具有足够的绝缘距离，这样可以有效的帮助干式变压器放电控制。在高压绕组中绝缘距离方面一定要留有余地，这也是控制整个绕组场强的重要因素。另外还需要对雷电冲击绕组的情况进行有效的分析，应根据线圈结构和绕制工艺确定线圈首末端、层间和段间的绝缘强度要求，另外需要注意尽量多分段数，控制绕组分段数量，以便让其场强有效降低，可以适当增加高压绕组内部绝缘，让外部场强降低，这样可以让其放局部放电量降低，在高压出线时，通常条件下外绕组通过凸台引出。这种技术相对较为成熟，高压出头凸台位置较为关键，一定要注意控制跨度，否则很容易产生问题。内绕组是高电压时，一定要注意对内绕组的出头方式进行控制，否则很容易因为绝缘不够而出现局部放电，如果长时间带病工作很容易导致变压器放电，对变压器的安全产生影响。对一些铁芯夹件等金属构件一定要注意对尖角进行控制，尽量使用圆角。在屏蔽控制的过程中需要注意避免尖角、毛刺等包裹在绝缘层当中，将尖端和孔隙放电的情况排除，让局部放电量减少，尤其是一些特种变压器和高电压元器件。这种方式应用非常有效。很多屏蔽筒做成软的屏蔽，在装配的过程中很容易出现损坏变形，影响局部放电，如果采用硬的屏蔽，就不容易出现变形，可以对局部放电情况进行有效控制。

2.3 绕组的绕组、装模及真空浇铸固化工艺控制

干式变压器绕组是非常重要的。在变压器运行的时候，很多情况下是绕组出现故障，真空浇铸的质量会直接影响局部放电，哪怕很小的气穴也会对变压器的局部放电产生影响，因此在制作的过程中一定要严格的控制固化、浇铸等各项工艺，在制作绕组的过程中一定要注意合理的选择各层的匝数和层间绝缘厚度，不能随意进行更改。绕制的过程中一定要确保材料的境界，层间绝缘材料一定要一致，不同树脂选择不同的材料，如果树脂属于带填料，具有较大的粘稠度，那么在层间绝缘方面需要对树脂的流动性进行充分的考虑，保证树脂的充分渗透，另外还需要注意综合考虑与树脂的融合性，某些绝缘材料无法充分与环氧树脂相容，可能会导致分层出现，对局部放电量产生影响。在焊接装模引线端子的过程中一定要注意打磨焊接线的毛刺和尖角，让毛刺尖角造成的放电减少，保证整个装配过程的清洁，不能出现金属异物流入绕组内部。

带模绕组装好之后，一定要严格的依照干燥标准进行烘燥，保证对其含水量进行控制，将水分排出。环氧树脂配料和脱气过程中，一定要严格的依照工艺要求进行操作。对填料的颗粒度进行充分的考虑，如果颗粒度太细可能会造成树脂粘稠度增大，让树脂的流动性受到影响，如果颗粒太大可能会导致填料沉淀，因此一定要对颗粒进行选择，在固化浇铸的时候一定要对其粘度、气泡、温度、真空度的相关参数进行充分的考虑，合理的进行控制。比如在温度控制的过程中，一定要保证温度与树脂的温度接近，如果温度过高可能会导致树脂局部出现凝胶，导致流动性大幅下降，对胶的质量产生影响，另外需要对浇铸速度进行有效的控制，不宜过快出现气泡，树脂在入口一定要注意同步，考虑气泡的排出，动态交流的过程中一定要注意配料后到浇铸完成的这段时间，防止树脂由于凝胶而出现粘度过大等情况。如果条件允许，在完成浇筑之后可以适当加压，充分让环氧树脂渗透，尤其是大型干式变压器绕组。这种应用非常有效，在固化环氧树脂的过程中，有一定的收缩体积，在工艺不良的条件很容易出现树脂收缩而导致绕组内部出现空隙的情况，一定要注意固化的温度，固化烘箱的温度均匀性以及时间等。

2.4 装配工艺的控制

在对干式变压器进行装配的过程中，一定要确保高低压绕组的同心度，保证高压绕组对引线以及上下铁轭之间的距离，这样才能防止出现局部放电。在装配变压器的过程中一定要注意对毛刺、尖角等问题进行充分的考虑，如果变压器超过35千伏，一定要注意有效的屏蔽金属结构件的尖角，控制附件的质量，让电气的可靠接地提高，这也是控制局部放电的一个重要方式。

结束语

局部放电超标是变压器运行时绝缘出现局部性故障的先兆，局部放电完全有可能过渡到全面的绝缘击穿， 其对电力系统的安全运行存在重大隐患。所以一定要对其进行有效地控制，提高干式变压器的使用寿命。

参考文献

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