交流耐壓試驗(yàn)變壓器行業(yè)現(xiàn)狀：

1.1 變壓器交流耐壓試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康?/p>

交流耐壓試驗(yàn)是鑒定電力設(shè)備絕緣強(qiáng)度最有效和最直接的方法。電力設(shè)備在運(yùn)行中，絕緣長期受著電場、溫度和機(jī)械振動的作用會逐漸發(fā)生劣化，其中包括整體劣化和部分劣化，形成缺陷，例如由于局部地方電場比較集中或者局部絕緣比較脆弱就存在局部的缺陷。

各種預(yù)防性試驗(yàn)方法，各有所長，均能分別發(fā)現(xiàn)一些缺陷，反映出絕緣的狀況，但其他試驗(yàn)方法的試驗(yàn)電壓往往都低于電力設(shè)備的工作電壓，但交流耐壓試驗(yàn)電壓一般比運(yùn)行電壓高，因此通過試驗(yàn)后，設(shè)備有較大的安全裕度，所以這種試驗(yàn)已成為保證安全運(yùn)行的一個(gè)重要手段。

但是由于交流耐壓試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)電壓比運(yùn)行電壓高得多，過高的電壓會使絕緣介質(zhì)損耗增大、發(fā)熱、放電，會加速絕緣缺陷的發(fā)展，因此，從某種意義上講，交流耐壓試驗(yàn)是一種破壞性試驗(yàn)，在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)前，必須預(yù)先進(jìn)行各項(xiàng)非破壞性試驗(yàn)。

如測量絕緣電阻、吸收比、介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ、直流泄漏電流等，對各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析，以決定該設(shè)備是否受潮或含有缺陷。若發(fā)現(xiàn)已存在問題，需預(yù)先進(jìn)行處理，待缺陷消除后，方可進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，以免在交流耐壓試驗(yàn)過程中，發(fā)生絕緣擊穿，擴(kuò)大絕緣缺陷，延長檢修時(shí)間，增加檢修工作量。

本試驗(yàn)用來驗(yàn)證線端和中性點(diǎn)端子及它們所連接繞組對地及其他繞組的外施耐受強(qiáng)度（見GB1094.3）。交流耐壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)變壓器絕緣強(qiáng)度最直接、最有效的方法，對發(fā)現(xiàn)變壓器主絕緣的局部缺陷，如繞組主絕緣受潮、開裂或者在運(yùn)輸過程中引起的繞組松動，引線距離不夠，油中有雜質(zhì)、氣泡以及繞組絕緣上附著有臟污等缺陷十分有效。變壓器交流耐壓試驗(yàn)必須在變壓器充滿合格的絕緣油，并靜止一定時(shí)間且其他絕緣試驗(yàn)均合格后才能進(jìn)行。

試驗(yàn)儀器

1、高壓試驗(yàn)控制箱

試驗(yàn)控制箱式高壓試驗(yàn)變壓器的配套設(shè)備，是用于試驗(yàn)變壓器的配套設(shè)備，主要用于試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓控制，其工作原理是通過調(diào)整自耦調(diào)壓器的輸出電壓，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)變壓器額定范圍內(nèi)的工作電壓調(diào)節(jié)。

2、YDQ充氣式無局放試驗(yàn)變壓器

試驗(yàn)變壓器是電力設(shè)備檢測及預(yù)防性試驗(yàn)所必須的試驗(yàn)設(shè)備，用于輸出交流高壓，對各類高壓試驗(yàn)提供較高電壓，使用于高電壓電力設(shè)備的交流耐壓設(shè)備。

選用試驗(yàn)變壓器時(shí)要考慮以下兩點(diǎn)：

（1）電壓

根據(jù)被試品的試驗(yàn)電壓，選用具有適合電壓的試驗(yàn)變壓器。要檢查試驗(yàn)變壓器所需低壓側(cè)電壓是否與現(xiàn)場電源電壓、調(diào)壓器相配。試驗(yàn)電壓較高時(shí)，可采用多級串接式試驗(yàn)變壓器。

