三相變壓器局攻試驗方法

一．開展變壓器局部放電的重要性

1

．

與變壓器局部放電有關系的參數(shù)主要有兩個，一個是施加在變壓器絕緣體上電場強度，

第二個是絕緣材料的介電強度。當介電強度

>

電場強度時，是不會發(fā)生放電的。但電力設備

在實際運行中，

電場強度不是任何地方都均勻相等的，

絕緣體的介電強度也不是均勻相等的，

當某個地方剛好電場強度偏強，而介電強度偏弱，也即電場強度

>

介電強度時它就很可能產(chǎn)

生局部放電，所以局部放電的原因基本上可歸結為兩大類：

①電場不均勻

②電介質(zhì)不均勻。

2

．變壓器的絕緣內(nèi)部也會存在著氣隙（氣泡）

，

這些氣隙通常是在制造過程中形成的，比如電木筒和電木板的各紙層之間，由于真空浸

漆干燥工藝不好，就會在內(nèi)部形成空腔，從而形成了氣隙

3

．電介質(zhì)不均勻有：

①絕緣體中含有氣泡或雜質(zhì)

②不同固體組合的復合介質(zhì)

③另外變壓器絕緣結構中由于設計或制造上的原因內(nèi)部有些部位存在針尖狀的導體或?qū)?/p>

體表面有毛刺則在針尖附近電場集中，

，會使某些區(qū)域的電場過于集中，在此電場集中的地

方，就可能使局部絕緣擊穿或沿固體絕緣表面放電。

絕緣試驗在高壓試驗中占有非常重要的地位，它直接關系到電力設備的安全運行。

4 .

現(xiàn)有的絕緣試驗有很多種，基本上可以歸為兩類，

①一類是耐壓試驗：

如交流耐壓、直流耐壓、

串聯(lián)諧振耐壓，

操作沖擊波和雷電沖擊波試

驗等。

一般耐壓試驗都屬于考核試驗，

它只能判斷試品的好和壞，

如果試品被擊穿并且不是

接頭或引線等能修復的，

那么試品基本上也就報廢了，

即使試驗通過如果設備有缺陷有可能

加劇設備的老化和損壞程度，因此屬于破壞性試驗。

②另一類是特性試驗：如絕緣電阻測試、極化指數(shù)，吸收比測試、泄漏電流測試、介質(zhì)

損耗測試、

變比試驗以及局部放電測試。

由于絕緣電阻、

介質(zhì)損耗和泄漏電流的測試電壓一

般偏低，比較難發(fā)現(xiàn)一些的存在的異常隱患。

5

．局部放電試驗是有著它*的優(yōu)點的

,

局部放電測試的基本上是絕緣損壞的前期過

程，

而且局部放電電壓比耐壓試驗電壓低的多，

因此在試驗過程損傷被試物的可能要小得多。

但比常規(guī)試驗電壓要高的多，

并且時間可以長達數(shù)小時，

因此它可以有效地發(fā)現(xiàn)常規(guī)試驗發(fā)

現(xiàn)不了的初期剛開始出現(xiàn)的一些缺陷，它可以提前告之檢修人員有關設備的缺陷與老化程

度，使檢修人員及早進行維修或采取相應措施，從而延長設備的使用壽命，防止事故發(fā)生。

二．局放放電試驗測試

局部放電測試技術有脈沖電流法、超聲波法、超高頻法、光測法、紅外熱像、色譜分

析等等。

但目前世界上

90%

的局放儀都是采用脈沖電流法

（

ERA

）

，

因為它是目前靈敏度zui高、

zui成熟的測試手段，也是

IEC

和我國有關標準推薦的測試方法。

局部放電時會產(chǎn)生電、光、熱、聲等現(xiàn)象，而這些現(xiàn)象都可以檢測到局部放電；

1

．脈沖電流法：

脈沖電流法的基本原理：如果將試品接入高壓回路，當試品加上高壓如果發(fā)生局部放電，

試品

C

x

兩端將產(chǎn)生一個幾乎瞬間的電壓

U

1

變化，

試品兩端的電壓變化在檢測回路中形成一

脈沖電流

I

，此時利用耦合電容和檢測阻抗可以與試品構成回路，回路中就有一個脈動電流

流過檢測阻抗，脈沖電流

I

流經(jīng)檢測阻抗產(chǎn)生的脈沖電壓予以采集，放大和顯示等處理，就

可測定局部放電視在放電量

q

（皮庫

pc

表示）

。

①脈沖電流法主要利用局部放電頻頻譜中的較低頻段部分，一般為數(shù)

kHz

至數(shù)百

kHz

，

以避免無線電干擾；

而局部放電測試儀一般均配有脈沖峰值表指示脈沖峰值，

并有示波管顯

示脈沖大小，個數(shù)與相位、一般局放儀放大器增益可以做得很大，

其測試靈敏度相當高，可

用已知電荷量的脈沖注入到試品中進行校正定量，從而可測出放電量

q

。

②實際測試時，

我們采用的是對比法，

首先在試品上加一標準電荷來調(diào)節(jié)局放儀的靈敏度，

并建立標尺，

然后將實際加壓時檢測到的試品放電脈沖與標尺進行對比，

從而得出視在放電

量。

2

．

校準的基本原理

①直接校準

將已知電荷量

Q

0

注入試品兩端稱為直接校準，其目的是直接求得指示系統(tǒng)和以視在放

電量

Q

表征的試品內(nèi)部放電量之間的定量關系，即求得換算系數(shù)

K

。

。

接好整個試驗回路，將已知電荷量

Q

0

=

U

0

C

0

注入被試變壓器高壓線圈對地兩端，則指示

系統(tǒng)響應為

L

′。取下校準方波發(fā)生器，加電壓試驗，當試品內(nèi)部放電時，指示系統(tǒng)響應為

L

。由此則可得換算系數(shù)

K

h

為

K

h

=L/L

/



則視在放電量

Q

為

 Q=U

0

C

0

K

h



式中

Q

——視在放電量，

pC

；

U

0

——方波電壓幅值，

V

；

C

0

——電容，

pF

；

K

h

——換算系數(shù)。

②校準方波發(fā)生器每次使用前應檢查校準方波發(fā)生器電池是否充足電。

③

從

C

0

到

C

X

的引線應盡可能短直，

C

0

與校準方波發(fā)生器之間的連線選用同軸電纜，以

免造成校準方波的波形畸變。

3.

