变压器如何放电

变压器放电是电力系统运行维护中的关键操作，涉及高压设备安全与人员防护。本文系统阐述放电原理、操作流程及安全规范，涵盖接地电阻选择、绝缘检测、故障排查等12项核心技术要点，结合国家标准与行业实践，为从业人员提供具备可操作性的专业指导。

       放电操作的物理本质与必要性

       变压器停电后仍会残留大量电荷，这些电荷分布于绕组与铁芯之间的等效电容中。根据国家能源局发布的《电力安全工作规程 发电厂和变电站电气部分》（GB 26860-2011），未经验电接地的设备视为带电设备。残留电压可能高达数千伏，足以对操作人员造成电击伤害，且会干扰后续绝缘测试数据的准确性。

       放电前的安全准备措施

       操作人员必须穿戴10千伏及以上等级的绝缘靴和绝缘手套，使用经定期检测合格的验电器。在变压器高低压侧分别验电时，需遵循"先低压后高压"原则。根据《电气装置安装工程 电力变压器施工及验收规范》（GB 50148-2010），应在作业现场设置半径不小于3米的警戒区域，并悬挂"止步，高压危险"标示牌。

       接地电阻器的选型标准

       专业放电应选用专用放电棒，其电阻值通常为每千伏1-10兆欧。对于110千伏变压器，宜选用阻值100-500兆欧的放电棒。电阻器功率需满足瞬时能量耗散要求，一般不低于200瓦。严禁使用导线直接短接的野蛮放电方式，这会产生数万安培的冲击电流，可能损坏变压器绝缘。

       绕组放电的规范操作流程

       先通过专用接地开关将中性点接地，再用放电棒依次接触各相端子。操作时应保持放电棒与端子可靠接触直至火花消失，每次接触时间不少于30秒。对三绕组变压器，需分别对高压、中压和低压绕组执行放电操作。记录放电时的声光现象有助于判断绝缘状态。

       铁芯与夹件接地放电

       变压器铁芯和金属夹件在运行中会感应静电荷。按照《电力变压器运行规程》（DL/T 572-2021），需打开接地套管连接片，用截面不小于25平方毫米的铜缆将其直接接地10分钟以上。测量剩余电压应低于50伏方可达标。

       电容式套管放电特性

       电容式套管存在显著的电容效应，其放电时间常数可达数小时。对于500千伏套管，需采用分级放电策略：先通过带电阻的放电棒泄放主要能量，再用直接接地线彻底放电。操作时需注意瓷套表面电位分布，避免沿面放电。

       油浸式变压器特殊要求

       绝缘油具有电容效应，放电后需静置30分钟以上让电荷重新分布。对大型强迫油循环变压器，应启动潜油泵运行10分钟促使电荷均匀化，然后重复放电操作。油温低于露点时，放电操作可能引起油中凝结水，需提前加热至环境温度以上5摄氏度。

       干式变压器放电要点

       环氧树脂浇注型干变表面电阻率高，残余电荷保持时间长。除常规端子放电外，还需用接地刷对绕组端部表面进行清扫式放电。环境湿度超过85%时，表面泄漏电流增大，需延长放电时间至标准工况的1.5倍。

       放电能量计算与风险评估

       根据能量公式W=0.5CU²计算最大储存能量。对于240兆伏安变压器，绕组对地电容约2万皮法，在35千伏电压下储存能量达12.25焦耳，远超人体安全阈值（0.1焦耳）。放电时产生的电磁脉冲可能干扰继电保护装置，需提前采取防护措施。

       放电过程中的绝缘监测

       采用高压示波器记录放电电流波形，正常应呈指数衰减曲线。若出现震荡波形表明存在局部放电点；平缓曲线则提示受潮可能。同步测量介质损耗因数变化值，放电前后差值不应超过0.2%，否则需排查绝缘缺陷。

       特殊故障状态下的放电

       对于疑似匝间短路的变压器，放电时可能观察到蓝色弧光并伴随爆鸣声。此时应立即停止操作，改用高阻值放电棒缓慢泄放。发生单相接地故障时，非故障相会产生数倍相电压的残余电荷，需采用加强型放电设备。

       直流输电换流变放电

       换流变压器阀侧存在直流分量，需先用直流分压器测量残余电压。采用正反向交替放电法消除极性效应。针对12脉动换流组，需按特定顺序对上下桥臂变压器分组放电，避免不平衡电荷累积。

       放电后的验证标准

       完成操作后需用三种仪器验证：首先用数字万用表测量电压应小于25伏；再用验电器复验；最后通过2500伏兆欧表测量绝缘电阻，1分钟读数与15秒读数的吸收比应大于1.3。三项验证全部通过方可确认放电完毕。

       雷电过电压后的特殊处理

       遭受雷击的变压器会积累极高电位，需采用多级放电装置：第一级用球形间隙泄放大部分能量，第二级通过水电阻限流，最后用金属接地线彻底放电。操作人员应站在电磁屏蔽室内远程操作，防止地电位升伤害。

       环保型绝缘介质放电差异

       采用天然酯绝缘油的变压器，由于介质常数较矿物油高40%，残余电荷量更大。放电时间需延长至常规的1.8倍。氟碳类气体绝缘变压器需在密闭环境下回收绝缘气体后再执行放电，防止气体分解产生有毒物质。

       智能变压器的数字化放电

       配备在线监测系统的智能变压器，可通过接地断路器与传感器联动实现自动放电。系统实时监测剩余电压和放电电流，自动生成放电能量曲线并上传至状态评价系统。远程操作时需双重验证机制，防止误操作。

       事故应急放电预案

       制定基于风险评估的应急预案：对人员触电事故立即切断电源，用绝缘拉杆移开放电棒；发生火灾时采用二氧化碳灭火器扑救，禁止用水基灭火器以防触电；出现油气泄漏时先进行强制排风后再执行放电操作。

       变压器放电作业融合了高电压技术、绝缘材料和电气安全等多学科知识。随着特高压电网发展和环保绝缘材料应用，放电技术将持续演进。操作人员必须深入理解设备特性，严格遵循规程要求，才能确保电力系统安全稳定运行。