（天津市特变电工变压器有限公司天津市300308）
摘要：随着城市用电负荷不断增加，35kV级以上变电所越来越深入城市中心区、居民小区、大中型厂矿等负荷中心。变压器容量及电压等级的提高会直接影响变压器的局部放电量，为了保证电力系统供电的可靠性，延长变压器的使用寿命，就必须对变压器的局部放电进行有效的控制。本文主要介绍了35kV环氧树脂浇注干式电力变压器局放产生原因,提出了在生产加工过程中应注意的事项，尤其是在加工制造过程中，材质、结构、浇注过程、加工工艺以及试验条件对变压器局放的影响以及采取的相应控制措施。
关键词：35kV干式变压器；局放；控制措施
1引言
变压器在长期运行过程中,其内部绝缘的某些薄弱部位在高场强作用下发生了局部放电,虽然短时放电量较小，但如果局部放电长时间存在，那么其附近绝缘材料的性能就会下降，最终甚至会造成产品绝缘体系的击穿。
测量某一变压器在规定电压下的局部放电量，以及测定变压器局部放电的其实电压和熄灭电压对评估干式变压器产品的设计结构和制造质量十分重要。在浇注式干式变压器产品中，由于绝缘材料为固体结构，局部放电量的大小对产品的运行寿命会产生非常直接的影响，因此控制干式变压器的产品局部放电量在较小水平是生产企业和用户普遍共识。
按IEC60076-11：2016规定，干式变压器允许局部放电水平的最大值为10pC。
2.局部放电的危害
局部放电有多种放电类型。其中一种是发生在绝缘表面的局部放电形式。若能量较大，在绝缘体表面留下放电痕迹时，则影响试验变压器的寿命。还有一种是放电强度较高，发生在气穴或尖角电极上，集中在少数几点的局部放电形式为腐蚀性放电。此放电能深入到绝缘纸板的层间和深处，最终导致击穿。
局部放电是引起绝缘老化并导致击穿的主要原因。短时间的放电不会造成整个通道的介质受损，而且放电的电解作用使绝缘加速氧化，并腐蚀绝缘，从而降低了试验变压器的寿命。其损坏程度，取决于放电性能和放电作用下绝缘的破坏机理。如干式变压器局放量严重超标其使用寿命一般在3~5年内出现内部绝缘老化而击穿烧毁。所有我国对干式变压器局部放电量要严格要求控制。
3.局部放电的机理
局部放电是指高压电器中的绝缘介质在高压电的作用下,发生在电极之间但未贯通的放电。这种放电可在导体附近发生，也可能不在导体附近发生，它可以产生在固体绝缘的空穴中或不同介质特性绝缘的分界面上。
4.局放产生的原因
由于绝缘材料的性质不同，加上设计或制造上的原因以及绝缘内部存在气泡及杂质等因素，造成了绝缘结构中电场分布不均匀，甚至在局部区域电场过于集中，极易产生局放。影响局放的主要因素主要有以下几个方面：
4.1设计结构对局放的影响
变压器绝缘结构中，引线的布置是很多的，引线和引线之间是极不均匀电场。两根半径相同的引线相互平行和垂直时，其最大电场强度均出现在两根引线距离最近的引线表面处。相同条件下（忽略外包绝缘层），两根引线互相垂直布置比平行布置的最大电场强度高出10%左右。高压绕组主绝缘距离、段间绝缘尺寸、首末端出线以及分接调压引线，是电场集中易产生局部放电的区域。
4.2原材料对局放的影响
4.2.1导体对局放的影响
干式变压器的高、低压绕组大多都是沿轴向分段，导体上如果存在尖角、毛刺，在绕组浇注、装配后，在实验加电压时，就会形成电场，在电场范围内，电场的强度就集中在有毛刺的地方，故形成尖端放电，其放电量的大小取决于导体毛刺的大小、多少。
4.2.2环氧树脂材料对局放的影响
不同的环氧树脂料，其特性也各有不同，部分粘度较大、任性较为脆弱、绝缘强度不高的材料对产品的局放、综合性能的影响也很大。
4.3浇注工艺对局放的影响
干式变压器真空浇注的好坏对局放的影响至关重要，哪怕是在微小的气孔都会影响到变压器的局放，因此浇注工艺必须严格控。
4.4加工制造过程对局放的影响
