变压器工频交流耐压试验方案探究

叶吝雄

（广东先达电业股份有限公司，广东 梅州 514011）

工频交流耐压试验能够全面检验变压器性能，分析变压器绝缘参数、过电压能力等是否满足安全指标，通过多项参数分析确定变压器主绝缘性能，判断其是否符合当前运行环境，为变压器安装和管理奠定了坚实的基础。

工频交流耐压试验主要通过调压器、试验变压器、继电器、测试电路等组成，可以直接将变压器接入到系统中，通过控制装置和调压装置模拟不同工况运行环境，实现变压器绝缘参数的测定。

1 变压器工频交流耐压试验方案

1.1 基本设置

1.1.1 设定电源容量

在变压器工频交流耐压试验开展的过程中首先应明确电源容量参数，确定电源是否能够满足各项试验要求。

一般情况下，当调压器输入侧试验电压（US）达到380 V时，三相变压器对应的电源变压器容量（S）应当满足：S= 3 USIC。

一般情况下，当调压器输入侧试验电压（US）达到220 V时，三相变压器对应的电源变压器容量（S）应当满足：S=3USIC。

式中：IC为被测试变压器绕组对地的电容电流值。

电源接线可以根据电源变压器容量选择，保证载流量超过电源变压器最大电流值即可。与此同时，还要确定电源接线绝缘性能和隔热性能，杜绝由绝缘层材料性能导致的电缆故障。

1.1.2 继电器整定

在变压器工频交流耐压试验操作过程中一旦出现绝缘间隙放电、回路短路等问题，电流互感器和电磁开关互相作用，应第一时间切断保护，确保试验操作的安全性。

在方案设置时应先设置好继电器动作电流值，保证动作电流在被测试变压器绕组对地的电容电流值的1.2～1.5倍左右，其具体操作如表1所示。

表1 继电器整定操作流程

1.1.3 设置回路电阻

一般操作过程中接入变压器的容抗和试验变压器的漏抗串联，很容易出现由串联谐振造成的过电压，导致测试数据不准确，严重时甚至致使变压器损毁。必须根据实际情况合理选择高压回路电阻。

从调查数据显示，工频交流耐压试验中一般会出现3次谐波谐振，此时可以通过低压绕组并联LC串联回路或串联保护电阻Rc实现。根据保护电阻安全性能需求，串联电阻中R1必须在0.1～0.5 Ω/V之间，这样才能够有效避免变压器绕组内部电磁振荡造成的过电压击穿问题。

1.1.4 调整球间隙

球间隙保护能够避免过电压问题，降低工频交流耐压试验中过电压对变压器的破坏性。调整球间隙的过程中应根据实际情况设定基本放电距离。当接入变压器为35 kV且放电间隙电压达到75 kV左右时，通过工作经验并结合多次实验调整后，可选择间距在46 mm的10 cm球间隙作为放电装置。

操作过程中先调整球间隙手柄，逐渐增加球间隙间距，直至手柄刻度尺数值达到46 mm固定。

1.2 试验操作

变压器工频交流耐压试验操作时首先需要对接入变压器进行放气操作，降低内部气体对绝缘性能测试结果的影响。同时试验前应检查变压器各项装置，确定其外壳接地、内部元件等性能良好，均符合检验要求。

接入变压器后，按照试验电流和频率估算值开始现场试验验证。通过调整试验变压器逐步升压，直至变压器上升到指定电压后再逐步降压到0 kV。观察此过程中电流表、电压表等数值，确定其与计算值是否一致，且检查试接入变压器、试验装置等在该过程中是否出现异常。按照上述操作重复进行升压降压过程，对比分析测试变压器绕组对地绝缘电阻值与试验前绝缘电阻值是否一致，若出现较大差异，则接入变压器存在绝缘质量问题。

2 变压器工频交流耐压试验注意事项

2.1 试验操作注意事项

首先，在安装完试验装置后，先不接入变压器直接进行试运行检验。即调整试验变压器电压，直至达到额定试验电压后持续1 min左右，观察各项装置是否存在异常，尤其是保护电阻、过流继电器、球间隙等。确定无误后，方可进行试验操作。

其次，要对试验环境进行严格把握，如试验装置材料性能、夹层绝缘系数、温度湿度参数等。材料性能检查时从接入变压器、测试装置中的绝缘护套、绝缘外层等逐一检验；绝缘夹层系数则应开展耐压试验，检查装置耐压试验前后绝缘电阻下降情况，超过标准范围则表示装置绝缘性能不合格；试验过程中应严格注意工况环境，对装置、设备等进行清洁，避免高温、潮湿、积尘等造成的闪络或短路。

最后，要注意升压过程。工频交流耐压试验升压时应控制升压速度缓慢均匀，一般在3%升压幅度即可。在实际操作时应把握好惯性幅度，确保升压后的数值正好为试验电压。上述过程中可以先进行多次升压停顿，观察停止后增加的电压数据，然后依照上述规律计算最终升压数值，从而避免惯性造成的升压超额。

2.2 故障分析注意事项

根据测试结果可以直接判断变压器的绝缘性能，避免其出现重大绝缘事故。处理过程中应全面把握各项试验参数和测试数据，根据测试中的异响、过流、过压等结果逐一拆检，确定变压器内部装置、接线情况等是否存在问题，尤其是接线触碰、装置松动等，避免出现由其导致的重大安全事故。

如在某12000 kVA变压器测试过程中常规电气试验均无异常，但交流耐压试验中升压到57 kV后变压器出现明显放电，此时拆检后确认内部35 kV中性点套管引线触壁接地，发生明显放电，变压器运行存在安全风险。某120 MVA变压器检验过程中工频交流耐压试验数据显示：高压测试绕组接地电流超过5A，变压器内部存在异常响动。拆检发现变压器导线存在放电痕迹，导线绝缘性能测试显示夹层包装有脱节问题，绝缘性能欠佳。

3 结束语

工频交流耐压试验可以从高压测试结果出发，分析不同加压环境下变压器的实际运行状态，确定其是否存在由装置绝缘性能、内部线路接线等造成的主绝缘异常问题，从根本上改善了变压器安全性能和稳定性能测试效果。在上述试验操作中应严格把握设置方案和操作流程，按照规范及标准合理逐一测试，这样才能够避免高压测试对变压器性能的影响，提升测试的科学性和准确性。