35 kV变压器交流耐压试验故障分析

摘要：分析了35kV变压器线端交流耐压试验中出现的故障，结合试验过程、故障现象和设备参数，对故障原因进行了深入分析。通过分析故障原因，发现故障的主要原因是变压器内部绝缘缺陷，并提出了多项针对性的整改措施，并通过复试验证了整改措施的有效性，确保了变压器运行的安全性，可为相关人员排查和解决故障提供宝贵的经验参考、为同类设备的维修和运行提供借鉴。

关键词：35kV变压器交流耐压试验故障分析绝缘缺陷整改措施

FaultAnalysisofACWithstandVoltageTestfor35kVTransformer

FANYiran

ShanghaiPudongPowerSupplyCompany，Shanghai，200000China

Abstract：ThisarticleanalyzedthefaultsthatoccurredduringtheACwithstandvoltagetestofthe35kVtransformerlineend，combinedwiththetestprocess，faultphenomena，andequipmentparameters，itconductedanin-depthanalysisofthefaultcauses.Byanalyzingthecauseofthefaults，itwasfoundthatthemaincauseofthefaultswasinternalinsulationdefectsinthetransformer，andmultipletargetedrectificationmeasureswereproposed.Andtheeffectivenessoftherectificationmeasureswasverifiedthroughretesting，ensuringthesafetyoftransformeroperation.Itcanprovidevaluableexperienceandreferenceforrelevantpersonneltotroubleshootandsolvethefaults，andprovidesreferenceforthemaintenanceandoperationofsimilarequipment.

KeyWords：35kVtransformer;ACwithstandvoltagetest;Faultanalysis;Insulationdefect;Rectificationmeasures

35kV变压器作为电力系统的重要的电力设备，其安全可靠运行直接影响着电力系统的可靠性。交流耐压试验是变压器出厂检验和定期维护的重要项目，能够有效地检测变压器内部绝缘的完好程度，预防运行中发生绝缘故障。本文以一次35kV变压器交流耐压试验中出现的故障为例，对故障原因进行分析，并提出相应的整改措施，以期对同类设备的维修和运行提供借鉴[1]。

135kV变压器线端交流耐压的相关理论

在35kV变压器交流耐压试验中，需要用到的计算公式主要包括以下几个。

（1）绝缘电阻计算：

R=U/I（1）

式（1）中，R为绝缘电阻，U为施加的电压，I为泄漏电流。

（2）电容的计算公式：

C=Q/U（2）

式（2）中，C为电容，Q为电荷量，U为施加的电压。在介损测试仪测量电容时，一般会直接显示电容值，不需要进行手动计算。

（3）过渡过电压的计算公式较为复杂，需要根据具体情况进行计算。一般情况下，可以使用以下公式进行估算：

U2=K×U1（3）

式（3）中：U2为过渡过电压；U1为试验电压；K为过渡过电压系数，过渡过电压系数K一般取值为1.5～2.0。

2试验变压器的技术指标

2.1变压器型号

本次交流耐压试验所涉及的变压器型号为SF9-10000/35，该变压器属于油浸式电力变压器，额定容量为10000kVA，额定电压为（35±2.5%）/10.5kV。其中，35kV为高压侧额定电压，10.5kV为低压侧额定电压，该变压器用于将35kV的高压电能转换为10.5kV的低压电能，以为下级电力用户供电。而进行交流耐压试验的试验变压器型号为YD-25/150，该变压器属于高压试验变压器，额定容量为25kVA，额定电压为150kV。该试验变压器用于产生高压电压，对被试变压器进行绝缘耐压测试，验证其绝缘强度是否符合标准要求[2]。交流耐压试验使用YD-25/150试验变压器对SF9-10000/35变压器进行高压试验，通过施加高电压来检验SF9-10000/35变压器内部绝缘的完好程度，确保其在正常运行条件下能够安全、可靠地工作[3]。

2.2绕组排列分布方式

SF9-10000/35变压器为三相变压器，其绕组排列分布方式为三相五绕组。高压绕组分别位于变压器铁芯的三条磁腿上，采用盘绕式结构，并通过绝缘材料彼此隔离。中压绕组同样位于变压器铁芯的三条磁腿上，与高压绕组同层排列，并通过绝缘材料彼此隔离。低压绕组位于变压器铁芯的三条磁腿上，与高压绕组和中压绕组同层排列，并通过绝缘材料彼此隔离。零序绕组（Zero-SequenceWinding，ZSW）位于变压器铁芯的中心柱上，用于补偿变压器运行中的零序电流，并起到保护作用。中性点绕组（NeutralWinding，NW）位于变压器铁芯的中心柱上，用于接地，并起到保护作用。