（2）電流

電流按下式計(jì)算：I=ωCx U

式中：I —— 試驗(yàn)變壓器高壓側(cè)應(yīng)輸出的電流，mA；

U —— 試驗(yàn)電壓；

Cx —— 被試品電容量；

ω —— 角頻率。

其中Cx可從測量被試品的電容量中得到。相應(yīng)求出試驗(yàn)所需電源容量P：

P=ωCx U2

試驗(yàn)時(shí)，按P值選擇變壓器容量，一般不得超載運(yùn)行。

充氣式輕型試驗(yàn)變壓器，采用SF6氣體為絕緣介質(zhì)，體積小，重量輕且無油污染，局部放電小，適合現(xiàn)場工作及頻繁移動的工作條件下使用。這里我們選用量程為50kV的試驗(yàn)變壓器。

3、保護(hù)球隙

保護(hù)球隙是由一個(gè)帶電球極和一個(gè)接地球極構(gòu)成，兩極之間相隔一定距離構(gòu)成間隙。它平時(shí)并聯(lián)在被保護(hù)設(shè)備旁，當(dāng)試驗(yàn)電壓超過被試設(shè)備的試驗(yàn)電壓時(shí)，球間隙放電，對被試設(shè)備起保護(hù)作用，其整定值一般取試驗(yàn)電壓的110%~120%，整定值確定后，可查表確定球隙距離，并進(jìn)行現(xiàn)場校正。

4、保護(hù)電阻器

試驗(yàn)變壓器的高壓輸出端應(yīng)串接保護(hù)電阻器（限流電阻），用來降低被試品閃絡(luò)或擊穿時(shí)變壓器高壓繞組出口端的過電壓，并能限制短路電流。

此保護(hù)電阻的取值一般為0.1Ω/V~0.5Ω/V，并應(yīng)有足夠的熱容量和長度。該電阻阻值不宜超過30kΩ，否則會引起正常工作時(shí)回路產(chǎn)生較大的壓降和功耗。

5、接地線的選擇

接地線應(yīng)采用帶有接地夾子的臨時(shí)接地線。

接地線應(yīng)采用4mm2及以上的多股裸導(dǎo)線或外覆透明絕緣層的銅質(zhì)軟導(dǎo)線。

試驗(yàn)接線（接線圖）

圖1 交流耐壓接線圖

試驗(yàn)步驟

1、試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

（1）填寫第一種工作票，編寫作業(yè)控制卡、質(zhì)量控制卡，辦理工作許可手續(xù)。

（2）向工作班成員交待工作內(nèi)容、人員分工、帶電部位，進(jìn)行危險(xiǎn)點(diǎn)告知，并履行確認(rèn)手續(xù)后開工。

（3）準(zhǔn)備試驗(yàn)用儀器、儀表、工具和個(gè)人安全工器具，所用儀器儀表良好，所用儀器、儀表、工具均應(yīng)在合格周期內(nèi)。

1

高壓試驗(yàn)控制箱

1套

2

試驗(yàn)變壓器

1臺

3

保護(hù)球隙

1套

4

試驗(yàn)警示圍欄

4組

5

標(biāo)示牌

2個(gè)

6

安全帶

2個(gè)

7

絕緣繩

2根

8

低壓驗(yàn)電筆

1支

9

拆線工具

2套

10

溫濕度計(jì)

1只

11

計(jì)算器

1個(gè)

