高压试验中变压器试验与故障处理

2014-12-24戴泓义

山东工业技术 2014年21期

关键词：线圈绝缘电阻

戴泓义

（国网福建漳浦县供电公司,福建漳州 363200）

0 引言

变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的一种装置，在电力系统中担负着升降电压、安全隔离、匹配阻抗等重任。如果变压器出现问题，则电压和电流无法控制，极有可能会出现短路、停电等故障，甚至烧毁设备，威胁到人身安全。

1 关于变压器高压试验的目的和内容

随着用电量的增加，以及对电能质量要求的提高，管理工作愈发困难，变压器很容易出现各种故障。究其原因，绝缘缺陷占了很大比重。在解决绝缘问题的一系列措施中，高压试验无疑有着广泛应用，既能对设备的绝缘性能加以检测，又可维护变压器的稳定。开展实验时，用超过变压器额定电压的电压代替其内部的过电压，以便更好地检测绝缘性能。潮湿环境对绝缘的削弱、绕组松动等情况都能在试验中及时发现，进而采取相应的防范措施。

变压器高压试验的基本内容如下：（1）绕组和套管的绝缘电阻、极化指数、吸收比，以及直流泄漏电流、直流电阻和介质损耗正切值；（2）绝缘油试验，噪音检测；（3）变压器三相接线组别和单相变压器引出线的极性；（4）有载调压切换装置所处状态，和全部分接头的电压比；（5）变压器绕组变形试验，以及绕组和套管长时感应电压试验带局部放电试验；（6）铁芯及其紧固件的绝缘电阻；（7）额定电压下的冲击合闸；（8）非纯瓷套管的试验。

2 变压器高压试验中的影响因素分析

2.1 电压极性和升压速度对泄漏电流的影响

首先要讨论电压极性。一般而言，变压器绝缘受潮源自于外皮，绝缘层内的水分显示的是正电荷。若电压为正极，则水分子会被排出，以至于绝缘层内部的水分逐渐减少，相应的泄漏电流也随之减小；若电压为负极，则水分子会被吸引到变压器内，渗漏电流随着绝缘层中水分的增加而增大。不过应注意的是，电压极性并非对所有变压器都有明显的影响，例如新的变压器。这主要是因为新变压器还未投入使用，绝缘层也不会很快受潮，含水量较少，电流泄漏不明显，所以此时不管电压极性是正还是负，测得的泄漏电流结果都没有太大差距。

其次讨论的是升压速度。一般而言，升压速度和泄漏电流之间并没有太大联系，但用微安表测量时，实测值和泄漏电流往往会出现较大的差距，这是微量吸收电流在内的合成电流，不能真实反应泄漏电流值。以至于升压速度便会对泄漏电流产生一定的影响，比如大容量的变压器，吸收能力较强，影响也相对较明显。因此，要想测量渗漏电流的真实值，就需要采取一些特殊的方法，要具备足够的耐心，才会测到比较准确的数据。根据相关规定得知，在对泄漏电流进行测试时，升压速度应该按照规定进行操作，在40%试验电压时，对升压速度不做任何规定，但是其余的 60%试验电压升压速度应该为每秒3%，这样对实际值的影响较小。

2.2 温度对绝缘电阻的影响

绝缘电阻对温度的变化都敏感，通常随着温度的升高而减小。微观层面的分析上，科学家们给出了解释，一方面，一定环境条件下，温度升高会加速绝缘介质中离子和分子的运动，从而使绝缘电阻降低。另一方面，温度的不断升高，会促使绝缘层中的水溶解掉电阻中含有的杂质，进而使绝缘电阻值的下降速度加快。绝缘电阻的表面杂物的多少与绝缘电阻阻值的下降程度成正比。由此可得出，变压器的绝缘吸收比是受温度影响的。正常情况下，温度越高，受潮的绝缘的吸收比便会降低；而干燥的绝缘的吸收比则恰恰相反，但当温度在30℃——40℃时，吸收比会达到极限，然后会开始下降。

3 实例分析变压器的故障及其处理

3.1 故障现象

A地一变电站中的某项仪器设备在2012年4月份发生故障，控制箱高压指示仪表指示不正常，返厂修理后恢复正常。2012年10月份再次出现相同的现象，初步检查后发现，所有线路都没有错误，电压表和自耦调压器二次输出也十分正常。为此，检修人员对其故障原因做了进一步分析。

3.2 原因查找

因为控制箱内的回路升压及输入输出都没有问题，测试连接导线也处于正常状态，所以极有可能是高压试验变压器故障引起的。高压试验变压器包括高压输出、原边和专用三个铜芯线圈。正常工作情况下，接通控制箱内的电压回路后，经自耦调节器调节，变压器的高压输出线圈的匝数要远超过原边线圈，但两者的比例关系保持不变，可正常读取升压值。拆开变压器，发现两者都没有出现任何问题，但专用线圈温度明显过高，应该是其烧毁之后引起的故障。仪表专用线圈芯线的截面积只有0.4mm2，难以承载较大的负荷，所以在电压升高、泄漏电流增加时，线圈很容易被过高的温度烧坏。这两次发生的故障应该都源于此。因为导线是在出厂前就确定的，导致第一次修理并没有彻底解决问题。

3.3 故障处理

故障原因已查清楚，是仪表专用线圈烧毁所致，所以最好的解决措施就是更换新的线圈。仪表线圈、高压输出线圈和原边线圈是自铁芯依次向外的排列顺序。先小心拆开铁芯硅钢片，按照顺序将外面的原边线圈和高压输出线圈相继取下，放在准备好的干净白布中保管好，以免蒙有灰尘，或被其他杂物影响。之后仔细测量仪表线圈的匝数及其他信息，并摘除已烧坏的线圈。换用的是0.6mm2的漆包线，负载承受能力比之前要强很多，按照原来的匝数和尺寸绕制。完成后再浸入漆中，直至干燥，漆不会剥落，才能安装。