變壓器絕緣電阻、直流電阻試驗及方法

1、電力變壓器試驗（一） 電氣設備試驗的目的：對電氣設備進行試驗，是提高設備健康水平、預防設備損壞、確保安全、滿發(fā)及經(jīng)濟運行的重要措施之一 。 電力設備試驗的種類： 出廠試驗（型式試驗、特殊試驗） 交接試驗： 對于新安裝的電氣設備進行試驗，稱為交接驗收試驗 交接試驗規(guī)程 GB50150-2006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準 預防性試驗： 電力設備預防性試驗是指對經(jīng)過一定時間運行（規(guī)程規(guī)定的試驗周期）電氣設備，不論運行情況如何都要按規(guī)定的試驗項目、試驗周期所進行的定期檢查或試驗。 預防性試驗規(guī)程： 南方電網(wǎng)下屬各單位均應執(zhí)行Q/CSG 114002-2011電力設備預防性試驗規(guī)程 DL /T

2、 5961996 電力設備預防性試驗規(guī)程 變壓器作用： 是一種靜止電器,它通過線圈間的電磁感應,將一種電壓等級的交流電能轉換成同頻率的另一種電壓等級的交流電能。 是電力系統(tǒng)重要的主設備之一。在發(fā)電廠通過升壓變壓器將發(fā)動機電壓升高，由輸電線路將發(fā)電機發(fā)出的電能送到電力系統(tǒng)中；在變電站通過降壓變壓器再將電能送至配電網(wǎng)絡。 改變電壓： 升高電壓的變壓器叫做升壓變壓器，一般用在發(fā)電廠。 降低電壓的變壓器叫做降壓變壓器，一般用在變電站。 一.變壓器繞組連同套管絕緣電阻試驗 二.變壓器繞組直流電阻試驗 三.變壓器直流泄漏電流試驗 一.變壓器繞組連同套管絕緣電阻試驗 （一）為什么要測量變壓器絕緣電阻 絕緣電

3、阻就是指加于試品上的直流電壓與流過試品的泄漏電流之比。 1.測量變壓器的絕緣電阻 變壓器的絕緣 外絕緣 內絕緣：主絕緣、縱絕緣 主絕緣：變壓器相間的絕緣、繞組之間的絕緣、高壓套管引線對外殼（油箱間）的絕緣 縱絕緣：匝間絕緣 能檢查出變壓器絕緣整體受潮，部件表面受潮或臟污以及貫穿性的集中缺陷。 能檢查出瓷件破裂、引線接殼、器身內有銅線搭橋、絕緣部件破裂，鐵芯有否接地現(xiàn)象、半貫穿性或金屬性短路等 兆歐表選擇 額定電壓為1000V及以上的繞組，用2500V測量，其量程一般不低于10000M,對額定電壓為1000V以下的繞組，用1000V或2500V兆歐表測量。 （二）怎樣測量絕緣電阻 1.滿足試驗條

4、件 靜止時間 油溫低于50時測量 2.測量要求 被測繞組各引線端應短路，其余非被測繞組都短路接地。 3.試驗時注意事項 瓷套管清掃干凈 在潮濕或污染地區(qū)和有干擾測量時應盡量使用 屏蔽線 記錄當時的變壓器的油溫及環(huán)溫 試驗結束后，應將測量部位與地線相連進行放電，將變壓器的被試繞組上殘余電荷放盡，防止觸電。 4.試驗設備（兆歐表） （1）兆歐表可使用手動及電動兩種，電動兆歐表檔位可有多檔。 （2）兆歐表的屏蔽端子直接與電源的負極相連，如果將試品的表面接到屏蔽端子，泄漏電流直接從屏蔽端子流回電源，而不進過測量回路。減少測量誤差。 （3）兆歐表輸出的電壓是脈動的直流電壓。 （4）兆歐表指針不到，主要原

5、因 測試線外部絕緣老化或絕緣不好，人用手拿絕緣線時如絕緣線絕緣不良這時指針指不到 兆歐表外殼直接放在地上， 轉速太慢或不均勻（手動兆歐表） （ 5）變壓器繞組絕緣電阻測量兆歐表所測值很快達到無窮大，可能是兆歐表引線或內部開路 5.正確操作兆歐表 將兆歐表水平放穩(wěn)，（手動兆歐表在低速旋轉時）用導線瞬時短接“L”和“E”端子， 將兆歐表“L”端測量線懸空，兆歐表轉速達額定轉速時（手動兆歐表），（電動兆歐表按測量?。┢渲羔槕?，然后將“L”端測量線搭在變壓器被試部位 將被試變壓器的各繞組的所有引出端子分別用導線短接，首先將其余繞組、鐵心、夾件可靠接地與兆歐表的“E”端連接，然后將兆歐表的“L”端連接

