环氧树脂浇注干式变压器局部放电原因分析和控制研讨

环氧树脂浇注干式变压器局部放电原因分析和控制研讨

沈秀晴

江苏中天伯乐达变压器有限公司

摘要：研究的目的是为了能够针对于环氧树脂浇注干式变压器局部放电所产生的主要原因进行探讨，并且从设计、材料，包括工艺等多个方面提出加强管控的措施，希望能够有效的改善环氧树脂浇注干式变压器出现的局部放电的情况，有效的提升产品的整体质量水平以及运行的安全可靠性。

关键词 ：干式变压器；局部放电；质量管控

环氧树脂浇注干式变压器相较于油浸式变压器来说，其绝缘强度会更高一些，而且拥有非常强的抗短路能力，无论是防火性能还是防爆性能都非常突出，而且对于环境的影响能力是比较小的，维护起来也非常的方便。因为这些优点，环氧树脂浇注干式变压器得到了快速的推广，其应用的比例正在逐年的增加当中，环氧树脂浇注干式变压器主要应用在一些针对于防火防爆要求比较高的地方，比方说城市人口集中区，或者是一些高层的建筑，以及商业中心，机场和轨道交通等地，传统的能源，比方说火力发电或者是水力发电等，现在其应用范围已经扩展到了新能源，例如风力发电或者是核电以及光伏发电等等。

变压器是整个电网非常重要的一个组成部分，变压器的安全稳定性对于整个电网的运行来说有着非常重要的影响，环氧树脂浇注干式变压器应用在许多场所当中，所以说它的质量受到了社会各界的密切关注，在环氧树脂浇注干式变压器的生产以及运行的过程当中，因为局部放电问题，导致其出现了比较严重的质量问题，引起了各大生产厂家以及用户的高度重视，干式电力变压器国家标准GB6450-1986替换为GB1094.11-2007，局部放电试验也从原来的特殊试验改为了后期的例行试验，要求每一台干式变压器在出厂之前，都需要进行局部放电的测试，由此便可以看出，局部放电对于干式变压器的质量会产生非常重要的影响，所以说对干式变压器的局部放电问题研究是具有很大的现实意义的，在本文当中，笔者也会主要就环氧树脂浇注干式变压器的局部放电问题进行简单的分析，并且结合了相关的一些经验来对其进行简单的探讨，并提出如何对局部放电进行预防，希望能够予以相关问题一定的帮助。

1、局部放电的主要原因以及判定

一般来说，环氧树脂浇注干式变压器局部放电的产生，主要会和变压器的设计以及相关的一些材料和工艺有着非常密切的联系，具体概括下来主要包括以下几个方面。

①变压器在进行设计的过程当中，层间电压的取值以及段间电压的取值，包括主绝缘距离以及纵绝缘距离等设计，都存在着不合理的现象，这就导致了局部的场强相较于绝缘介质来说出现了偏大的情况。

②绝缘材料的选取，绝缘材料的选取对于树脂浇注干式变压器来说有着非常大的影响，从原则上来看，应该选取那些介电常数比较高，而且粘度比较低的树脂，绕组材料属于一个多种材料的复合体，因此我们必须要注意所有材料之间是否存在着相容性以及他们的各方数据的配合，防止出现因为溶解反应而降低最终的绝缘强度的情况，或者是因为粘合不良而导致其出现了分层。

③材料缺陷，比方说，所使用的导体材料存在着毛刺，或者是尖角，电荷在电场的作用下，会集中在材料的毛刺位置上面，导致其局部场强过高出现放电的情况，亦或者绝缘材料内存在着杂质，有孔洞等情况都会导致其绝缘强度出现下降，这也为局部放电提供了相应的条件。

④绕组的绕制以及浇筑成为了最终质量的关键性内容，在制造的过程当中必须要严格的按照操作规范进行，如果绕组在绕制的时候，存在着绕组内的绝缘尺寸比设计要求小，或者是树脂流动的通道被阻塞，以及材料脱气不够充分等都有可能会导致局部出现放电。

