浅析电力变压器试验问题及处理措

施升

[摘 要]电力变压器属于电力系统中一個最基本的电气设备，而电气试验是使变压器顺利运行的一项积极有效的措施。本文首先分析了电力变压器高压试验影响因素，然后介绍了电力变压器高压试验的内容及方法。

[关键词]电力变压器；高压试验；设计

当前，具有多种检测方法来试验变压器的性能水平，其中比较常见的试验方法拉、合闸方法，该种方法主要操作内容是，对变压器进行拉、合闸反复操作，通过观察变压器的反应来判断其性能。如果变压器工作时的电压值明显高于其额定电压，则可是为存在故障。任何试验都需要良好的过程控制，因此要特别关心试验现象变化情况。

一、电力变压器高压试验影响因素分析

1.湿度和温度

温度对试验的影响主要来自变压器的材料对温度的敏感度。由于变压器的材料是绝缘性的，温度越高绝缘性能就越差，导致绝缘电阻阻值降低。其原理如下：

（1）水分溶解。绝缘电阻中存在的水分将伴随着温度的升高而溶解电阻内部物质使其电阻变小。

（2）分子和离子的无规则运动。温度的影响是分子的无规则运动的主要原因之一，分子运动随着温度的升高而变高。同样作为微观角度的离子，在绝缘电阻中也会随着温度的升高而运动加快，电阻极性增大，阻值降低。

试验数据的准确性会受到空气的湿度的影响。一般测量的数据是需要经过反复测验，拿出数据同标准数据级历史数据进行对比、比较，若是空气的湿度越大，其测量的结果就会变得越不准确，所以湿度也是影响高压试验的一个主要原因之一。

2.升压速度

泄漏电流是受潮后通过的电流，泄漏电流的产生是与空气温度、电压、湿度、绝缘子表面的杂质等共同作用的结果。那么，升压速度到底对泄漏电流有没有影响？实际上，升压速度对泄漏电流是有一定影响的。经过大量的测量研究表明，泄漏电流的实际测量在升压速度的影响下和理论值会有一定的差别，尤其是在大容量的变压器中，这种差别会更加明显。

二、电力变压器高压试验的内容

1.绝缘电阻的测量

在电力变压器高压试验中，绝缘电阻的测量是最为方便、简单的预防性试验。在变压器的绝缘电阻的测量中，过热老化程度、绝缘的整体受潮程度、污秽情况等都可以同绝缘电阻的大小反映出来。以1台高压测电压110KV、容量31500KVA变压器的绝缘电阻测量为例，绝缘的吸收比与温度变化有着密切的联系，当温度达到35℃以上时，干燥绝缘的吸收比达到极限后开始下降，而受潮绝缘的吸收比则会发生不规则的变化情况。因此，在变压器的绝缘电阻测量中，一定要合理控制实验室的温度，以保证绝缘吸收比实测值的真实性。

2.局部放电试验

电力变压器的局部放电试验室常见的“非破坏性”试验项目，试验方法主要有：（1）以工频耐压作为预激磁电压，降至局部放电试验电压，持续时间10～15min后，测量局部放电；（2）以模拟运行中的过电压作为预激磁电压，降至局部放电试验电压，持续1～1.5h，测量局部放电量。第2种试验方法可以测量变压器在长期工作电压下，是否出现局部放电量现象，以保证电力变压器在应用中的安全运行。另外，在电力变压器的局部放电试验中，绝缘结构设计，绝缘介质的承受场强、带电与接地电极表面场、绝缘件加工与工艺处理等都要局部放电量小于规定值来考虑，而不是以主、纵绝缘是否放电为主要依据。

3.泄漏电流的测量

在电力变压器泄漏电流的测量中，主要使用数显泄漏电流的测试仪进行测量，其额定工作电压一般在2.5KV以下，明显低于变压器的额定工作电压。在高压情况下，如果变压器的泄漏电流明显高于低压情况下的电流，则表明变压器的高压绝缘电阻小于低压绝缘电阻，即变压器本身存在质量缺陷，防泄漏功能也无法满足使用要求。如果使用直流兆欧表无法满足试验中对于电压的要求，可以采取加直流高压的试验方法，以确保变压器泄漏电流的测量结果的精确性。

