高压试验中变压器试验问题及故障处理方法研究

梁鹏杰

（广东电网有限责任公司茂名供电局，广东 茂名 525000）

0 引 言

随着我国现代科技的不断发展，人们对变压器绝缘性能进行监测的技术手段越来越多。在进行技术应用时，主要使用介质损失角、全绝缘吸收比以及直流电阻等测试技术。这些技术在应用时具备一定的效果，但是因为测试人员经常会忽略试验过程中的细节，导致测试结果不够精确，无法真实反应设备绝缘性能的优劣，最终影响对设备状态的判断。因此，相关人员在进行试验时，必须做好细节的管控。

1 高压试验中影响变压器试验结果的因素

变压器高压试验主要涉及绝缘电阻、高压耐压以及空载变压等试验内容，作用在于帮助发现并解决变压器故障，保障设备安全运行。

1.1 套管洁净度对介损的影响

变压器套管介损常被用于套管绝缘优劣的判断。为尽可能排除外界干扰，通常选用正接法加以测量，但在试验过程中普遍存在介损测量值超标的问题。造成这一现象的原因除了与测量仪器精度不够、抗干扰能力有限等因素有关外，更大程度上与套管自身有关。现场试验表明，套管伞裙潮湿、脏污等会导致介损明显偏大甚至超出管理值，对试验人员判断造成干扰。通常，进行清洁后介损值会显著降低。由此可以看出，套管伞裙洁净度对介损的影响不容忽视。

1.2 环境温湿度对绝缘电阻的影响

绝缘电阻试验是变压器高压试验的重要内容，也是问题频发的一个环节。其中，温度与湿度的不良影响最常见，这是因为变压器绝缘体对温湿度十分敏感。特别是环境温度，温度的变化会引起离子的运动速度变化，进而引起绝缘电阻值的降低或升高。一般情况下，如果其他试验条件不变仅有环境温度在不断升高，则会加快绝缘内部离子、分子等的运动，且温度越高运动越剧烈，如此变压器绝缘电阻值随着绝缘电阻极化效果的增大而降低，期间绝缘体中的杂质也会随之溶解，从而进一步降低电阻值[1]。如果环境温度在常温下绝缘体表面会有凝结物的生成，加之表面污浊会降低变压器绝缘阻值，显然温度无论高低对变压器绝缘电阻试验都有不良影响。当环境湿度过大时，绝缘层中的水分会受到电场效应的影响而携带正电荷。若变压器此时为正极性电压水分子，则会因排斥作用向绝缘表层靠拢，导致绝缘体受潮并降低绝缘阻值；反之，水分子会逐渐靠近变压器影响泄漏电流的测量。因此，在变压器高压试验过程中必须严格控制环境温度与湿度。

1.3 其他影响

除了这些问题外，变压器高压试验还会受到其他因素的干扰，如电磁干扰，因为变电站是电场、磁场、操作冲击、雷电冲击以及各种放电现象的集合，构成的电磁环境复杂而恶劣，会影响变压器的试验过程和结果。同时，之所以强调严禁在雷雨天气下开展电气试验，一是因为变压器会受到雨水侵蚀变潮影响绝缘效果，并干扰渗漏电流的测量结果；二是因为雷电冲击波幅值很大，绕组首端线匝之间电压会瞬间升高甚至造成绝缘击穿，既影响雷电冲击电压试验，又可能损坏变压器。

2 高压试验中变压器试验问题及故障处理方法

2.1 绕组变形试验异常及其处理

变压器发生近区短路时往往伴随着巨大的短路电流和电动力，引发绕组变形等机械损伤，进而造成局部放电、匝间短路、绝缘损坏等，对变压器具有较强的破坏力。在严重情况下，经绕组变形测试仪测试后通常会发现绕组波形与出厂波形存在较大差异。究其原因，可能与绕组设计制作有关，如材料强度不足、缠绕不紧、加压不均以及干燥不够等，也可能与运行有关，如出口短路频繁相互干扰或期间发生倾斜、碰撞等[2]。对于此类问题可以采取如下措施：（1）提升绕组的承受能力，即选用的绕组需满足加压均匀、缠绕紧致、同心度偏差处于允许范围内等质量要求，并严格进行抗短路、绝缘性等性能检验，保证达标后方可使用；（2）注意保持垫片充分干燥，遵守操作规程，尽可能地减少绕组变形和变压器短路风险。