當更換被試變壓器相位時或變試驗回路任一參數(shù)時，必須重新校準。

4.

測定回路的背景噪聲水平。背景噪聲水平應低于試品允許放電量的

50%

，現(xiàn)場試驗時，

如以上條件達不到，可以允許有較大干擾，但不得影響測量讀數(shù)。

5.

在整個試驗時間內(nèi)應連續(xù)觀察放電波形，并按一定的時間間隔記錄放電量

Q

。

，以相對穩(wěn)

定的zui高重復脈沖為準，偶爾發(fā)生的較高的脈沖可忽略，但應作好記錄備查。整個試驗期

間試品不發(fā)生擊穿；在

U

2

的第二階段的

30

（

60

）

min

內(nèi)，所有測量端子測得的放電量

Q

，連

續(xù)地維持在允許的限值內(nèi)，并無明顯地、不斷地向允許的限值內(nèi)增長的趨勢，則試品合格。

如果放電量曾超出允許限值，但之后又下降并低于允許的限值，則試驗應繼續(xù)進行，直到

此后

3min

的期間內(nèi)局部放電量不超過允許的限值，試品才合格。

四．表征變壓器局部放電參數(shù)

局部放電

：在電場的作用下電氣設備中絕緣只有部分區(qū)域發(fā)生放電現(xiàn)象，而沒有貫穿施加

電壓的導體之間（尚末擊穿）

，這種現(xiàn)象稱為局部放電。

主絕緣：

變壓器相間的絕緣、繞組之間的絕緣、以及繞組對地絕緣、高壓套管對外殼的絕

緣

縱絕緣：

變壓器繞組匝間、層間、段間絕緣

全絕緣

：高壓、中壓、低壓繞組間和對油箱、鐵心等接地部分的絕緣。

分級絕緣：

降低了中點絕緣水平的變壓器叫做分級絕緣變壓器（即中性點絕緣水平與線端

不同）

起始放電電壓

：

當施加于試品上的試驗電壓從還末在測量儀器上觀察到局部放電

（放電量

剛剛超過局放規(guī)定值）

的較低電壓遂漸上升，

到剛好到能觀察到局部放電信號時的zui低電壓

稱為局部放電起始放電電壓。

熄滅放電電壓

：

當施加于試品上的試驗電壓從開始在測量儀器上觀察到局部放電電壓

（起

始放電電壓）繼續(xù)上升到較高電壓后（一般高

10

℅）

，在將電壓緩慢均勻下降到局部放電測

量儀器上觀察不到局部放電信號剛好消失時的試驗電壓稱為局部放電熄滅電壓

背景噪聲：

在局放試驗中檢測到的不是由試品產(chǎn)生的信號干擾：

是除設備的局放信號以外

的一切信號。

當噪聲信號達到對測試產(chǎn)生不良反應的程度時就成為干擾。

測量回路的背景噪

聲水平應低于允許放電水平的

50%

。

當試品的允許放電水平為

10PC

或以下時

,

背景噪聲水平

可達到允許放電水平的

。

 電暈

：若導體附近的電場強度達到了周圍大氣的擊穿場強，于是就在導體附近出現(xiàn)電暈。

電氣設備主要的特征就是在絕緣體表面且周圍是氣體的，我們則稱之為電暈。

電暈的放電脈沖就出現(xiàn)在外加電壓負半周的

90

0

相位附近，幾乎是對稱于

90

0

，出現(xiàn)的放電

脈沖幾乎是等幅值、等間隔的，隨著電壓的提高，放電大小幾乎不變，而次數(shù)增加，當電壓

足夠高時，在正半周也會出現(xiàn)少量幅值較大的放電，正負半周波形是極不對稱的。

局部放電：

在電場的作用下電氣設備中絕緣只有部分區(qū)域發(fā)生放電現(xiàn)象，

而沒有貫穿施加

電壓的導體之間（尚末擊穿）

，這種現(xiàn)象稱為局部放電。

局部放電可以發(fā)生在絕緣結構內(nèi)部氣隙、油膜、或?qū)w（電極）邊緣電場比較集中的部

位，但在電極之間末形成貫穿性放電通道。

內(nèi)部放電：

一般來說，如果局部放電是在絕緣體內(nèi)部發(fā)生的，則稱之為內(nèi)部放電

表面放電：

如果局部放電是在絕緣體表面的，我們稱之為表面放電。

五．干式變壓器試驗標準

對于三相干式變壓器來說

,

根據(jù)

GB1094.11

—

2007

、

22

規(guī)定：干式變壓器的預加電壓相

間要升到

1.8U

n

,

時間為

30s,

試驗電壓相間

1.3U

n

,

時間為

3min,

局放要求小于

10pc,

U

n

額定電壓

U

1

=1.8U

n

U

2

=1.3U

n

U(kV)

U

1

30

秒

3

分

U

2

0

t