12

放電棒

1支

13

現(xiàn)場原始記錄本

1本

（4）檢查試品外殼，應(yīng)可靠接地檢查變壓器本體和有載調(diào)壓開關(guān)油位在正常位置。

（5）用放電棒對被試設(shè)備進(jìn)行充分放電。

（6）放電后，拆除被試設(shè)備高壓、中壓、低壓引線，其他檢修人員撤離現(xiàn)場。

（7）檢查試品外觀，清潔絕緣表面污垢。

（8）試驗(yàn)現(xiàn)場周圍裝設(shè)試驗(yàn)圍欄，必要時(shí)派專人看守。

（9）接取試驗(yàn)電源，先測量電源電壓是否符合試驗(yàn)要求，電源線必須固定，防止突然斷開，檢查漏電保護(hù)裝置是否靈敏動作。

（10）抄錄銘牌，記錄天氣情況和溫、濕度，安裝位置，試驗(yàn)日期。

2、試驗(yàn)接線

（1）先將被試品的被試?yán)@組A、B、C、（O）三相用裸銅線短路連接，其余非被試?yán)@組用裸銅線短路連接，并與外殼一起接地。并將儀器可靠接地。

（2）將保護(hù)球隙可靠接上接地線。

（3）將試驗(yàn)變壓器可靠接上接地線，將高壓控制箱的外殼用接地線可靠連接。

（4）連接被試品繞組接到保護(hù)球隙高壓側(cè)。

（5）連接試驗(yàn)變壓器的儀表端到控制箱的儀表端，連接控制箱輸出端到試驗(yàn)變壓器輸入端。

（6）所有接線完畢，最后檢查所有接線是否正確。

3、試驗(yàn)操作

（1）先將高壓試驗(yàn)控制箱接上電源線，合上電源刀閘。

（2）按下電源開關(guān)，逆轉(zhuǎn)調(diào)壓器至零位，將過流保護(hù)器調(diào)整到最小位置

（3）合上高壓啟動鍵進(jìn)行預(yù)升，等球隙放電后過流繼電器動作，記錄該放電電壓。拉開電源刀閘，用放電棒將高壓回路接地，調(diào)整球隙間距。反復(fù)進(jìn)行調(diào)整操作，使球隙放電電壓為試驗(yàn)電壓的1.15~1.2倍

（4）拉開電源閘刀，用放電棒將高壓回路接地，連接繞組與被試電源的高壓引線，拆除臨時(shí)接地線

（5）合上電源閘刀，按下高壓啟動鍵，開始升壓。升壓速度在75%試驗(yàn)電壓以前，可以是任意的，自75%電壓開始均勻升壓，約為每秒2%試驗(yàn)電壓的速率升壓。

（6）升壓的同時(shí)觀察電壓和電流表的變化。

在升壓過程中，如果發(fā)現(xiàn)電流值迅速增加，應(yīng)立即停止升壓，按下停止按鈕，停止高壓輸出。升壓完成后一只手應(yīng)放置在停止按鈕附近，隨時(shí)警戒異常情況的發(fā)生，以便立即進(jìn)行跳閘操作。

（7）觀察電壓表，若升到指定的電壓值，則停止繼續(xù)升壓

（8）當(dāng)升壓至要求電壓時(shí)，開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)到最后10s時(shí)開始倒數(shù)，時(shí)間到開始降壓。在施壓階段，應(yīng)注意保持與高壓設(shè)備的安全距離。防止被高壓所傷。

（9）當(dāng)發(fā)生以下現(xiàn)象時(shí)，表示被試品已經(jīng)被擊穿，應(yīng)立即停止加壓并降壓：a被試品內(nèi)部發(fā)出響聲、冒煙、閃弧、燃燒等；b、電流表指針突然擺動或表指針突然升高。

（10）在耐壓時(shí)間內(nèi)未出現(xiàn)異常，即可降壓。旋動調(diào)壓器轉(zhuǎn)輪均勻轉(zhuǎn)到零位，按下停止按鈕，切斷高壓輸出，拉開電源刀閘，關(guān)閉電源開關(guān)。

4、試驗(yàn)拆線

（1）用專用放電棒對被試?yán)@組進(jìn)行放電并掛上臨時(shí)接地線。等充分放電后，取下放電棒，放點(diǎn)結(jié)束。

（2）試驗(yàn)結(jié)束，拆除試驗(yàn)接線。

試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

1、Q/GDW168-2008《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》

外施耐壓試驗(yàn)為出廠試驗(yàn)值的80%，時(shí)間為60s。

2、《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB 50150-2006》

繞組連同套管的交流耐壓試驗(yàn)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）容量為8000kVA以下、繞組額定電壓在110kV以下的變壓器，線端試驗(yàn)應(yīng)按表1進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)；

