降低電力變壓器局放量的工藝管理探討
1、 電力變壓器的局部放電
絕緣結(jié)構(gòu)的弱點在于外界施加電壓的作用下，其內(nèi)部的氣隙、油膜或?qū)w的邊緣發(fā)生非貫穿性的放電現(xiàn)象稱為局部放電。局部放電（以下簡稱局放）剛開始是一種低能量的放電，不可能隨即形成貫穿性擊穿，但局放的發(fā)展會逐漸造成絕緣損傷老化，最后導(dǎo)致絕緣被擊穿，影響到變壓器的安全運(yùn)行，為使變壓器在長期工作電壓下安全運(yùn)行，就必須消除局放或減少允許的程度（系統(tǒng)電壓 1. 3 倍 300 pc）。
（1）造成局放的原因
由于局部場強(qiáng)過高，因此消除局放需使場強(qiáng)均勻分布，它涉及到許多方面，必須全面加以考核：設(shè)計、工藝、制造的全過程；原材料、外協(xié)配套件；產(chǎn)品的光潔度、清潔度、真空干燥處理；甚至真空注油設(shè)備導(dǎo)電體之間的聯(lián)結(jié)不良也會造成局部放電。
?。?）變壓器產(chǎn)生局放的來源
1）油中存在氣泡、固體絕緣材料中殘留空腔。由于氣體介電常數(shù)小，在交流電壓下所承受的場強(qiáng)高，其耐壓強(qiáng)度卻低于油和紙絕緣材料，在氣隙中容易引起放電。2）外界條件（特別是絕緣、線圈、總裝的環(huán)境）影響，如油的處理不徹底而使油中析出氣泡等，都會引起放電。3）制造質(zhì)量不良。如某些部位有金屬尖端而產(chǎn)生放電。
4）金屬部件或?qū)w之間接觸不良引起的放電。
2、 優(yōu)化變壓器制造工藝的管理
在變壓器的制造過程中，控制和改善上述產(chǎn)生局放的因素，即可避免和減少放電源。
?。?）鐵心制造
去除毛刺，毛刺尖端落入變壓器即為金屬異物，必須控制毛刺 0. 03 mm。防止切口、鐵心生銹、鐵銹落入器身為金屬懸浮物能使鐵心短路?？刂畦F心疊片電位 <50 V，按要求放置鐵心絕緣及油道，并插好兩端短接片，保證接觸良好。鐵心接地線的截面要足夠，接地片光潔、無尖角毛刺和斷裂現(xiàn)象。鋼帶綁扎鐵心的兩端面要光潔、無尖角毛刺，所有鋼帶與接地線連接牢固，可能造成懸浮電位處應(yīng)特別小心，所有鋼帶要可靠接地。鐵心夾件、拉板需光潔，無焊瘤、尖角毛刺，裝配中要防止碰傷，單獨接地須連接可靠，不得造成懸浮電位。
?。?）絕緣件制造
絕緣材料要保持清潔，以防表面爬電而引發(fā)局放。絕緣件表面應(yīng)用吸塵器清潔，施工及存放過程中應(yīng)遮蓋防塵，絕緣件不能落地。絕緣車間不得加工金屬零件，防止金屬粉末嵌入絕緣件而造成局放。層壓件應(yīng)注意漆液粘度和刷沫層厚度，漆層要均勻，要控制壓力、溫度和時間，保證紙板全部粘結(jié)，內(nèi)部無殘留空氣。絕緣件應(yīng)去除毛刺并倒角，特別是撐條復(fù)板，如邊緣有尖角容易損傷線匝絕緣，會使線匝沿?fù)螚l表面爬電形成局放。絕緣件儲存要干燥，防止吸潮變形。
?。?）靜電板制造
骨架四周邊角必須圓滑、尺寸符合要求，包扎前需充分干燥，不能有收縮現(xiàn)象。棉緯銅帶需包扎緊密、圓滑，無斷絲（可錫焊平服）皺折。引線焊接前先敲扁，焊接平服，無虛焊，焊區(qū)無尖角毛刺。皺紙包扎是對棉緯銅帶的屏蔽，包扎時金屬面朝里，與銅帶接觸良好，包扎圓滑、緊密，無尖角毛刺、皺痕。外包絕緣皺紙應(yīng)干燥，使其內(nèi)外層含水量基本相同，包扎好的皺紙、棉緯銅帶無折疊或尖角。引線單獨包扎緊密，防止多股軟銅線松散。
?。?）線圈繞制
在線圈內(nèi)局部放電的縱絕緣現(xiàn)象較少，大多發(fā)生在主絕緣上。線圈繞制中的局放原因：導(dǎo)線有毛刺或起皮；導(dǎo)線內(nèi)部虛焊、匝絕緣損傷、沿?fù)螚l爬電；導(dǎo)線出頭彎折曲率半徑小造成尖角毛刺而損傷導(dǎo)線；線圈清潔度差、沾有金屬粉塵；糾結(jié)式出線出錯和沿?fù)螚l電位高等。
（5）器身和引線裝配