6、被試繞組。 測量結束后，應先取下測量線，然后再停止兆歐表，以免反充電損壞兆歐表。 6.測試過程中兆歐表對絕緣電阻的影響 兆歐表的指針來回擺動，主要原因可能是電動兆歐表使用交流電源不穩(wěn)（如附近有電焊或大功率用電設備），這時直流電壓脈動系數(shù)比較大，指針擺動大很不容易穩(wěn)定下來，可讀平均值。 指針周期性擺動，回路中存在反充電因素（如設備絕緣不良）絕緣有間斷性恢復也會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。 指針朝反方向偏轉，被試設備上沒有放凈電荷經(jīng)兆歐表放電所致，（如兆歐表突然斷電） （三）怎樣判斷絕緣電阻結果 1.試驗周期（1）交接時（2） Q/CSG 114002-2011電力設備預防性試驗規(guī)程規(guī)定： 110kV及以下：6

7、年；220kV、500kV：3年 大修后 必要時（3）GB50150電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗規(guī)程規(guī)定： 變壓器電壓等級為35kV及以上且容量在4000kVA及以上時應測量吸收比，吸收比與產(chǎn)品出廠值相比應無明顯差別。在常溫下不低于1.3，當R60大于3000M時，吸收比可不作考核。 變壓器電壓等級為220kV及以上且容量在12000kVA及以上時變壓器時，宜用5000V兆歐表測量極化指數(shù)，測得值與產(chǎn)品出廠值相比應無明顯差別，在常溫下不低于1.3，當R60大于10000M時極化指數(shù)可不作考核。 2.試驗結果和判斷 預防性試驗絕緣電阻值（R60）一般不低于上次測量值70%（同一油溫）。（參考

8、） （1）絕緣電阻滿足試驗標準要求，合格。 （2）吸收比、極化指數(shù) 吸收比：60s的絕緣電阻與15s的絕緣電阻之比. 極化指數(shù)：600s的絕緣電阻與60s的絕緣電阻之比。 35kV及以上變壓器應測量吸收比，吸收比在常溫下不低于1.3；吸收比偏低時可測量極化指數(shù)，應不低于1.5 絕緣電阻大于10000 M時，吸收比不低于1.1或極化指數(shù)不低于1.3 （3）絕緣電阻低 絕緣電阻R60小于300 M，吸收比不合格，可認為絕緣受潮或有貫穿性缺陷。 絕緣電阻低，而且R60與R15之差通常在數(shù)十兆歐以下，最大不會超過100M，可認為絕緣有受潮可能，還可結合其它項目綜合分析 (4)判斷絕緣電阻及影響測量結果

9、原因 絕緣電阻值不宜小于500 M，小于500 M，一定要引起注意，連同微水，油的介損值綜合判斷變壓器是否能繼續(xù)投入運行。 若測得的絕緣電阻值過低，應進行分解試驗，找出絕緣電阻最低的部份。 吸收比隨著變壓器繞組絕緣電阻值升高而減小。 絕緣電阻低與吸收比關系 容量不同而不同 吸收比與變壓器油溫的關系 一般情況下，變壓器的吸收比隨溫度的增加而不變 （四）測量結果的影響因素 （1）臟污 （2）天氣、溫度、濕度影響 （3）儀表影響 （4）周圍環(huán)境及接地影響 （5）引線影響 （6）容量不同 （7）電容耦合和磁耦合 （8）殘余電荷 （五）變壓器的絕緣電阻下降的原因 運輸原因 安裝及吊罩 受潮 變壓器油原因

10、 誤判斷 （六）案例（六）案例 案例1：變壓器鐵芯接地斷線時，絕緣電阻會明顯上升，吸收比會下降。 如有一臺變壓器高對低、地絕緣電阻在正常時為1500/1100 M，吸收比為1.36,斷線時絕緣電阻增加為12000/10400 M，吸收比降為1.15；低對高、地絕緣電阻在正常時為1350/1050 M，吸收比為1.29。斷線時絕緣電阻增加為11000/9800 M，吸收比降為1.12；主要原因為原來鐵芯接地，高壓對低壓和地的電容因為低壓及鐵芯接地所以測量的其實就是高壓對所有對地部份的絕緣電阻，如果鐵芯接地線斷開，這時高壓對地的電容變?yōu)楦邏簩﹁F芯和鐵芯對低壓、地串聯(lián)等值電容。所以絕緣電阻突然增加也

11、要查找原因才行。 案例2：漫灣電廠廠用變高壓吸收比為1.1,但低壓吸收比為2.53,高壓極化系數(shù)為1。 由于高低壓吸收比一個合格，一個不合格，原因就不是油的問題，很可能原因在高壓方面。 高壓套管引線有開裂。 二.變壓器繞組直流電阻試驗 （一）測量變壓器直流電阻目的 檢查繞組內部導線和引線的焊接質量。 檢查分接開關，各個位置接觸是否良好。 檢查繞組或引出線有無折斷處。 檢查并聯(lián)支路的正確性，是否存在由幾條并聯(lián)導線繞成的，繞組發(fā)生一處或幾處斷線的情況。 檢查變壓器繞組局部匝間、層間、段間有無短路現(xiàn)象或內部斷線。 引線與套管的接觸是否良好等。 多股并列導線的繞組是否有斷股等情況。 （二）試驗方法 使