⑤变压器在装配的过程当中，存在着电气连接不紧或者是紧固环节存在着缝隙以及电场部位存在着尖角等一系列的情况，都有可能会导致出现局部放电。

⑥树脂浇注干式变压器的优点是非常的多的，但是同样也有缺点，一个最为主要的不足点就在于树脂空气形成的复合绝缘材料对于周边的环境要求非常的高，变压器在使用的过程当中，可能会存在局部放电的主要原因就是绕组表面出现了受潮或者是积灰的情况。除此之外，频繁的断电，送电以及在寒冷的气候下，变压器容易出现裂纹，防雷设备出现失效等，最终导致出现了局部放电的情况。

局部放电在进行测量的时候，可能会受到多方因素的干扰，因为产生局部放电的原因也是多种多样的，所以说在针对于局部放电的类型跟原因进行分析的时候，其实存在着一定的困难性，但是只有找到了原因，才能够真正地对其进行改进，因此可以借助相关的一些局部放电的资料，再结合大量的经验，使用排除法以及对比法等方式对其进行验证，这样能够有效地确定局部放电的具体情况以及产生局部放电的真实原因。

2、局部放电的有效管控措施

依据树脂浇注干式变压器局部放电的具体的原因的分析，可以有效地制定一些管控措施，这在很大程度上能够有效的减少出现局部放电的概率，各个厂商所采取的救援体系有着一定的差别，无论是工艺设计还是规范等，都存在着不同点。原则法可以作为主要的参考，具体的管控措施如下所示。

①在进行产品设计的时候，企业必须要充分的对其进行验证以及试验，这样才能够得到一个真正的可靠的绝缘体系，通过成本因素以及平衡性到制定一个更加良好的设计规范，明确好产品在进行设计的时候所选取的结构层次以及层间场强和段间场强等一系列的参数，在设计时需要严格的按照相关的数据来执行。针对于特殊的工况，在设计的时候需要对其进行区别对待，例如光伏发电变压器升温则需要考虑当地的气候情况。

②在原材料的方面，需要将绝缘材料视做A类材料对其进行严格的控制，从材料的验证以及最终供货商的导入，都需要进行完全的质量监督，从材料入场开始就需要进行全面的管理，确保所选择的绝缘材料的质量的稳定性以及安全性。

③在进行绕组绕制以及浇注的过程当中，应该将该环节标注为核心环节，同时将其列于特殊工序，需要制定严格的工艺规范，并且需要明确每一个环节的步骤，加强针对于工作人员的培训。除此之外，还需要重视相关设备的管理，对于应用于潮湿环境当中的变压器需要在表面喷一层室温硫化硅橡胶涂料，这样能够有效的改善其防潮的性能。

④变压器在进行装配的过程当中，必须要注意好每一个环节的工艺细节，保证现场安装和实际图纸设计需求是一致的，电器在连接的时候，应该按照相关的规定，使用扭距扳手打紧，明确好每一个螺栓是否紧固到位，而且需要检查好紧固的方法，部件的边缘需要尽量的打磨光滑，在装配完毕之后还需要清理好变压器身上存在着的油污。

⑤树脂浇注干式变压器可以应用在各个工况当中，但是对于环境的要求比较高，因此需要周边环境比较稳定，比方说民用配电变压器在运行的过程当中就非常的稳定，但是也存在着一些特殊的工况，比方说光伏发电对于天气要求比较高，必须要应对高温以及酷暑天气，陆上风电则需要应对潮湿环境，海上风电需要应对盐雾环境等等，有一些情况已经超出了树脂浇注干式变压器在运行过程当中的环境条件，很容易导致其出现局部放电，最终导致一些安全事故的产生，所以说仅仅依靠变压器自身的性能，很难真正地适应这样恶劣的环境，必须要重视变压器在安装以及运输过程当中的管控，例如在进行系统设计的时候，可以避免雨雪或者是其他的一些溶液落到绕组上面，避免变压器在停运之后处于一个极其潮湿的情况下，而且还需要对其进行定期的检查。

结束语：

环氧树脂浇注干式变压器的优点非常的突出，因此在电力行业得到了很快的应用，而且制造水平也在不断的提升当中，但是局部放电仍然是环氧树脂浇筑干式变压器被困扰的一个主要的问题，伴随着应用领域的不断的扩展，相信在未来树脂浇注干式变压器会得到更多的发展，逐步克服局部放电的问题。

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