浅谈变压器绝缘试验的重要性
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作者: 王冬
摘 要：随着电力工业的飞速发展，系统电压等级逐步提高，电气设备的绝缘强度、过电压的限制水平对系统安全经济运行的影响日益突出。据统计，高压电网的各种故障多是由于高压电气设备绝缘的损坏所致，因此了解设备绝缘特性，掌握绝缘状况，不断提高电气设备绝缘水平是电力系统安全经济运行的根本保证。
关键词：电力系统；变压器；绝缘试验
中图分类号：TD611+.2 文献标识码：A
作为电力系统的主要设备变压器在运行中保持良好的绝缘是十分重要和必要的，为了保证变压器的绝缘水平，从变压器的制造开始，要进行一系列绝缘测试。这些测试包括：在制造时对原材料的绝缘试验、制造过程的中间试验、产品的定性及出厂试验、在使用现场安装后的交接试验、使用中为维护运行而进行的绝缘预防性试验等。其中变压器的交接试验和预防性试验是两类最重要的试验，其中交接试验不仅对变压器的整体绝缘情况有个判断。也为以后运行过程中的预防性试验提供了基础性的参考资料。所以基建人员一定要特别重视基建过程中交接试验的准确性和真实性。同时要清楚交接试验中变压器的绝缘试验内容和原理。
1 变压器的绝缘试验内容
为适应电气装置安装工程和电气设备交接试验的需要，国家标准GB 50150-06《电气设备交接试验标准》详细地介绍了各项试验的内容和标准。其中测量绕组连同套管的直流电阻，测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比和极化指数，测量绕组连同套管的介质损耗角的正切值tgδ，测量绕组连同套管的直流泄露电流，绕组连同套管的交流耐压试验，绕组连同套管的局部放电试验。是检验变压器绝缘的主要手段。
1.1 绝缘试验的基本原理
绝缘电阻的测试 绝缘电阻的测试是电气设备绝缘测试中应用最广泛，试验最方便的项目。绝缘电阻值的大小，能有效地反映绝缘的整体受潮、污秽以及严重过热老化等缺陷。绝缘电阻的测试最常用的仪表是绝缘电阻测试仪（兆欧表）。
1.2 绕组直流电阻的测量
绕组直流电阻的测量是一项方便而有效地考察绕组纵绝缘和电流回路连接状况的试验，能反映绕组焊接质量、绕组匝间短路、绕组断股或引出线折断、分接开关及导线接头接触不良等故障，实际上它也是判断各相绕组直流电阻是否平衡、调压开关档位是否正确的有效手段。长期以来，绕组直流电阻测量一直被认为是考查变压器纵绝缘的主要手段之一，有时甚至是判断电流回路连接状况的唯一办法。
1.3 绕组绝缘电阻的测量
绕组连同套管一起的绝缘电阻和吸收比或极化指数，对检查变压器整体的绝缘状况具有较高灵敏度，它能有效检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污以及贯穿性的集中缺陷，如各种贯穿性短路、瓷件破裂、引线接壳、器身内有铜线搭桥等现象引起的半贯通性或金属性短路等。相对来讲，单纯依靠绝缘电阻绝对值大小对绕组绝缘作出判断，其灵敏度、有效性较低。一方面是由于测量时试验电压太低，难以暴露缺陷；另一方面也因为绝缘电阻值与绕组绝缘结构尺寸、绝缘材料的品种、绕组温度等有关。但对于铁心夹件、穿心螺栓等部件，测量绝缘电阻往往能反映故障，这是因为这些部件绝缘结构较简单，绝缘介质单一，正常情况下基本不承受电压，绝缘更多的是起隔离作用，而不像绕组绝缘要承受高电压。我们试验中曾通过绝缘摇表发现变压器铁芯多点接地的情况。
1.4 介质损耗因数tgδ测试
介质损耗因数tgδ是反映绝缘性能的基本指标之一。介质损耗因数tgδ反映绝缘损耗的特征参数，它可以很灵敏地发现电气设备绝缘整体受潮、劣化变质以及小体积设备贯通和未贯通的局部缺陷。介质损耗因数tgδ与绝缘电阻和泄漏电流的测试相比具有明显的优点，它与试验电压、试品尺寸等因素无关，更便于判断电气设备绝缘变化情况。因此介质损耗因数tgδ为高压电气设备绝缘测试的最基本的试验之一。通过测量介质损耗因数tgδ用来检查变压器整体受潮油质劣化、绕组上附着油泥及严重的局部缺陷。介损测量常受表面泄露和外界条件（如干扰电场和大气条件的影响），因而要采取措施减少和消除影响。