鐵心放入油箱前，須查鐵心接地系統(tǒng)的可靠性。線圈應(yīng)控制磁中心線一致，保證安匝平衡、油道暢通。上軛應(yīng)有防止矽片毛刺落入器身的措施。整理鐵心撐條，防止擊傷鐵心。防止緊固件因摩擦而產(chǎn)生的粉末污染器身。檢查壓板結(jié)構(gòu)中的鋼板光滑、接地良好，不會形成懸空電位。引線要符合絕緣距離，不得超出導(dǎo)線夾。檢查靜電板位置，線圈1 ～2 段屏蔽要好，檢查靜電屏引線無松散。高壓引線錐度要適中，位置應(yīng)進(jìn)入瓷瓶均壓球內(nèi)。焊接應(yīng)可靠，無虛焊及尖角毛刺，導(dǎo)電體之間聯(lián)結(jié)可靠。引線兩端錐度要保證爬電距離，錐度要包扎好，無斷裂、屏蔽好。焊區(qū)修正后膩子需填埋圓滑、內(nèi)部無空隙、不留空氣。在膩子區(qū)先包皺紙半疊一層，再包金屬皺紙一層，金屬皺紙兩端應(yīng)修成圓弧形，金屬紙與焊區(qū)兩端導(dǎo)線接觸良好（裸導(dǎo)線兩端應(yīng)砂光）。包扎緊密，無尖角、起空現(xiàn)象。副絕緣包扎要緊密，符合圖紙要求。焊接區(qū)修正要防止銅屑粘染器身，配分接引線由器身側(cè)向開關(guān)側(cè)順線即先焊引線與器身，兩者之間距離適當(dāng)拉開，包扎后由器身側(cè)向開關(guān)側(cè)理線，最后再冷壓線鼻。
?。?）總裝
油的含氣、含水量高都會造成局放，控制油內(nèi)無雜質(zhì)，含水量 200 ppm，含氣量 1. 5%，耐壓介損等符合要求。真空干燥要徹底，若絕緣體中含水量高，也會造成局放。應(yīng)縮短整理器身時間、在空氣中暴露時間要短，經(jīng)干燥處理后引線不應(yīng)再彎折（彎折在干燥前進(jìn)行），防止絕緣開裂造成局放。應(yīng)做好調(diào)壓開關(guān)端子的屏蔽，不用帶角螺栓緊固開關(guān)端子。裝瓷套時，引線要拉直。瓷瓶涂刷半導(dǎo)體漆。真空注油要使油進(jìn)入絕緣體空隙，以增加線圈電氣強(qiáng)度，使器身及油箱內(nèi)不殘留氣隙，注油時控制流速 5 t/ h 以下，開關(guān)和器身要同時真空注油，防止油污染，不得用橡膠管作輸油管道?？傃b是最后工序，很多問題應(yīng)得到糾正和加強(qiáng)，清潔度必須得到保證。
?。?）外殼
外殼雖然接地，但只有接地點的電位等于零，離接地點遠(yuǎn)的部分電位高，也會產(chǎn)生局放。要改善外殼場強(qiáng)分布的唯一辦法需整個外殼、法蘭口光潔、無尖角毛刺，甚至油箱上不能有單獨焊點，只有這樣外殼才能符合局放要求。
?。?）生產(chǎn)環(huán)境控制
生產(chǎn)現(xiàn)場是企業(yè)管理的一個重要方面，生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境與大型變壓器的局放有著非常密切的關(guān)系。生產(chǎn)車間要求做到環(huán)境無塵，室內(nèi)空氣經(jīng)過凈化、干燥后通過專用管道送入車間的每個工位，車間的大門、窗不允許開啟以保持工作環(huán)境處于正壓狀態(tài)（外界空氣不會進(jìn)入室內(nèi)）；行車的導(dǎo)軌和大梁進(jìn)行吸塵，防止鐵屑飄落。人員進(jìn)入車間前先經(jīng)風(fēng)淋去除灰塵，穿上鞋套方可進(jìn)入；器身裝配前須由專人登記隨身物品，記錄帶入的工具名稱、編號、數(shù)量，鑰匙和手機(jī)等不得帶入，下班時必須對照檢查，杜絕異物掉入器身中。
3 、文章結(jié)語
優(yōu)化生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝管理、嚴(yán)格控制制造工藝流程，對降低 110 kV 變壓器的局放量是非常必要的，這使變壓器安全、可靠的運(yùn)行有了堅實的基礎(chǔ)，同時，電網(wǎng)的安全持續(xù)運(yùn)行也有了可靠的保障。
信息整理：www.coffeeupcyclellc.com