（2）容量為8000kVA及以上、繞組額定電壓在110kV以下的變壓器，在有試驗(yàn)設(shè)備時(shí)，可按表1試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行線端交流耐壓試驗(yàn)；

表1. 電力變壓器和電抗器交流耐壓試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)kV

系統(tǒng)

標(biāo)稱電壓

設(shè)備

最高電壓

交流耐壓

油浸式電力變壓器和電抗器

干式電力變壓器和電抗器

<1

≤1.1

—

2.5

3

3.6

14

8.5

6

7.2

20

17

10

12

28

24

15

17.5

36

32

20

24

44

43

35

40.5

68

60

66

72.5

112

—

110

126

160

—

220

252

316(288)

—

330

363

408(368)

—

500

550

544(504)

—

注：a、上表中，變壓器試驗(yàn)電壓是根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《電力變壓器 第3部分：絕緣水平、絕緣試驗(yàn)和外絕緣空氣間隙》GB 1094.3規(guī)定的出廠試驗(yàn)電壓乘以0.8制定的。

b、干式變壓器出廠試驗(yàn)電壓是根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《干式電力變壓器》GB 6450規(guī)定的出廠試驗(yàn)電壓乘以0.8制定的。

（3）繞組額定電壓為110kV及以上的變壓器，其中性點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)?zāi)褪茈妷簶?biāo)準(zhǔn)為出廠試驗(yàn)電壓值的80％（見表2）。

表2.額定電壓110kV 及以上的電力變壓器中性點(diǎn)交流耐壓試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)kV

系統(tǒng)標(biāo)答稱電壓

設(shè)備最高電壓

中性點(diǎn)接地方式

出廠交流耐受電壓

交流耐受電壓

110

126

不直接接地

95

76

220

252

直接接地

85

68

不直接接地

200

160

330

363

直接接地

85

68

不直接接地

230

184

500

550

直接接地

85

68

經(jīng)小阻抗接地

140

112

（4）交流耐壓試驗(yàn)可以采用外施工頻電壓試驗(yàn)的方法，也可采用感應(yīng)電壓試驗(yàn)的方法。

試驗(yàn)電壓波形盡可能接近正弦，試驗(yàn)電壓值為測量電壓的峰值除以√2，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)在高壓端監(jiān)測。

外施交流電壓試驗(yàn)電壓的頻率應(yīng)為45～65Hz，全電壓下耐受時(shí)間為60s。

試驗(yàn)注意事項(xiàng)

（一）試驗(yàn)原理注意事項(xiàng)

1、容升效應(yīng)

試驗(yàn)變壓器所接被試品大多數(shù)是電容性，在交流耐壓時(shí)，容性電流在繞組上產(chǎn)生漏抗壓降，造成實(shí)際作用到被試品上的電壓值超過按變比計(jì)算的高壓側(cè)所應(yīng)輸出的電壓值，產(chǎn)生容升效應(yīng)。被試品電容及試驗(yàn)變壓器漏抗越大，則容升效應(yīng)越明顯。

因此，升壓倒數(shù)25%時(shí)，應(yīng)緩慢升壓，注意不超過試驗(yàn)值。

2、電壓諧振

由于被試品電容與試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器的漏抗形成串聯(lián)回路，一旦被試品容抗與試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器漏抗之和相等或接近時(shí)，發(fā)生串聯(lián)電壓諧振，造成被試品端電壓顯著升高，危及試驗(yàn)變壓器和被試品的絕緣。在試驗(yàn)大電容量的被試品時(shí)，應(yīng)注意預(yù)防發(fā)生電壓諧振，為此，除在高壓側(cè)直接測量試驗(yàn)電壓外，還應(yīng)與被試品并接球隙進(jìn)行保護(hù)。必要時(shí)可在調(diào)壓器輸出端串接適當(dāng)?shù)碾娮?，以減弱（阻尼）電壓諧振的程度。