a.在线圈绕制、引线装配、绝缘件装配时务必保持工作环境的清洁，务必清理干净零部件上的灰尘等。绝缘件应该烘干去掉潮气和水分。b.在线圈绕制、装模过程中，有异物混入到线圈中，固化成型后的树脂浇注线圈内部由于异物的介电常数与环氧树脂混合料的不同造成场强局部集中，带电运行时也会有局部放电的产生。
4.5试验条件对局放的影响
在实际测量过程中，往往受到接地回路串扰、空间干扰、电晕放电以及电源侧谐波的影响，造成局部放电测量背景较大（出现波形干扰），导致局部放电很难从测试设备中被清晰的分辨出来。
5.局放控制的方法
5.1原材料方面
原材料（尤其是绝缘材料和线材）应保证在出厂生产、装卸、运输、进出库、生产各环节的质量。
a.在导体材料的选择上原则优质的圆角铜箔，另外在箔绕机上加装专门去除毛刺的专用装置，力求将毛刺减少到最小程度。b.选择粘度小、韧性好、绝缘强度高的环氧树脂，并制定专项的工艺规范。c.采用优质的层间绝缘材料，建议选取0.05~0.1mm的聚酯薄膜以及相对应的DMD绝缘纸。
5.2设计结构方面
a.设计场强控制，35kV级绕组的层间电场强度控制在600V/mm以下；段间电场强度控制在120V/mm以下。10kV级场强层间电场强度控制在1200V/mm以下；段间电场强度控制在300V/mm以下。b.加厚树脂包封层的厚度，内外树脂厚最少3.5mm，气道两侧树脂厚度最少2mm。c.气道一般应选择大于15mm，气道及气道间隔设计时充分考虑导体升层空间，确保内绝缘距离。d.尽量采用斜拉升层模式，尽量减少气道场强，考虑复合场强情况下局部场强集中。e.不采用分段圆筒式结构时，单层线圈电压不允许超过2500V。f.结构设计时尖角应有效控制。引线曲率和绝缘应预留一定裕度。
5.3生产过程管控方面
在制作过程中为了防止异物混入和尖角毛
刺产生应注意以下因素：
a.绝缘材料和线材制作过程中禁止直接落地，保持清洁。b.导线夹紧装置定期更换，定点检查，防治金属异物混入。c.在线圈绕制过程中对导线接头处的尖角、毛刺一定要高度注意，一经发现应将其彻底去除，并包扎好绝缘。d.引线焊接、打磨应远离线圈至少一米，焊渣等异物统一收集，处理。e.引线焊接、打磨、绝缘处理、升层绝缘处理等应作为停工待检点。f.在绕线或装模及待浇注阶段在车间降尘量无法控制的情况下不应开启空调和风扇。g.线圈绕制及装模的操作工人的工作服要干净，不能携带尘土、杂物。h.线圈绕制完成后，装摸时同样需要注意清洁，模具和工具都需保持干净，螺栓紧固时注意金属屑掉落，随时用吸尘器吸擦干净。i.浇注前一定检查浇注设备，不允许设备带病工作，禁止二次浇注，做好浇注记录。j.变压器装配和引线制作时注意对线圈的防护，严禁金属小零件掉落。同时操作者必须有一定的技能等级，责任心强，绝缘距离及绝缘处理到位，合理。
5.4采用先进的试验测量系统及测量方法
a.测量设备采用足够截面积的导线或在导线上加装屏蔽罩，如使用蛇皮管、球电极等；b.在电源侧加装低通滤波器或隔离变压器，以便滤除来自电源侧的谐波。c.采用屏蔽性能优秀的电磁屏蔽实验室，防止出现电焊机、无线电波、日光灯管频闪等空间电磁干扰。d.确保各高压分接部分接触良好，接地部件可靠接地，不允许存在悬浮电位的金属物，确保产品一点接地。
6.结束语
综上所述，只要设计时遵循一定原则，严格控制电场强度，内外绝缘厚度符合要求，选择合理的设计结构；制作时严格执行工艺纪律，保证绝缘材料的清洁度，焊接部位无尖叫毛刺等情况的出现，设备能够正常情况下运转等，大容量干式变压器的局放是可控的，满足国家标准GB/T1094.11-2013要求是没有问题的。
参考资料：
[1]35kV环氧树脂浇注干式变压器局放的控制.电气制造，2010
[2]顺特电气有限公司.干式变压器和电抗器.中国电力出版社，2005