
局部放電對(duì)絕緣結構起(qǐ)著一種侵蝕作用,它對絕緣的破壞機理通常有以下(xià)幾個方(fāng)麵:
①帶電粒(lì)子(電子、離子等)衝擊絕緣,破壞其分子結構(gòu),如纖(xiān)維碎裂,因而絕緣受到損傷;
②由(yóu)於帶電離子的(de)撞擊(jī)作用,使(shǐ)該絕緣出現局部溫度(dù)升(shēng)高,從而易引起絕緣的過熱,嚴重時就會出現碳化;
③局(jú)部放(fàng)電產生的臭氧(O3)及氮(dàn)的氧化物(NO, NO2)會侵蝕絕緣,當遇有水分則產生硝酸,對絕緣的侵蝕(shí)更為劇烈;
④在局部放(fàng)電時,油因電解及電(diàn)極(jí)的肖特基輻射效應使(shǐ)油(yóu)分(fèn)解,加上油中原來存在些雜(zá)質,故易使(shǐ)紙(zhǐ)層處凝集著(zhe)因聚合作用生成的油泥(多在匝絕緣或其他絕緣(yuán)的“油楔(xiē)”處),油泥生成將使絕緣的介質損傷角tgδ激增,散熱能力降低(dī),甚至導致熱擊穿的(de)可能性。
局部放電的持續(xù)發展將使絕緣(yuán)的劣化損傷逐步(bù)擴大,最終使絕(jué)緣正常壽命縮(suō)短、短時絕緣強度降低(dī),甚至可能使整個絕緣擊穿。根據放電機理的不同,局部放電通常(cháng)可分為電子(zǐ)碰撞電離放(fàng)電(湯遜放電)、流注放電及熱電離放電。按照局部放電表(biǎo)現形式的不同(tóng),可分為火花(huā)放電(脈衝型放電)和(hé)輝光放電(非脈衝型放電)。從局部放電發生的(de)位(wèi)置來看,局部放電(diàn)包括電暈(yūn)放(fàng)電、內(nèi)部放電和表麵放電三種類型。
鑒於大(dà)型電力變壓(yā)器絕緣故障後果的嚴重性,電力運行部門十分重視設備的絕緣監督。以往絕緣監督的主要手段是定期的絕緣預防性試驗,其中包括局部放電測量。實踐證明,定期預防性(xìng)試驗和維修對減少(shǎo)和防止事故的發生(shēng)起到了很好的作用,但長期的工作經(jīng)驗也表明這(zhè)樣一個維修體係有它的局限性。從經濟角度,定期試驗和大修均需停(tíng)電,不僅(jǐn)要損失電量,而且(qiě)增加了工(gōng)作安排的難度,同時定期大修(xiū)和更換部件不(bú)僅需要投資,而且這種(zhǒng)投資是否必要尚不好肯定(dìng)。因為設備的實(shí)際狀態可能完全不(bú)必作任何維修而仍能繼續長(zhǎng)時(shí)期運行,若維修(xiū)水平不高,反而可能使變壓器(qì)越修越壞(huài),從而增加新(xīn)的經濟損失。從技術角度分(fèn)析,離線的定期預防性試驗有以下兩方麵的局限性:①試驗條件不同於(yú)設備運(yùn)行條件,多數項目(mù)是在低電壓(yā)下(xià)進行檢查,同時運行時(shí)還有諸如熱應力等其它因(yīn)素的影響無法(fǎ)在離線試驗時再現,這樣就很可能發現不了絕緣缺陷和潛在的故障(zhàng);②絕緣的劣(liè)化、缺(quē)陷的發(fā)展雖然具有統計性,發展速度有快有慢,但總是有一定的潛伏和發展時間,在此期間會發出反映絕緣狀態變化的各種信息,而預防性試驗是定期進行的,常不能及時準(zhǔn)確地發現故障,從而出現漏報、誤報或早報。隨著裝機容量的迅速增長和國民經濟(jì)的高速發展,對供電可靠性的要求越來越高。考慮到(dào)預防(fáng)性維(wéi)修體係的局限性(xìng),為減(jiǎn)少停電和維修(xiū)費用,提出了預知性維修或狀態維(wéi)修(xiū)這一新概念。其具體內容就是對運行中的電氣設備的絕緣(yuán)狀況進(jìn)行連續的(de)在線監測 (或(huò)狀態監測),隨時測得(dé)能反映絕緣狀(zhuàng)況變化的(de)信息,進行分析(xī)處理後對設備的絕緣狀況作出診斷,根據診斷的結論安排必要的維修,也即(jí)做到有的(de)放矢地進行維修。
由於變壓器是電力係統中最為重(chóng)要(yào)的設備,為了對變壓器的絕緣(yuán)狀(zhuàng)態實現在(zài)線監測及故障診斷,國內外(wài)對反映變壓器絕緣狀態的電氣特征量如局(jú)部放電、介質損耗、泄漏電流等相繼進行了大量研究,發現局部放電參數比其它參量具有更好的靈敏度、反映信息更全麵。但是,由(yóu)於(yú)局(jú)部放電信號十分微(wēi)弱,在現場強電幹(gàn)擾(rǎo)下,特征量的提取和模式識別十分困難。雖然國內外學者進行了大量的研究,至今為止(zhǐ),在對反(fǎn)映絕緣狀態特征量的在線監測技(jì)術中,局部放電的在線監測技術尚與工程實用(yòng)要求有一定(dìng)差距。因此大型電力變(biàn)壓器局部放電在線監測及故障診斷技術不(bú)僅是本學科的研(yán)究(jiū)前沿,也是(shì)電力行業最為關注的工程科技課題。