在电力设备的绝缘系统中,各绝缘物内部总会包含着一些分散性的异物,如杂质、水分、气泡等。有些是在电力设备生产过程中引入的,也有些是在运行过程中由于老化、分解等产生的。由于这些异物的存在导致电力设备内部各区域的电场强度不同,在外施电压作用下,这些异物附近具有更高的电场强度。当电场强度超过该区域的击穿场强时,该处物质将会产生电离放电,称之为局部放电。局部放电一般不会导致绝缘系统的贯穿,但在局部放电过程中产生的电子、离子反复冲击绝缘介质,长时间会导致绝缘介质分解、破坏。分解出导电性和活性物质,进一步促进绝缘的破坏。同时也会使该处局部放电的强度进一步加强。
干式变压器的绕组绝缘方式主要包括缠绕式和浇注式两种,这两种方式的最终结果就是将用于包裹绕组的绝缘树脂经过加热固定成型。干式变压器局部放电主要包括下列四种放电形式:
(1)内部放电
干式变压器线圈导线被封装在环氧树脂内部,但是在制作的过程中线圈绕组可能会存在一些较大的毛刺,当绕组通电后,一些尖端部位将会产生严重的电场畸变,引起尖端放电。
干式变压器绕组在浇注过程中,虽然浇注罐处于真空状态,但线圈制作过程中尺寸上有所不同,将会引起变压器外膜组合时压力较大,这样线圈内部材料所受压力大小就不同;同时绝缘材料在填充的过程中,可能会存在不均匀的现象,从而使树脂的渗透速度不同,这样就易导致树脂从容易渗透的地方通过,从而包裹住不容易渗透的地方,而引起空穴;另外绕组上面的分接面板的存在使得绕组拐弯处的空气不易排出,当线圈浇注后内部很容易形成气泡。等效电路如下图所示。
内部气泡局部放电等效电路
线圈绕组表面如果由于长时间运行可能会落上灰尘、金属碎屑,或者空气的潮湿等,都会引起悬浮放电。另外压紧线圈用的垫块也可因承受一定的电压导致放电的产生。
(3)电晕放电
主要发生在绕组的外部接线上,如电缆线、绝缘子上面的螺杆等。