變壓器耐壓試驗中應注意的幾個問題

變壓器耐壓試驗中應注意的幾個問題

    變壓器能否可靠工作，重要的指標就是絕緣結構。據有關部門調查統計，變壓器發生的故障有60％左右是在絕緣系統中，可見對變壓器絕緣性能進行質量檢測，是何等的重要。國家標準GB 19212.1-2003《電力變壓器、電源裝置和類似產品的安全第1部分:通用要求和試驗》對低壓變壓器工頻耐壓試驗的電壓值、受試部位等都有較詳細的規定。本人長期從事低壓變壓器設計工作，總結了一些耐壓試驗中應該注意的問題，在此作簡要分析。

  一、耐壓試驗步驟

    在試驗中應嚴格按照下列步驟進行操作，這樣才能保證試驗結果的正確判斷和測試過程的安全保障。

       1．檢查試驗環境有無不安全因素存在。若沒有，則將耐壓設備開機預熱5min。

       2．檢查試驗設備是否置于試驗所需的電壓擋位，其整定泄漏電流值是否符合要求。

       3．將試驗設備的高壓輸出端短路，通電檢查過電流繼電器是否動作，或是否發出擊穿信號。

       4．將試驗設備的測試夾分別接在規定測試的部分（變壓器繞組、屏蔽、鐵心、框架等互相隔離的兩個或更多的零件上）。

       5．操作試驗設備升壓。升壓初始，慢慢升至規定值的一半（應避免跳躍），然后迅速增加至規定電壓值（整個升壓過程大約在10 s），歷時1min ，在此期間不允許有連續飛弧和擊穿現象發生，然后將電壓慢慢退到零位，切斷電源，試驗完畢。

       切記，不可采用突然斷電方法，以免瞬時失壓引起的振蕩過電壓而將變壓器擊穿。

  二、耐壓試驗結果的判斷方法

       如果在試驗過程中發生電壓下降或發生擊穿信號，這時不要輕易判斷變壓器擊穿。應繼續進一步測試，做進一步的證實：

        1．用兆歐表測其絕緣電阻，若絕緣電阻為零或接近于零，則判為擊穿；或進行二次升壓試驗，電壓逐步施加，若是擊穿，在電壓加到一定值時，可觀察到擊穿點附近出現連續的火花放電或發熱冒煙，則判為擊穿。若第二次施壓，電壓上升了又下降，電流表的指針擺動劇烈，則判為飛弧不合格。

        2．若絕緣電阻沒有太大變化，或二次升壓后可持續1min無擊穿動作，則認為次擊穿是空氣間隙擊穿（塵埃等物質引起），我們通常稱為飛弧 。外加電壓消失后，擊穿間隙立即自行復原，變壓器的絕緣電阻不會發生變化，變壓器的絕緣性能沒有發生變化，不能判定為不合格。

  三、試驗所用高壓設備的容量的計算與分析

       試驗所用設備高壓試驗變壓器容量應根據被測變壓器的容量來決定。如果容量太小，施壓時因泄漏電流劇增會造成變壓器輸出電壓明顯降低，影響對測試結果的正確判斷。高壓試驗變壓器一般要滿足兩個條件：（1）在正常連續耐壓試驗時，變壓器繞組溫升不應超過允許值；（2）當被測變壓器擊穿時變壓器要能提供足夠大的電流通過絕緣的擊穿點。

      根據個條件可用近似公式估算高壓試驗變壓器容量：

            （3-1）

         其中： P——試驗變壓器容量，kVA

                       f——試驗頻率，Hz

                      c——試樣絕緣幾何容量，

      如果按式（3-1），低壓變壓器耐壓試驗變壓器容量一般選用0.5kVA以上是可行的，但由于變壓器容量與其短路阻抗有關，變壓器短路阻抗必須足夠小，以保證在可能小試驗電壓下被試變壓器擊穿時電流輸出不小于0.，該電流值是IEC規定的。此電流實際上也就是變壓器輸出時高壓繞組的短路電流，一般 ％取5 10之間。因此變壓器容量可用式（3-2）表示。

           （3-2）

         其中：S——變壓器容量，kVA

                     Umax——變壓器輸出高試驗電壓，kV

                     Umin——變壓器輸出小低試驗電壓，kV

                      I——試樣擊穿時變壓器必須輸出的電流， 規定

        ——變壓器短路阻抗百分值，在5 10之間。

      根據低壓電器產品標準取 ＝3.5kV，＝1kV， I=0.， ％取10，代入式（3-2）得：

 

          （kVA）

            從上面的計算結果可以看到一般情況下試驗變壓器容量大于0.6 kVA即可，但考慮留有余地取0.75 kVA。

  四、耐壓試驗設備動作電流

          低壓變壓器耐壓試驗中，在試驗電壓作用下，變壓器絕緣介質中的電場強度達到某一臨界值時，其絕緣性能開始喪失，泄漏電流劇增，當達到耐壓設備高壓側過電流繼電器預先規定的電流值時，繼電器動作，切斷高壓輸出。耐壓試驗一般均以繼電器動作與否來判定是否擊穿，因此過電流繼電器的電流整定直接關系到對試品能否正確評判，一般低壓電器相關標準明確規定100mA為高壓側過電流繼電器的整定值。

         耐壓試驗，又稱電氣強度試驗或介電強度試驗，是證明設計、選材和制造工藝的合理性。也是考核變壓器安全性能的非常重要的試驗項目之一。其目的在于檢驗變壓器能否在實際運行中長期工作，而不致發生絕緣被施加的額定電壓出現飛弧事故。