油紙絕緣復合電壓下氣隙模型局部放電發(fā)展過程研究.pdf

1、換流變壓器是直流輸電的核心設備之一，也是直流輸電系統(tǒng)中易發(fā)故障的設備之一，換流變壓器的絕緣可靠性對保障直流輸電可靠運行有重大意義。換流變壓器主要絕緣方式為油紙絕緣，換流變壓器閥側(cè)繞組長期承受交流、直流、交直流復合電場的作用，絕緣紙不僅承受復雜的電場強度。絕緣紙板中的任何缺陷，長時間會引起換流變的閃絡故障，而造成內(nèi)部局部放電的常見原因是固體絕緣體內(nèi)部存在氣隙或液體絕緣內(nèi)部存在氣泡，氣隙缺陷是常見的缺陷類型，同時關于氣隙在交直流復合電壓下的

2、放電特征和發(fā)展過程不明朗，需要進一步研究，同時氣相色譜分析對于交流變壓器下的診斷未必適用于換流變壓器。
　　本文根據(jù)換流變壓器的實際運行情況，針對換流變壓器在工況中經(jīng)常出現(xiàn)的餅與餅之間、匝與匝之間以及在絕緣紙在制作工藝中不可避免的氣泡情況，采用常規(guī)脈沖電流法、特高頻檢測法、超聲波檢測法以及色譜法等在線測量手段，研究了氣隙模型在交直流復合電壓下局部放電的發(fā)展過程，在線采集局部放電信號并對絕緣缺陷進行故障診斷。同時為了研究水分對絕緣缺

3、陷的影響，進一步全面分析氣隙模型在正常情況下和水分含量較高情況下的局部放電發(fā)展過程，并對水分含量較高情況下的擊穿特性進行研究，為油紙絕緣的絕緣強度提供理論依據(jù)，更利于換流變壓器油紙絕緣的故障診斷。
　　研究表明，氣隙模型在交直流復合電壓下的局部放電發(fā)展過程根據(jù)放電特征可劃分為3個階段:起始階段、發(fā)展階段、臨近擊穿階段;放電起始階段放電量少，放電次數(shù)少，單位時間放電次數(shù)約為15次。放電發(fā)展階段，放電量增大，放電次數(shù)增多達到800次，

4、在臨近擊穿階段放電次數(shù)驟增達到2000次;不同階段的產(chǎn)氣特性也存在差異，在起始階段，用于故障診斷的烴類氣體的含量較少，發(fā)展階段，氣體含量增加，在臨近擊穿階段烴類氣體含量出現(xiàn)驟增。
　　隨著直流成分的增加，放電劇烈程度和特征氣體下降，且在故障發(fā)展到臨近擊穿階段時，用于故障嚴重的診斷氣體C2H2的產(chǎn)氣量也隨之降低。且根據(jù)三比值法，在普通變壓器中適用的編碼，在交直流復合電壓下，編碼“010”在交直流復合電壓的診斷的故障類型為局部放電。交

5、流電壓下的編碼診斷在交直流復合電壓下的故障診斷存在局限性。
　　在高水分下交直流復合電壓下的局部放電的放電起始階段的放電量和放電次數(shù)均較大起始放電量高達5000pC，臨近擊穿階段單位時間放電次數(shù)達9000次，水分含量的增加會加速局部放電的發(fā)展，降低交直流復合電壓下故障的臨近擊穿電壓。水分含量的多少對交流電壓油紙絕緣紙板的擊穿電壓影響不大，其含量主要影響絕緣紙板的體積電阻率，絕緣紙板的含水量百分比達到8％時，電阻率出現(xiàn)驟降，交直流擊