4.变压比测量

电力变压器的变压比测量方法主要有：双电压表法、变压比电桥法等，其中电压比电桥法是现场试验中常用的方法，其主要具有以下优点：不受电源稳定程度的限制；准确性和灵敏度高；误差可以直读；试验电压可以调整，比较安全。在电力变压器的变压比试验中，还可以同步完成连接组别的试验，而连接组别相同则是变压器并联运行的基本条件之一。所以，判断电力变压器的接线组别也是高压试验中不可缺少的一项。常用的试验方法有：交流电压表法，相位法、变压比电桥法、直流感应法、组别表法等。组别表是一种常见的试验电力变压器组别、相序、极性的专用仪表，该表具有使用简便、反映直观、指示正确等优点。

5.介质损耗因数测试

在电力变压器的高压试验中，介质损耗因数测试是基本的绝缘预防性试验项目之一，其主要试验目的是根据介质损耗因数的大小，判断变压器的绝缘性能。在变压器正常运转状态下，介质损耗因数的变化与绝缘损耗的大小有着密切的联系。在试验过程中，试验人员可以通过相关结果，掌握变压器绝缘的整体受潮与劣化变质程度，从而得出精确的试验结果。在电力变压器的介质损耗因数测试中，其结果明显优于绝缘电阻测量与泄漏电流测试，主要是因为测试过程中，与试验电压和设备大小等因素的关联性较小，试验人员可以准确地判断变压器的绝缘变化情况。

三、电力变压器高压试验方法

1.防止感应电压与放电反击

在电力变压器高压试验中，在试验设备与其他设备之间必须采取有效的防止感应电压的措施，通常是将试验设备与其他仪器、设备进行短接，并可靠接地，实验室中闲置的各种电容设备也要按照要求进行短路接地。由于电力变压器高压试验是在一个封闭的六面屏蔽体环境中进行，在试验过程中有可能出现瞬间放电的现象，所以，对于试验中的高压电缆必须加金属管保护，并且埋地敷设。一般情况下，金属保护管的长度应>15m，并且每隔5m与接地极进行连接，从而严格控制放电反击现象的发生机率。

2.可靠的接地

在电力变压器高压试验中，必须保证实验室的接地系统良好，接地电阻一般需要在0.5Ω以下，从而保障试验设备与试验人员的安全。在具备良好接地条件的情况下，还应将实验室视为一个特殊的等电位体，实验室中所有金属仪器、设备的外壳都要保持良好接地，特别是在变压器与试验设备之间必须有可靠、安全、稳定的金属性连接。在高压试验中，应明确标注接地点的位置，以防在试验中出现人员触电的现象。

3.防火、防爆

在电力变压器高压试验中，必须严防变压器在运行中发生过载或短路的现象，特别要注意绝缘材料，绝缘油等因高温、电火花作用等因素，而产生分解、膨胀、以致气化，导致变压器内部的压力急剧增加，有可能引起变压器外壳爆炸使大量绝缘油喷出燃烧，油流又会进一步扩大火灾的危险。因此，在电力变压器的高压试验过程中，必须注重对于安全问题的防范，以保证试验的安全性。

4.在进行变压器冲击合闸试验时，必须保证电压在额定数值范围内，同时要考虑和避免过电压、超强励磁电流以及电动力对变压器的影响，试验过程所需设备器材种类较多，影响范围联系到一次设备及二次保护、仪表的运行情况，其结果直接反映变压器的制造、安装质量，体现变压器抗冲击电流、电压的能力以及二次保护装置与变压器的配合运行情况，是变压器投运前的重要试验项目，负责试验工作的人员要以高度的责任感、良好的专业操作素养来对待试验过程，避免各种疏忽带来的不利影响，客观对待试验结果，合理解决相关问题，从而确保变压器能够安全投入运行。

在对电力变压器进行高压试验的过程中一定要高度的重视细节，对环境湿度、高压连线、剩余电荷等方面的影响，也要给予重视，掌握它们产生影响的机理；同时要熟悉掌握各类试验方法，对试验结果进行精确的测量，保证设备的可靠运行。

参考文献：

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