“快速发展型”放电故障及其对油纸绝缘的损伤特性

摘要

超、特高压变压器绝缘电场强度接近设计极限,高电场强度下由于局部放电引发击穿的过程具有快速发展的特点。在出厂及交接试验中频繁发生多起"快速发展型"放电故障案例,即从检测到局部放电再到主绝缘击穿或临近击穿仅几分钟,对变压器运行造成极大隐患。为探究"快速发展型"放电故障形成原因及其对油纸绝缘的损伤特性,该文研究油纸绝缘在极不均匀电场下的U-t特性曲线及电寿命模型,提出采用U-t特性曲线区分"普通型"和"快速发展型"放电故障。研究结果表明,在极不均匀电场下,油纸绝缘的电寿命U-t特性服从反幂函数模型,可采用不同电场区域反幂函数模型中电压耐受指数n值作为两种放电类型的区分依据。从油纸绝缘的损伤痕迹来看,"快速发展型"与"普通型"放电具有相似处和各自特点:两种放电都会产生电晕和滑闪放电,且伴有白斑和气体产生;不同点在于,"快速发展型"放电发展速度快,对纸板损伤严重,会产生明亮的放电通道和表面的树枝状碳痕,而"普通型"放电发展相对缓慢,且对纸板损伤较轻,只会在针尖处产生点状碳痕。树枝状碳痕是"快速发展型"放电故障的主要特征,其生长分为快速生长和缓慢生长两个阶段,并且符合绝缘材料中电树枝的生长规律。研究成果可为区分"快速发展型"和"普通型"放电故障提供参考依据,为掌握"快速发展型"放电故障规律并进行有效预警和诊断奠定基础。