变压器局部放电干扰信号判定方法分析

柳媛媛

[摘    要]许多变压器的损坏大多是由于多次过电压的累积效应和长期在工頻工作电压下局部放电造成的。局部放电测量是确定变压器绝缘系统结构可靠性的重要指标。局部放电测试中，干扰信号与局部放电信号一起进入测量仪器，两种信号混杂在一起，使测量工作无法进行。这就要求试验人员要对外部的干扰信号加以区分，以确保其放电不是变压器内部放电，对变压器的长期安全运行不会造成危害。本文针对不同干扰放电信号，提出几种判定方法。

[关键词]变压器;局部放电;干扰信号

[中图分类号]TM855 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）10–00–03

Brief Introduction to the Judgment Method of Transformer

Partial Discharge Interference Signal

Liu Yuan-yuan

[Abstract]The damage of many transformers is mostly caused by the accumulation effect of multiple overvoltage and long-term partial discharge under power frequency working voltage. Partial discharge measurement is an important index to determine the structural reliability of transformer insulation system. In partial discharge test， interference is a very annoying problem. The interference signal and partial discharge signal enter the measuring instrument together， and the two kinds of signals are mixed together， which makes the measurement impossible. This requires the tester to distinguish the external interference signals to ensure that its discharge is not the internal discharge of the transformer， which will not cause harm to the long-term safe operation of the transformer. In this paper， according to different interference discharge signals， several judgment methods are proposed.

[Keywords]transformer; partial discharge; interference signal

变压器出厂时进行高电压绝缘试验。特别对于超高电压系统，变压器工作电压的影响更加突出。所以，变压器长期工作电压作用下安全运行就成为一个问题。带有局部放电测量的感应耐压试验就是用于这个目的的一种试验。

对于电气设备其中多少可能存在着一些绝缘弱点，它在一定的外施电压作用下会首先发生放电，但并不随即形成整个绝缘贯穿性的击穿。这种导体间绝缘仅被局部桥接的电气放电被称为局部放电。这种放电可以在导体附近发生也可以不在导体附近发生。国标对于局部放电量有规定值，当变压器局部放电量超过标准规定时，确定是否为变压器内部放电还是变压器外部的干扰放电信号是很重要的，这不仅有利于试验的顺利进行，而且可以发现绝缘结构的弱点。

1 变压器典型放电特征

（1）空气电晕放电，最典型的是电压升高到一定程度后套管端部的放电。空气中的电晕放电与电压幅值有一定关系，与加电时间长短无关。位置比较固定，在正半周或者负半周上有，仅在半周上有。

（2）油中的电晕放电，一般处于高场强处。放电半周与试验电压无关，而另一半周与试验电压有关，随电压的升高，放电量值增大。其与加电时间的长短无关，正负半周的放电不一致，放电位置比较稳定。

（3）悬浮电位放电，一般为不与电极直接接触的金属异物放电。对变压器而言多是强电场中的升高座螺丝松动悬浮、油箱联管等连接部位的不紧固、处在变压器强电场中的不牢固接地点等。悬浮放电与试验电压无关，起始与熄灭电压相等，与加压的时间长短并没有关系。悬浮放电的放电脉冲位置一般比较稳定，但也有反复移动的情况。

（4）气隙放电，对变压器而言多数为绝缘结构件中的气隙。气隙与电场的相对角度、气隙的形状都会有不同的放电形态。还有处于电极表面的封闭型气隙，与电极与绝缘介质的表面放电的非封闭型气隙。其都会有不同的放电形态。气隙放电形态较为复杂，随试验电压和加电时间长短都会有不同的表现，需要细心区分。

2 变压器局部放电干扰信号的来源

（1）空间电磁干扰的来源：电气开关的开关操作、电焊起弧、吊车开动、变频电机的调频脉冲、附近的高频设备发射的电磁波、无线电波、电力系统的载波通信等。这类干扰信号除部分沿导线由电源侧侵入测试系统外，绝大部分会以电磁波的形式被高压引线“接收”到测试仪器上，与试验电压无关，高压隔离开关不合就能收到信号，量值有时可达几百PC，相位分布没规律。

（2）试验电源系统干扰信号的来源：所有高压开关全部合上，但未加电就有的干扰号。主要是：可控硅导通、空间电磁感应到试验电源上、线路接触不良等造成的干扰信号。

（3）通过地线的干扰：由地电流产生的干扰分为2种，一种为稳定地地干扰，一般频率较低;另一种为突发性地干扰，一般以随机脉冲形式出现，与试验电压无关。

（4）产品外部的悬浮放电的来源：在高压电场作用范围内的金属物处于悬浮电位或接地不良时，会在高压电场作用下感应电位引起对地放电。金属架子、偶合电容、屏蔽帽、变压器高压带电部分等金属接触不良造成悬浮放电。