絕緣結(jié)構(gòu)的弱點在于外界施加電壓的作用下，其內(nèi)部的氣隙、油膜或?qū)w的邊緣發(fā)生非貫穿性的放電現(xiàn)象稱為局部放電。局部放電（以下簡稱局放）剛開始是一種低能量的放電，不可能隨即形成貫穿性擊穿，但局放的發(fā)展會逐漸造成絕緣損傷老化，最后導(dǎo)致絕緣被擊穿，影響到變壓器的安全運(yùn)行，為使變壓器在長期工作電壓下安全運(yùn)行，就必須消除局放或減少允許的程度（系統(tǒng)電壓 1. 3 倍 300 pc）。
（1）造成局放的原因
由于局部場強(qiáng)過高，因此消除局放需使場強(qiáng)均勻分布，它涉及到許多方面，必須全面加以考核：設(shè)計、工藝、制造的全過程；原材料、外協(xié)配套件；產(chǎn)品的光潔度、清潔度、真空干燥處理；甚至真空注油設(shè)備導(dǎo)電體之間的聯(lián)結(jié)不良也會造成局部放電。
?。?）變壓器產(chǎn)生局放的來源
1）油中存在氣泡、固體絕緣材料中殘留空腔。由于氣體介電常數(shù)小，在交流電壓下所承受的場強(qiáng)高，其耐壓強(qiáng)度卻低于油和紙絕緣材料，在氣隙中容易引起放電。2）外界條件（特別是絕緣、線圈、總裝的環(huán)境）影響，如油的處理不徹底而使油中析出氣泡等，都會引起放電。3）制造質(zhì)量不良。如某些部位有金屬尖端而產(chǎn)生放電。
4）金屬部件或?qū)w之間接觸不良引起的放電。
2、 優(yōu)化變壓器制造工藝的管理
在變壓器的制造過程中，控制和改善上述產(chǎn)生局放的因素，即可避免和減少放電源。
?。?）鐵心制造
去除毛刺，毛刺尖端落入變壓器即為金屬異物，必須控制毛刺 0. 03 mm。防止切口、鐵心生銹、鐵銹落入器身為金屬懸浮物能使鐵心短路?？刂畦F心疊片電位 <50 V，按要求放置鐵心絕緣及油道，并插好兩端短接片，保證接觸良好。鐵心接地線的截面要足夠，接地片光潔、無尖角毛刺和斷裂現(xiàn)象。鋼帶綁扎鐵心的兩端面要光潔、無尖角毛刺，所有鋼帶與接地線連接牢固，可能造成懸浮電位處應(yīng)特別小心，所有鋼帶要可靠接地。鐵心夾件、拉板需光潔，無焊瘤、尖角毛刺，裝配中要防止碰傷，單獨接地須連接可靠，不得造成懸浮電位。
?。?）絕緣件制造
絕緣材料要保持清潔，以防表面爬電而引發(fā)局放。絕緣件表面應(yīng)用吸塵器清潔，施工及存放過程中應(yīng)遮蓋防塵，絕緣件不能落地。絕緣車間不得加工金屬零件，防止金屬粉末嵌入絕緣件而造成局放。層壓件應(yīng)注意漆液粘度和刷沫層厚度，漆層要均勻，要控制壓力、溫度和時間，保證紙板全部粘結(jié)，內(nèi)部無殘留空氣。絕緣件應(yīng)去除毛刺并倒角，特別是撐條復(fù)板，如邊緣有尖角容易損傷線匝絕緣，會使線匝沿?fù)螚l表面爬電形成局放。絕緣件儲存要干燥，防止吸潮變形。
?。?）靜電板制造
骨架四周邊角必須圓滑、尺寸符合要求，包扎前需充分干燥，不能有收縮現(xiàn)象。棉緯銅帶需包扎緊密、圓滑，無斷絲（可錫焊平服）皺折。引線焊接前先敲扁，焊接平服，無虛焊，焊區(qū)無尖角毛刺。皺紙包扎是對棉緯銅帶的屏蔽，包扎時金屬面朝里，與銅帶接觸良好，包扎圓滑、緊密，無尖角毛刺、皺痕。外包絕緣皺紙應(yīng)干燥，使其內(nèi)外層含水量基本相同，包扎好的皺紙、棉緯銅帶無折疊或尖角。引線單獨包扎緊密，防止多股軟銅線松散。
?。?）線圈繞制
在線圈內(nèi)局部放電的縱絕緣現(xiàn)象較少，大多發(fā)生在主絕緣上。線圈繞制中的局放原因：導(dǎo)線有毛刺或起皮；導(dǎo)線內(nèi)部虛焊、匝絕緣損傷、沿?fù)螚l爬電；導(dǎo)線出頭彎折曲率半徑小造成尖角毛刺而損傷導(dǎo)線；線圈清潔度差、沾有金屬粉塵；糾結(jié)式出線出錯和沿?fù)螚l電位高等。
（5）器身和引線裝配