3、電壓波形

試驗(yàn)電壓由于電源波形或由于試驗(yàn)變壓器鐵心飽和及調(diào)壓器的影響致使波形畸變，當(dāng)電壓不是正弦波時(shí)，峰值與有效值之比不等于√2，其中的高次諧波（主要是三次諧波）與基波相重疊，使峰值增大。由于過去現(xiàn)場較多使用電壓表測量有效值，所以被試品上可能受到過高的峰值電壓作用，應(yīng)改用交流峰值電壓表測量。為避免試驗(yàn)電壓波形畸變，可采用以下措施：

a、避免采用移圈式調(diào)壓器；

b、電源電壓應(yīng)采用線電壓；

c、試驗(yàn)變壓器一般應(yīng)在規(guī)定的額定電壓范圍內(nèi)使用，避免使用在鐵芯的飽和部分；

d、可在試驗(yàn)變壓器低壓側(cè)加濾波裝置。

4、低壓回路保護(hù)

為保護(hù)測量儀表，可在測量儀表輸入端上并聯(lián)適當(dāng)電壓的放電管或氧化鋅壓敏電阻器、浪涌吸收器等?？刂齐娫春蛢x器用電源可由隔離變壓器供給，或者在所用電源線上分別對地并聯(lián)0.047μF~1.0μF的油紙電容器，防止被試品閃絡(luò)或擊穿時(shí)，在接地線上產(chǎn)生較高的暫態(tài)地電位升高過電壓，將儀器或控制回路元件反擊損壞。

5、過電壓保護(hù)裝置的規(guī)定

進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)回路中應(yīng)具備過電壓、過電流保護(hù)?？稍谏龎嚎刂乒裰信渲眠^電壓、過電流保護(hù)的測量、速斷保護(hù)裝置。對重要的被試品（如發(fā)電機(jī)、變壓器等）進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，宜在高壓側(cè)設(shè)置保護(hù)球間隙，該球間隙的放電距離對發(fā)電機(jī)一般可整定為1~1.5倍額定電壓所對應(yīng)得放電距離；對變壓器整定1.15~1.2倍額定電壓所對應(yīng)的放電距離。

6、更換高壓接線安全問題

交流耐壓試驗(yàn)結(jié)束，降壓和切斷電源后，被試品中殘留的電荷，自動反向經(jīng)試驗(yàn)變壓器高壓繞組對地放電，因此被試品對地放電問題不像直流電壓試驗(yàn)?zāi)菢又匾?。但對于需要更換高壓接線，有較多人工換線操作的工作，為了防止電源側(cè)隔離開關(guān)或接觸器不慎突然來電等意外情況，在更換接線時(shí)應(yīng)在被試品上懸掛接地放電棒，比保證人身安全，并采取措施；在再次升壓前，先取下放電棒，防止帶接地放電棒升壓。

7、防止合閘過電壓

當(dāng)使用移圈調(diào)壓器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，電源突然合閘時(shí)（此時(shí)調(diào)壓器已在零位），有時(shí)會在被試品上產(chǎn)生較高電壓的合閘過電壓，是被試品閃絡(luò)或擊穿。為防止此情況的發(fā)生，應(yīng)在移圈調(diào)壓器輸出到試驗(yàn)變壓器一次繞組之間，加裝一組隔離開關(guān)。先將調(diào)壓器電源合閘后，再合上此隔離開關(guān)。

（二）操作注意事項(xiàng)

1、交流耐壓是一項(xiàng)破壞性試驗(yàn)，因此耐壓試驗(yàn)之前被試品必須通過絕緣電阻、吸收比、絕緣油色譜、tanδ等各項(xiàng)絕緣試驗(yàn)且合格。充油設(shè)備各還應(yīng)在注油后靜置足夠時(shí)間（110kV及以下，24h；220kV,48h；500kV，72h）方能加壓，以避免耐壓時(shí)造成不應(yīng)有的絕緣擊穿。

