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分接开关放电性故障及其诊断 摘要：阐明分接开关放电性故障的产生原因、故障特征和放电性故障的诊断方法，并通过过放电实例的分析，探讨防止分接开关放电的措施和放电的监控 关键词：分接开关，放电故障，诊断，预防与监控 分接开关在运行中要经受电（电场）、热和力的三种破坏势力。这三种破坏势力对分接开关状态的影响分别称为电致变态、热致变态和力致变态。当破坏势力得逞，引起状态质变，就会形成电气故障，它包括热的故障、电的故障和形变的故障。 电的故障通常指分接开关内部在高电场强度的作用下，造成绝缘性能下降或劣化的故障，根据放电的能量密度不同，电故障又分为局部放电、火花放电和电弧放电三种故障类型； 局部放电和火花放电是属于低能量放电故障，电弧放电是高能量放电的恶性故障。局部放电和火花放电的能量密度虽然不大，但若进一步发展将会形成放电的恶性循环，最终导致电弧放电。从而发生分接开关的击穿损坏或烧毁，引起变压器强迫停运的恶性电气事故。因此，分接开关放电性故障应引起足夠的重视。 放电故障的机理 ⑴ 局部放电 在电压的作用下，绝缘结构内部的气隙、油膜或中低场强区悬浮金属体的断续微电流跳络、导体的边缘发生非贯穿性的放电现象，称为局部放电。 局部放电刚开始时是一种低能量的放电，分接开关内部出现这种放电时，情况比较复杂，根据绝缘介质的不同，可将局部放电分为气泡局部放电和油中局部放电；根据绝缘部位来分，有固体绝缘中空穴、电极尖端、油角间隙、油与绝缘件中的油隙和油中沿固体绝缘表面等处的局部放电。 分接开关的放电故障是气体放电、固体电介质放电和液体放电综合作用的结果．气体放电可能是形成固体介质、液体介质(油)放电击穿的基础。 触头间接触不良或分接线圈等处的绝缘缺陷等原因会使附近的油和固体介质中的电场强度分布不均匀，从而产生局部放电，或加剧原已存的微小放电，形成气泡。在电场作用下，气体分子获得足够的能量时，会产生游离放电，从而使气泡(气体)产生导电粒子。当电场强度达到I0～30km，气泡(气体)因产生强烈的放电而击穿。 产生局部放电有下述的原因：当油中存在气泡或固体绝缘材料中存在空穴或空腔，由于气体的介电常数小，在交流电压下所承受的场强高，但其耐压强度却低于油、纸和玻璃丝绝缘材料，在气隙中容易首先引起放电；如矿物油处理不彻底，带进气泡、杂物和水分，或因外界气温下降使油中析出气泡等，都会引起局部放电；分接开关制造质量不良，某些部位存在有尖角、毛刺等，它们承受的电场强度较高时而出现放电；金属部件或导电体之间接触不良而引起的放电等。 局部放电的能量密度虽不大，但若进一步发展将会形成放电的恶性循环，最终导致分接开关的击穿或损坏，而引起严重的事故。 ⑵ 火花放电 火花放电为间歇性低能量放电性故障，发生火花放电时放电能量密度大于10- 6C的数量级。 产生原因主要是电场屏蔽件丢失，各零件具有不同的电位或电位悬浮，或转换选择器的操作产生的容性放电。 高压电力设备中某金属部件，由于结构上原因，或运输过程和运行中造成接触不良而断开，处于高压与低压电极间并按其阻抗形成分压，而在这一金属部件上产生的对地电位称为悬浮电位。具有悬浮电位的物体附近的场强较集中，往往会逐渐烧坏周围固体介质或使之炭化，也会使绝缘油在悬浮电位作用下分解出一定数量伪特征气体，如乙炔(C2H2)和氢气(H2)，但烃的总量比电弧放电要少得多。 悬浮放电可能发生于变压器内处于高电位的金属部件，如调压绕组，当有载分接开关极性选择器转换时出现的短暂电位悬浮。极性选择器每一次操作会在断开触头和闭合触头之间产生火花放电，所产生的气体体积只有几个毫升左右。必须指出是在乙炔(C2H2)和氢气(H2)还不特别明显时，用油中溶解气体分折(DGA)法监测分接开关上述的问题，这些气体却能掩盖其它缺陷。在严重情况下，这些气体可能引起绝缘击穿，但不多见。通过转换选择器位置的频繁操作的分接开关可能在油中产生大量乙炔C2H2 ( 5%～15%)和氢气H2（70%～75%）。采取某些控制措施，例如接入电位电阻能减少气体的产生，但不能全部消除。此外，变压器套管均压球、高压套管端部接触不良和无载分接开关拨钗等处也会发生电位悬浮。处于地电位的部件，如硅钢片磁屏蔽和各种紧固用金属螺栓等或与地的连接松动脱落，也会导致悬浮电位的火花放电。 此外，油中杂质也会引起火花放电。变压器和分接开关发生火花放电故障的主要原因是油中杂质的影响。杂质由水分、纤维质(主要是受潮的纤维)等构成。水的介电常数ε约为变压器油的40倍，在电场中，杂质首先极化，被吸引向电场强度最强的地方，即电极附近，并按电力线方向排列。于是在电极附近形成了杂质“小桥”，如果极间距离大、杂质少，只能形成断续“小桥”，“小桥”的导电