2.2 油位异常及其处理

变压器油位异常的危害不容小觑。当其油面低至一定程度时，可能会导致轻瓦斯保护发生误动作；当缺油状态严重时，易降低绝缘性甚至出现绝缘击穿事故；当缺油且停用时，则会暴露绕组，使之受潮而降低绝缘水平。因此，对于变压器油位异常情况，要结合故障表现判明原因，并采取适当的处理措施。

如果变压器油位异常由密封圈所致且不太严重，紧固螺丝不再漏油即可；反之，需要更换耐油耐高温的密封垫，并对其进行老化试验判断和变压器油是否相容判断，以此获得良好的密封性。若为油管老化所致且不太严重，可用高分子材料等技术进行专业的修复；反之，则要更换密封良好、稳定耐用的油管。如果油位异常与套管内漏有关，需要视具体部位采取措施。对于焊接处漏油，应先确定渗漏点，待清洗后明确源头，配以水油兼容性补剂密封与固化；对于铸铁件裂纹渗漏，应在漏点位置用手锤铆死或打入铅丝，随后清洗、修补用钛钢胶密封等。如果变压器油位异常与表计卡涩有关，应规范安装操作，保证油位计指针、连杆动作灵活顺畅，以防出现假油位[3]。

2.3 升压速度及其控制

变压器的运行状态并不是一成不变的，而是需要通过升压来实现，且理想状态下升压速度对变压器无影响。在试验过程中发现，升压速度会影响变压器的泄漏电流。如果为大型变压器，经微安表测量的泄漏电流值会有更大的误差。确切地说，升压速度影响的是变压器电流分量的吸收能力。当升压速度较慢时，吸收时间较长，吸收电流衰减至零的时间相对充分，此时泄漏电流读值较为真实；当升压速度过快时，则相当于增加了电源频率，使得偶极子转向受阻变大、吸收电流衰减时间较长，此时泄漏电流读值为其与吸收电流分量的和。因此，进行泄漏电流试验时应掌握相应的测量技巧，合理控制加压速度和时间，保证变压器升压处相对匀速的状态，切忌快速升压，按照规定读取1 min 后的电流值，以此提高泄漏电流测量的准确性。

2.4 直流电阻异常及其处理

如果在变压器直流电阻测试中出现三相不平衡率超标的问题，可重新接线对其中的任意两相测试作对比，判断是否与测试线有关。同时，考虑充电时间是否足够，排除人机误差后，检查套管引出线与将军帽是否连接氧化不牢，随后根据实际情况解决问题。如果测试结果与以往数据偏差较大，可开展分接开关试验，并检查是否为焊接不良所致[4]。如果任意两相直流电阻突变无规律，原因多为分接开关脏污或存在油膜等。此时，可来回多次切换分接开关，并妥善加以清理解决问题。如果某相数据小于历史数据，除了仪器与人为原因，便是匝间短路造成的，只需进一步检查解决问题即可。

2.5 变压器油测试异常及其处理

对于变压器油色谱异常如氢气、烃类气体超标等，可经特征气体法、三比值法等判断故障原因。若为套管绝缘纸受潮等引起的局部放电，可予以重新更换，进行局部放电试验合格后投入使用。因变压器油微水超标存在大大降低绝缘性的危害，可能与温度、湿度因素有关，也可能是在运输、贮存、使用等过程中形成的。除了合理控制环境温度、湿度外，应查明变压器有无渗漏油的部位，必要时可进行气密性试验加以验证，同时使用加热滤油方法去除油中的水分和杂质；对于变压器油耐压异常，可能与油质老化、介损角高、混油存在浮杂质以及潮气侵入等有关，应根据实际情况分析，可使用油再生处理方法进行滤油，必要时应对绝缘油进行整体更换。

3 结 论

在开展变压器的高压试验时会遇到各种各样的试验问题和故障，要想有效处理这些问题和故障，需深入分析原因，制定针对性的解决措施。在电力系统中，变压器的运行质量将直接影响整个系统的运行安全。因此，企业应当定期对变压器开展预防性试验以掌握其状态，同时对发现的问题立即制定整改措施，防止因处理不及时导致扩大损失，必要时可应用在线监测手段实时监测变压器状态，以减少变压器停电带来的影响。