335kV变压器线端交流耐压试验情况

3.1故障现象

耐压试验接线见图1所示。SF9-10000/35变压器的低压绕组端头短接接地，其高压绕组端头短接与试验变压器YD-25/150的高压输出绕组相连，电力设备接地均在接地网E点进行接地。对检查正确性进行确认，合理调节保护球间隙。放电值调整至82kV，对电力变压器高压侧进行耐压测试。当电压提升至72kV，采集毫安表读数时，10kV侧套管表面存在火花放电现象并伴随着放电声间，试验变压器保护开关跳闸，调压器归0。进行深入检查后，接地线在E接地点产生脱落，毫安表mA、刀闸k、电压表V均被烧毁，试验变压器高压对低压和对地、低压对地绝缘电阻值变０，变压器绝缘已经受损[4]。

3.2故障查找

3.2.110kV套管放电

为了找出故障原因，首先对试验设备和被试变压器进行了细致的检查和测量。确认试验变压器YD-25/150与SF9-10000/35变压器的高压绕组的连接是否牢固，并检查接线方式是否正确、所有设备的接地线是否连接牢固、接地电阻是否符合要求。使用兆欧表对试验变压器和电力变压器的高压对低压及高压对地、低压对地的绝缘电阻值进行测量，并对电力变压器的高压绕组对低压的电容量（Cg）、低压绕组对高压和对地的电容量（Cd）、高低绕组对地总电容量（Cg+d）进行测量。测量结果显示，试验变压器高压对低压和对地、低压对地绝缘电阻为0，表明内部绝缘已经损坏，而SF9-10000/35变压器的高压绕组对地电容量Cg为5569pF、低压绕组对高压绕组及地Cd为9139pF、高低绕组对地总电容量Cg+d为6329pF。根据电容理论，Cg+d应等于Cg+Cd，但实际测量结果Cg+d小于Cg+Cd，说明SF9-10000/35变压器内部存在异常，高、低绕组之间可能存在绝缘缺陷，导致电容测量值偏低，电容分布见图2所示。

电力变压器10kV绕组出厂和大修试验电压值分别仅为35kV和30kV。本次试验时，其电压升至72kV，超过了额定试验电压，会使变压器低压侧绝缘受损。而第二次非破坏性试验和耐压试验可以达到合格标准，变压器并没有出现受损现象，仍可继续使用。10kV套管出现火花放电，主要是因过渡时形成过渡过电压U2，套管存在空气间隙而产生击穿。而放电电压不小于74，过渡电压U2最高值为66，不会出现套管击穿问题。变压器低压侧短接接地并脱落，会与低压套管相连，缩短了低压套管放电间距，同时，放电电压也相应变小，过电压U2施加在套管上会出现击穿并放电[5]。

3.2.2试验设备损坏原因

此次交流耐压试验中，除了SF9-10000/35变压器10kV侧套管表面发生火花放电外，试验变压器YD-25/150控制开关跳闸，调压器自动回零，毫安表mA及其短路刀闸K、高压数显电压表V也发生损坏。这些设备损坏的直接原因是接地线脱落，导致过电压作用于试验设备上，造成绝缘击穿。

4设计整改与复试试验结果

针对本次交流耐压试验中出现的故障，对试验设备和被试变压器进行了相应的整改措施，并进行了复试，最终验证了整改措施的有效性。针对本次试验中出现的故障，更换试验变压器YD-25/150，更换新的高压绕组，修复绝缘缺陷，更换烧毁的毫安表mA、短路刀闸K和高压数显电压表V，并检查其他试验设备，确保所有设备处于良好工作状态。对整个试验场地进行仔细检查，确保所有接地线连接牢固、接地电阻符合要求，对接地系统进行维护和修复，确保接地系统安全和可靠。

经过上述整改措施后，对SF9-10000/35变压器进行了复试，并对试验设备进行了功能测试。复试结果如表1和表2所示。

复试结果表明，SF9-10000/35变压器交流耐压试验结果合格，试验设备功能正常，本次整改措施有效。通过本次故障分析和整改，吸取了宝贵的经验教训，并进一步完善了试验操作规程，提高了试验人员的安全意识，有效提高了高压试验的安全性和可靠性。

5结语

本文分析了35kV变压器交流耐压试验中发生的故障，主要原因为试验设备内部绝缘损坏和接地线脱落导致的过电压。通过制订并验证有效的整改措施，确保了变压器运行安全。为避免类似事故的出现，需严格遵守安全操作规程，做好安全防护措施，并加强试验设备维护和检修，定期检查设备状态。此外，提升试验人员安全意识和操作技能至关重要。

参考文献

[1]苏佳伟，陈恳.直流电阻和绝缘电阻对变压器运行状态的影响及故障判断研究[J].云南师范大学学报（自然科学版），2022，42（6）：48-51.

[2]严铭.电容换相换流器直流输电系统设计技术研究[D].杭州：浙江大学，2024.

[3]陈晓宇.硅橡胶浇注式变压器绝缘特性及热特性分析[D].广州：华南理工大学，2022.

[4]刘瀚泽.35kV电力电缆用超低频余弦方波耐压试验系统设计[D].哈尔滨：哈尔滨理工大学，2022.

[5]杨在葆，梁红胜，刘永，等.换流变压器阀侧交流外施耐压试验故障的分析与判断[J].变压器，2023，60（5）：42-47.