硫化亚铜对变压器匝间绝缘局部放电特性的影响

• 作 者: 刘巍
• 机 构: 华北电力大学
• 出 处: 华北电力大学(北京) 华北电力大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 变压器 匝间绝缘 油纸绝缘 硫腐蚀 硫化亚铜 局部放电

近十年来,许多国家的变压器和电抗器出现与变压器油中腐蚀性硫有关的故障,由于硫化亚铜问题造成或者疑似的大型变压器故障大约100台。国内有多起变压器故障怀疑与硫化亚铜现象有关,但鉴于在国内电力行业内硫化亚铜沉积引起的变压器和电抗器故障的机理目前还没有定论,所以并未将故障原因直接归属于硫化亚铜沉淀的影响。本文根据工程实践中发现的问题,针对硫化亚铜生成方法和硫腐蚀对匝间绝缘的局部放电特性的影响展开了试验研究,希望在揭示硫化亚铜导致变压器故障的机理方面有所突破。　　
首先,本文利用实际变压器绕组线匝设计了一种匝问放电试验模型,搭建了一个局部放电试验平台。该试验模型能够再现实际油纸绝缘变压器绕组匝问的绝缘结构,并以这种匝间结构的放电模型为基础开展了硫腐蚀试验和局部放电发展过程的试验研究。　　
其次,本文试验研究了在实验室中硫腐蚀和绝缘老化产生硫化亚铜沉积的方法。研究结果表明向变压器油中添加硫粉后进行高温老化可以形成对绕组线匝产生腐蚀铜电极、绝缘材料硫化亚铜沉积的效果。　　
其三,本文通过对受到硫腐蚀的匝间绝缘逐步升高试验电压,研究了匝间绝缘局部放电发展过程,研究了放电脉冲频度、平均视在放电量、最大视在放电量、总视在放电量和相位分布范围等特征参数,随着外加电压的幅值和加压时间的变化规律。试验结果表明,匝间放电脉冲的频度和放电量基本上按照指数规律随外加电压的增大而增大;脉冲的相位分布范围逐步扩大,最终几乎占据整个工频相位;工频正半周放电脉冲和负半周脉冲对称性非常好。　　
最后,文中对比分析了未遭受硫腐蚀和遭受硫腐蚀试品的放电起始电压和放电发展过程的差异。研究结果表明,遭受硫腐蚀试品的放电发展过程比无硫腐蚀试品的发展过程曲折,通常情况是先出现放电减弱而后又增强的现象;遭受硫腐蚀的试品起始放电电压分散性很大,平均起始放电电压低于无硫腐蚀的试品,导致遭受硫腐蚀的线匝更容易出现局部放电现象。