2、進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，被試品溫度應(yīng)不低于+5℃，戶外試驗(yàn)應(yīng)在良好的天氣進(jìn)行，且空氣相對濕度一般不高于80%。

3、試驗(yàn)過程中試驗(yàn)人員應(yīng)大聲呼唱，加壓過程中應(yīng)有人監(jiān)護(hù)。

4、加壓期間應(yīng)密切注視表記指示動態(tài)，防止諧振現(xiàn)象發(fā)生；應(yīng)注意觀察、監(jiān)聽被試變壓器、保護(hù)球隙的聲音和現(xiàn)象，分析區(qū)別電暈或放電等有關(guān)跡象。

5、有時(shí)耐壓試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)十秒鐘，中途因故失去電源，是試驗(yàn)中斷，在查明原因、恢復(fù)電源后，應(yīng)重新進(jìn)行全時(shí)間的持續(xù)耐壓試驗(yàn)，不可僅進(jìn)行“補(bǔ)足時(shí)間”的試驗(yàn)。

6、諧振試驗(yàn)回路品質(zhì)因數(shù)Q值的高低與試驗(yàn)設(shè)備、試品絕緣表面干燥清潔及高壓引線直徑大小、長短有關(guān)，因此試驗(yàn)宜在天氣晴好的情況下進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)備、試品絕緣表面應(yīng)干燥、清潔。盡可能縮短高壓引線的長度，采用大直徑的高壓引線，以減小電暈損耗。提高試驗(yàn)回路品質(zhì)因數(shù)Q值。

7、變壓器的接地端和測量控制系統(tǒng)的接地端要互相連接，并應(yīng)自成回路，應(yīng)采用一點(diǎn)接地方式，即僅有一點(diǎn)和接地網(wǎng)的接地端子相連。

8、耐壓前應(yīng)檢查所需電源容量和試驗(yàn)設(shè)備的容量是否滿足要求。

試驗(yàn)周期

變壓器大修后。

試驗(yàn)中相關(guān)計(jì)算

回路中的電流即被試設(shè)備的電容量可計(jì)算出試驗(yàn)中通過試驗(yàn)變壓器高壓繞組的電流IT(因?yàn)楸辉嚻反蠖嗍请娙菪缘?，所以主要是電容電?

式中

Cx-----被試品電容量，pF；

Uexp---給被試品施加的試驗(yàn)電壓（有效值），kV；

ω------所加電壓的角頻率。

勵(lì)磁變低壓側(cè)電流

式中

ITdy-------為變壓器低壓側(cè)的電流，A；

IT------為變壓器一次側(cè)的電流，A；

N-------為變壓器的變比。

要計(jì)算變壓器的低壓側(cè)電流是否小于符合額定電流。

勵(lì)磁試驗(yàn)變的容量

式中

Uexp--------被試品所加的試驗(yàn)電壓（有效值），kVA；

Cx-----------被試品的電容量，pF；

ω------所加電壓的角頻率。

容升的計(jì)算

式中

Zk%----------試驗(yàn)變壓器的短路阻抗百分?jǐn)?shù)；

Un------------試驗(yàn)變壓器的額定電壓。

補(bǔ)償電感計(jì)算

式中

L-------補(bǔ)償線圈電感，H。

有時(shí)在試驗(yàn)大電容被試品時(shí)試驗(yàn)變壓器容量不夠，可采用補(bǔ)償?shù)姆椒▉頊p小流經(jīng)變壓器高壓繞組的電流，以滿足試驗(yàn)隊(duì)變壓器容量的要求。采用高壓電抗器與被試品并聯(lián)，使流過電抗器的感性電流與流過被試品的容性電流相補(bǔ)償，可減小流過試驗(yàn)變壓器的電流，從而減小試驗(yàn)變壓器的所需容量。這時(shí)變壓器的容量可按上式計(jì)算。