现场我们一般测量的是连同套管一起的tgδ，但为了提高测量的准确性和检出缺陷的灵敏度，有时也进行分解试验，以判别缺陷所在位置。测量泄漏电流作用和测量绝缘电阻相似，只是其灵敏度较高，能有效发现有些其他试验项目所不能发现的变压器局部缺陷。泄漏电流值与变压器的绝缘结构、温度等因素有关，判断时强调与出厂试验、与同型变压器及经验数据相比较；介质损耗因数tgδ和泄漏电流试验的有效性正随着变压器电压等级的提高、容量和体积的增大而下降，因此单纯介质损耗因数tgδ和泄漏电流来正确判断绕组绝缘状况的可能性也较小，但对于电容性设备，实践证明如电容性套管、电容式电压互感器、藕合电容器等，测量tgδ和电容量Cx仍是故障诊断的有效手段。介质损耗因数tgδ可以有效的发现绝缘的下列缺陷：（1）受潮；（2）穿透性导电通道；（3）绝缘内含气泡的游离，绝缘分层、脱壳；（4）绝缘有脏污、劣化老化等。
1.5 泄漏电流的测试
一般直流兆欧表的电压相对较低，比某些电气设备的工作电压要低得多。如果认为兆欧表的测量电压太低，还可以采用加直流高压来测量电气设备的泄漏电流。当设备存在某些缺陷时，高压下的泄漏电流要比低压下的大得多，亦即高压下的绝缘电阻要比低压下的电阻小得多。测量设备的泄漏电流和绝缘电阻本质上没有多大区别，但是泄漏电流的测量有如下特点：（1）试验电压比兆欧表高得多，绝缘本身的缺陷容易暴露，能发现一些尚未贯通的集中性缺陷。（2）通过测量泄漏电流和外加电压的关系有助于分析绝缘的缺陷类型。（3）泄漏电流测量用的微安表要比兆欧表精度高。
1.6 直流耐压试验
直流耐压试验电压较高，对发现绝缘某些局部缺陷具有特殊的作用，可与泄漏电流试验同时进行。直流耐压试验与交流耐压试验相比，具有试验设备轻便、对绝缘损伤小和易于发现设备的局部缺陷等优点。与交流耐压试验相比，直流耐压试验的主要缺点是由于交、直流下绝缘内部的电压分布不同，直流耐压试验对绝缘的考验不如交流更接近实际。
1.7 交流耐压试验
交流耐压试验是鉴定绝缘强度等有效的方法，特别是对考核主绝缘的局部缺陷，如绕组主绝缘受潮、开裂或在运输过程中引起的绕组松动、引线距离不够以及绕组绝缘上附着污物等。交流耐压试验对绝缘的考验非常严格,能有效地发现较危险的集中性缺陷。它是鉴定电气设备绝缘强度最直接的方法，对于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义,也是保证设备绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。交流耐压试验有时可能使绝缘中的一些弱点更加发展，因此在试验前必须对试品先进行绝缘电阻、吸收比、泄漏电流和介质损耗等项目的试验，若试验结果合格方能进行交流耐压试验。否则,应及时处理，待各项指标合格后再进行交流耐压试验,以免造成不应有的绝缘损伤。交流耐压试验虽对发现绝缘缺陷有效，但受试验条件限制，要进行66 kV及以上变压器耐压试验，由于电压高电流大，目前这样的高电压试验变压器及调压器尚不够普遍，一般采用串联电抗器利用谐振产生高电压的方法对高电压设备进行耐压试验，从实际结果来看，效果非常好。
1.8 局部放电测量
变压器故障的原因之一是介质击穿，其原因主要是局部放电，它导致绝缘恶化乃至击穿。随着变压器故障诊断技术的发展，人们逐步认识到局部放电是变压器诸多故障和事故的根源，因而局部放电的测试越来越受到重视。近年来我国110kV以上电力变压器事故中有50%属正常运行电压下发生匝间短路等原因，也是局部放电所致，因此已把局部放电测量作为220 kV变压器交接和大修的重要项目之一，这对于变压器状态监测和故障诊断将十分有效。
结束语
通过对变压器相关试验的论述，我们可以看出在交接试验时，对变压器的相关试验是对我们变压器整体绝缘的检验。只有对变压器认真的绝缘试验，我们才可以判断变压器的绝缘是否满足我们的运行要求。这是目前我们判断变压器是否可以投运的主要手段。也是唯一的手段。
参考文献
[1]邓颖.换流变压器绝缘结构分析.西安西电变压器有限责任公司[J].高压电器，2011，10，16.
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