摘要　根据电力变压器内实际存在的典型局部放电类型设计制作几种相应的放电模型并对其在空气中和模拟的变压器油箱内进行了局放试验，获得了q-Φ, n-Φ两种放电图谱，以利于对变压器局部放电的模式进行识别
　　关键词　局部放电　放电图谱　模式识别

1　变压器典型局部放电模型的设计
　　运行中的电力变压器结构复杂，可能发生的内部放电点和放电类型的种类多，通常有如下类型：(1)绕组中部油—屏障绝缘中油隙放电；(2)绕组端部油隙放电；(3)接触绝缘导线和电工纸(引线绝缘、搭接绝缘、相间绝缘)的油隙放电；(4)引线、搭接线等油纸绝缘中的局部放电；(5)线圈间(纵绝缘)的油隙放电；(6)匝间绝缘局部击穿；(7)电工纸沿面滑闪放电［2］。根据这些放电类型设计的一些比较有代表性的放电模型为空气中和变压器油中的尖—板、尖—尖、平板、平板(加浮动电极)、沿面、沿面(加浮动电极)、油浸纸、油浸纸(加浮动电极)等若干种。

2　实验回路的设计
　　实验采用脉冲电流法的并联测试回路，实验电源由自耦调压器T1输出后经隔离变压器T2接到高压试验变压器T3。测量端接局放测试仪或数字示波器，再通过相应的接口与计算机相连。实验接线见图1，测量用R型和LR型传感器两种。
　　
 

Z—保护电阻；EVM—静电电压表；Cx—试品电容；

Ck—耦合电容；Zm—检测阻抗；C1—测量电缆

图1　局部放电测试回路

　　隔离变压器可有效地抑制电网窜入的高次谐波，改善供电电源的品质。图2(a)、(b)为应用隔离变压器前后的电源电压波形对比。
　　
 

　　　　　　　图2　加装隔离变压器前后的电源电压波形

3　实验结果及分析
　　实验测取各工频相位Φ上的视在放电量q及放电重复率n，获得不同极间距d，不同实验电压Ue、局放起始电压Ui下的q-Φ、n-Φ等二维谱图见图3～8。由此可知：
　　1) 空气中尖—板模型的放电为典型电晕放电，其q-Φ，n-Φ谱图的特征是只在工频放电波形负半周的峰值处先出现较多大的放电脉冲，其幅值和彼此的间隔也大致相等；在90°相位左右偶尔也会出现少数较大峰值的正脉冲。与尖—板模型相比，由于尖—尖模型的电场不均匀程度降低，在正半周更容易测得正放电脉冲。对于这两种模型，电极间距的变化只影响脉冲的幅值，而对放电发生的相位几乎没有影响。对于均匀电场分布的平板电极模型，放电发生的相位范围很窄，基本集中在90°和270°附近。
　　2) 由于变压器油的绝缘强度远高于空气，同样的电极布置，在相同的放电量下，放电起始电压也远高于空气。
　　3) 在同样的电极间距下，沿面放电模型的放电剧烈，起始电压较其它电极模型低，正负半周的放电谱图基本对称。空气中的沿面放电的脉冲范围极宽，除了零点附近外，几乎覆盖了整个相位区域。油中沿面模型的放电脉冲相位分布范围往往相对窄些。
　　4) 加上浮动电极后引起电场畸变，局部放电的放电起始电压明显降低，而脉冲幅值却大大增加。这种放电形式对绝缘危害大，在实际中应注意避免。加上浮动电极后，空气中放电模型的脉冲范围变窄，而油中模型则较分散。
 

　　　　　　d=3　cm,Ue＝6　kV，Ui＝5kV

　　　　　　图3　空气中尖—板模型的放电图谱
 

　　　d=2　cm,Ue＝5　kV，Ui＝3　kV

　　　图4　空气中沿面模型的放电图谱
 

　　　d=1　cm,Ue＝25.5　kV，Ui＝25　kV

图5　油中油浸纸模型的放电图谱
 

d=1　cm,Ue＝15　kV，Ui＝14　kV
图6　油浸纸(加浮动电极)模型的放电图谱

　1　Krivda A. Automated recognition of partial discharges. IEEE Trans D&EI, 1995, 12(5):796
　2　库钦斯基著 Γ C.高压电气设备局部放电.北京：水利电力出版社，1984.