（5）外部电晕：随电压的升高而加大和增多。屏蔽罩、高压电源线等半径不够或接地部位有尖端造成空气中局部场强过高造成尖端放电。一般先在负半周出现放电脉冲，电压达到一定程度时正半周才出现，信号在电压峰值附近。如放电尖角处于高电位，一般先在负半周出现放电脉冲;如放电尖角处于地电位，一般先在正半周出现放电脉冲。

（6）二次测量回路的干扰：传输阻抗、传输电缆等接触不良有可能直接产生放电信号，这类放电一般容易分辨。现象是信号幅值不稳定、而且不容易传递到其他测试单元。

3 变压器局部放电干扰信号判定的方法

变压器局部放电干扰信号通过理论知识确定后，就要明确的找到干扰信号的所在位置，有的干扰放电信号可以通过大排查去除，确定不了具体干扰信号的位置。

（1）空间电磁干扰：根本方法是建造屏蔽试验室。实际试验中可通过在夜间试验躲开空间干扰的高峰期或试验线路采用滤波器、隔离变、阻波器等抗干扰措施。对于由大功率、高频功率放大器或震荡器产生的超高频空间干扰，也可以在传输阻抗上采用高频滤波。

（2）试验电源系统干扰信号：最直接有效的方法就是试品前加LC滤波器。线路接触不良等造成的干扰信号形态比较明显，对称分布于电压零值两侧，蜂值处为零，这种信号必须检查线路处理好后才能进行试验。

（3）二次测量回路的干扰：保证传输阻抗、传输电缆等接触良好。

有的干扰放電信号可采用外部放电信号扫描枪或紫外仪查找准确部位。

（1）通过地线的干扰：稳定的地干扰——利用带通滤波器和改善接地点的方法能够得到有效抑制;突发性地干扰——最好采用单独的接地连接，不与其他设备共用地线。

（2）产品外部的悬浮放电：试验前对所有可能悬浮的部件进行可靠连接。

（3）外部电晕：加大高压端屏蔽罩和试验连线的直径、处理好金属毛刺。接地端的尖角也要处理。

几种干扰信号波形图如图1所示：

当试验室不具备外部放电信号扫描枪或紫外仪时，对于几种特殊的外部放电干扰信号，可以采用下面几种方法确定干扰信号位置。

举例说明：

（1）产品外部悬浮放电干扰信号。寻找悬浮干扰信号所采用的方法——天线接收法（如图2和图3所示）。看能否接收到同样的放电形态，若能接收到同样的放电形态，可以根据放电量值的大小来判断悬浮点离首端的距离远近——放电形态，相位一致，极性一致，放电量值越大说明信号接收装置离外部放电点越近。

（2）产品外部电晕放电干扰信号。可以人为做出地电位的电晕（利用阻抗盒）来进行定标，确定放电相位。以此来判断是否为外部电晕放电干扰信号。

中变套管A放电干扰信号判定方法（图4所示）。

判定方法：正常方波中变阻抗和试品阻抗都接收到500pc的视在放电量，其传递比接近为1。若H1套管出现放电，则现象为H1对中变套管A的传递比变大，约变大到4倍左右，其原因为（图5）：H1套管放电，造成套管电容的电荷减少，那么绕组电容和试验中变套管电容就会对H1电容充电（电荷向H1移动），在这个过程中，绕组电容电荷移动占据主要部分，试验中变套管电容占据很少部分（忽略导线电容的影响，也可以认为导线电容无限大，不会电荷饱和），这样就会造成H1对A的放电电荷传递比变大（图5）。

查看两个端子的放电信号的相位关系，若为套管放电则H1和A的放电相位正好相反，符合电容充电放电过程。

以上介绍的几种方法可以作为寻找判断干扰放电的辅助方法，具体试验过程中还要结合具体的电气放电信号进行综合判断。

4 结论

局部放电测试中，干扰信号与局部放电信号一起进入测量仪器，两种信号混杂在仪器，轻者影响测量读数的准确性，重者淹没了被测信号，使测量工作无法进行。通过以上对干扰信号的分析和干扰信号寻找方法的运用，试验人员可以减少试验过程中的劳动强度。

参考文献

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