理解电力变压器中的静电起电

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1、第39卷第12用别渭V01.392002年12月夕RA人TF嗽JfFRDecemberN70o0.129电力变压器中的静电起电顾宏(重厌工商大学油处理研究所，重庆400014)摘要:对变压g绝缘油流动普电现象进行了研究，给出了一些大型变压器运行故1#实例。分祈了变压器静电起电的原冈和条件，介绍了价电起电的监拢技术‘关键词:变压器;静电起电;原因;条件中国分类号:TM406文献标识码:B文章编号:1001-8425(2002)12-0023-03弧。这个有害的介电通道可能仅为电荷云团所组I概述成，这个云团会大大损害绕组上方油液

2、空间中的介针对大型电力变压器的故障和一些至今还无电强度。当绕组中有持续电流流过时，它将带来变法解释的变压器故障的出现，人们开始关注静电起压器潜在的故障。这类有害的介电通道形成极高的电，即开展变压器油流动带电现象的研究下作，以直流电位差，足以产生强大的直流飞弧，这就如同便使静电起电现象产生的危害减至最低程度防止自然界中正负云团靠近时发生雷电现象一样。对于意外事故的发生。旱在20世纪70年代末，日、美、最早的静电起电现象，人们还仅仅是推断直流电位澳等国家在这方面就开始了研究工作。这方面的研差可能高达几十万伏。但后来，人们通过一系

3、列监究还将影响到变压器的结构设计、绝缘油、绝缘材视记录仪器，实实在在地观察到了电力变压器中的料、辅助材料、污染‘变压器辅助系统等高电位差的静电放电现象，见图1。由于变压器油和变压器外壳是人们从外部最易感知的，所以尽管变压器油的状况不是内部情况的唯一反映，但我们仍把注意力放在对它变化的研究上，以监视变压器内部的运行状态2关于静电起电当绝缘油在导体或绝缘物体表面流过时，由于摩擦、油温和水分变化等原因，以及至今还难以解释的一些因素，引起固体与液体界面上的电荷的分离，即接触表面静电荷的产生和静电荷极性的改变，使电荷重新排列、集聚，油

4、液被充电。尤其是当油液本身的充电趋势较强，流速较大时，将使电荷决速集聚，形成高的有害电位差，使液体带电对充油设备带来危害、严重危及到电力设备的运行安图1国外杂志发表的流动带电引起的放电实例全、对变压器而言，为达冷却目的，常采ltl强制油由于受超大型试验设备、试验条件的限制，我流从绕组底部流人并从顶部流出。这股油流流1丈变国对变压器中的静电起电的研究报道文章很少。尽压器内的绝缘物时就会引起电荷的产生、聚集、携管我们暂时还无法通过大型试验直接采集数据，但带和重新分布。在经历了这一过程的同时，会引起我们可通过收集、整理、分析国外已

5、经发生跟踪的电荷的产生和注人，在绕组顶部油出口处，出现一事故实例，借鉴、探索和研究静电起电的基本现象。个有害的介电通道，在这里就有可能产生强大的电通过分析影响静电起电的主要因素，为设计和维护万方数据盛万著人员提供参考和借鉴，以控制故障的发什中的静电起电受到如下一些因素的影响(1)池温。油的充电趋势是随温度增加而增强3静电起电对变压器危害的一些实例的。然而，在台变压器中，充电水平存在个最大(1)1.972年有两台大M电力变压器在日本工厂值，这个值由叫做“驰豫”的一个电荷漏泄过程所决试验时损坏这两台变压器的电压等级均为500kV

6、,定。最大充电趋势发生在某个中间温度值附近(30`C:容量分别为750和lOOOMVA。一个为壳式结构，另-60T),目前的研究尚未证实这个最大值假说是否一个为心式结构这两个故障的原因均源于油的高恰当，这可能是由于受研究模型的物理限制的缘速流动引起静电带电故(2夕在1985年9月10日，台单相500/(2)油中含水量含水量少时绝缘油的充电趋230kV,448MVA的变压器在南Bessemer变电站发势反而会增加。试验证明，油的含水量在15pUL或'I故障这台变压器为壳型结构，在无负荷下励磁含水量吏少时油的充电趋势达到最大值儿

7、小时后发生故障。油泵在人工“ON”位置连续运(3)流速。充电趋势随流速的增加而增加)日本行油的静电充电趋势较高，达227p.C/m'经工)-的研究表明，这个增加值在油流速的2-4次幂之t(机梭直，故障发生在距绕组上方33c。的‘.A”相高间。日本的有些研究是在高流速下完成的，这些试压串联引线之间。这些点之间的正常工作电位约为验流速高于大多数工程变压器中的实际流速，288k丫(4)油流的湍流。日本的研究指出飞“静电电荷(3)在1985年11月，美国电力公司一台单相的运动及产生不取决于扩散，而取决)`油的湍流运50011VA,7

8、65/345kV变压器在绝缘试验时出现故动”障一」故障点位J一高压绕组与‘卜胜点引线之间。在(5)污染物或表面活性剂。允电趋势随表面活1985年12月又一台相同的变压器发生产重事故，性剂(例如磺酸盐)在油中的出现会急剧增加_在具并在空载卜T作7.5h后起火。故障再次发生在高压有小于50闪/