鐵心放入油箱前，須查鐵心接地系統(tǒng)的可靠性。線圈應(yīng)控制磁中心線一致，保證安匝平衡、油道暢通。上軛應(yīng)有防止矽片毛刺落入器身的措施。整理鐵心撐條，防止擊傷鐵心。防止緊固件因摩擦而產(chǎn)生的粉末污染器身。檢查壓板結(jié)構(gòu)中的鋼板光滑、接地良好，不會形成懸空電位。引線要符合絕緣距離，不得超出導(dǎo)線夾。檢查靜電板位置，線圈1 ～2 段屏蔽要好，檢查靜電屏引線無松散。高壓引線錐度要適中，位置應(yīng)進(jìn)入瓷瓶均壓球內(nèi)。焊接應(yīng)可靠，無虛焊及尖角毛刺，導(dǎo)電體之間聯(lián)結(jié)可靠。引線兩端錐度要保證爬電距離，錐度要包扎好，無斷裂、屏蔽好。焊區(qū)修正后膩子需填埋圓滑、內(nèi)部無空隙、不留空氣。在膩子區(qū)先包皺紙半疊一層，再包金屬皺紙一層，金屬皺紙兩端應(yīng)修成圓弧形，金屬紙與焊區(qū)兩端導(dǎo)線接觸良好（裸導(dǎo)線兩端應(yīng)砂光）。包扎緊密，無尖角、起空現(xiàn)象。副絕緣包扎要緊密，符合圖紙要求。焊接區(qū)修正要防止銅屑粘染器身，配分接引線由器身側(cè)向開關(guān)側(cè)順線即先焊引線與器身，兩者之間距離適當(dāng)拉開，包扎后由器身側(cè)向開關(guān)側(cè)理線，最后再冷壓線鼻。
?。?）總裝
油的含氣、含水量高都會造成局放，控制油內(nèi)無雜質(zhì)，含水量 200 ppm，含氣量 1. 5%，耐壓介損等符合要求。真空干燥要徹底，若絕緣體中含水量高，也會造成局放。應(yīng)縮短整理器身時間、在空氣中暴露時間要短，經(jīng)干燥處理后引線不應(yīng)再彎折（彎折在干燥前進(jìn)行），防止絕緣開裂造成局放。應(yīng)做好調(diào)壓開關(guān)端子的屏蔽，不用帶角螺栓緊固開關(guān)端子。裝瓷套時，引線要拉直。瓷瓶涂刷半導(dǎo)體漆。真空注油要使油進(jìn)入絕緣體空隙，以增加線圈電氣強(qiáng)度，使器身及油箱內(nèi)不殘留氣隙，注油時控制流速 5 t/ h 以下，開關(guān)和器身要同時真空注油，防止油污染，不得用橡膠管作輸油管道?？傃b是最后工序，很多問題應(yīng)得到糾正和加強(qiáng)，清潔度必須得到保證。
?。?）外殼
外殼雖然接地，但只有接地點的電位等于零，離接地點遠(yuǎn)的部分電位高，也會產(chǎn)生局放。要改善外殼場強(qiáng)分布的唯一辦法需整個外殼、法蘭口光潔、無尖角毛刺，甚至油箱上不能有單獨焊點，只有這樣外殼才能符合局放要求。
?。?）生產(chǎn)環(huán)境控制
生產(chǎn)現(xiàn)場是企業(yè)管理的一個重要方面，生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境與大型變壓器的局放有著非常密切的關(guān)系。生產(chǎn)車間要求做到環(huán)境無塵，室內(nèi)空氣經(jīng)過凈化、干燥后通過專用管道送入車間的每個工位，車間的大門、窗不允許開啟以保持工作環(huán)境處于正壓狀態(tài)（外界空氣不會進(jìn)入室內(nèi)）；行車的導(dǎo)軌和大梁進(jìn)行吸塵，防止鐵屑飄落。人員進(jìn)入車間前先經(jīng)風(fēng)淋去除灰塵，穿上鞋套方可進(jìn)入；器身裝配前須由專人登記隨身物品，記錄帶入的工具名稱、編號、數(shù)量，鑰匙和手機(jī)等不得帶入，下班時必須對照檢查，杜絕異物掉入器身中。
3 、文章結(jié)語
優(yōu)化生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝管理、嚴(yán)格控制制造工藝流程，對降低 110 kV 變壓器的局放量是非常必要的，這使變壓器安全、可靠的運(yùn)行有了堅實的基礎(chǔ)，同時，電網(wǎng)的安全持續(xù)運(yùn)行也有了可靠的保障。
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