12、用快速測試儀測試，測試時要注意測試數(shù)值要保持不變才能認為測試完畢。 測試完畢后一定要先放電（測試儀本身有這個功能），防止人身觸電以及反充電損壞測試儀。 無勵磁分接開關在改變分接位置后，必須測量使用分接的直流電阻和變比，合格后方可投運。 電阻誤差計算公式：%=Rmax-Rmin/Rp100% %-相或線電阻之間的誤差百分數(shù) Rmax-相或線電阻之間的最大值 Rmin-相或線電阻之間的最小值 Rp-三相相或線電阻之間的平均值 （三）試驗標準 （1）GB50150電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準規(guī)定： 1600kVA及以下容量等級三相變壓器，各相測得的相互差值應小于平均值的4%，線間測得值的相互

13、差值應小于平均值的2%，1600kVA以上三相變壓器，各相測得的相互差值應小于平均值的2%，線間測得值的相互差值應小于平均值的1%，與以前相同部位測得值比較，其變化不應大于2% （2） Q/CSG 114002-2011電力設備預防性試驗規(guī)程規(guī)定：（同交接） （3）試驗周期 110kV及以下：6年；220kV、500kV：3年 大修后 無載分接開關變換分接位置 有載分接開關檢修后 必要 時 （四）影響變壓器直流電阻測試的一些因素 對變壓器繞組直流電阻的測得值有影響的是變壓器上層油溫及繞組溫度。 測量時非被試繞組要開路。 分接開關接觸不良 測量線夾得位置不當 （五）測量中注意事項 影響直流電阻測

14、量準確度的因素很多，如測量表計的準確度等級、接線的方法、電流穩(wěn)定情況等均會影響測量的準確度， 測試時應注意以下方面 測量儀表的準確度應不小于0.5級 導線與儀表及測試繞組端子的連接必須良好，電流引線必須接在被測繞組的外側，電壓接線必須接在被測繞組的內側。 準確記錄被試繞組的溫度（浸油設備記錄變壓器油的溫度） （六）試驗結果判斷 有載調壓變壓器應在所有分接頭上測量直流電阻，無載調壓變壓器大修后應在各側繞組的所有分接頭位置上測量直流電阻，預防性試驗一般只在運行檔進行測量，運行中更換分接頭位置后，必須重新測量直流電阻。 1.三相電阻不平衡的分析 變壓器套管中導電桿和內部引線接觸不良 焊接不良，由于引

15、線和繞組焊接質量不良造成接觸處電阻偏大，或多股并繞繞組的一股或幾股沒有焊上或斷股引起電阻偏大。 分接開關接觸不良，如接頭燒傷、分接開關內部不清潔、電鍍層脫落、彈簧壓力不夠等造成個別分接頭的電阻偏大三相電阻不平衡 變壓器線圈本身問題。 電阻相間差在出廠時就已超過規(guī)定。制造廠已說明了這種偏差的原因，則與以前相同部位測得值比較，其變化不應大于2% 2.錯誤的測量接線及試驗方法。 充電時間不夠，電流未穩(wěn)定時即讀取測量值， 導線夾得不當，使接觸電阻增大。 測量接線與變壓器接頭連接位置不對，即測量時電壓引線在電流引線的外側或與電流引線同一位置，致使接觸處電阻也包括在測量值之內 測量某一繞組時，未將其他繞組

16、與接地體斷開，或其他繞組在短接在，造成充電不穩(wěn)定。 （七）案例 案例1：一臺某110kV變壓器低壓線圈不平衡系數(shù)超標，與原來相比有一相電阻比原來大了，可判斷是否斷股，例0.03058增加到0.03336,增加了0.00278,查圖紙為12股，經(jīng)過計算斷了一股。 三.變壓器直流泄漏電流試驗 （一）測量泄漏電流 測量直流泄漏時應依次測量電氣設備各端對地和其他部分間直流泄漏值。被測端各引線端應短路并接在加壓側，其余非被測端都短路接地。由于負極性直流電壓下對絕緣的考核更嚴格，應采用負極性電壓。 1.試驗電壓高，可隨意調節(jié)。根據(jù)被試品不同的電壓等級施以相應的直流試驗電壓 2.泄漏電流可由微安表隨時監(jiān)視，

17、靈敏度高，測量重復性也好。 3.根據(jù)泄漏電流測量值可以換算出絕緣電阻值。（兆歐表由于在絕緣電阻值較小時其內阻壓降使“線路”端子上的電壓顯著下降，算不出準確泄漏電流值，絕緣電阻表輸出電壓與被試品絕緣電阻值大小有關，不一定是絕緣電阻表銘牌標準電壓） 4.泄漏電流試驗時可以作出泄漏電流與加壓時間的關系曲線和泄漏電流與所加電壓關系曲線，通過這些曲線可以判斷絕緣狀況。 5.將直流電壓加到絕緣體上，其泄漏電流是不衰減的在加壓到一定時間以后，微安表的讀數(shù)就等于泄漏電流值。絕緣良好時，泄漏電流和電壓的關系幾乎呈一直線，且上升較小。繞組額定電壓（kV）3615203566330500直流試驗電壓（kV）5102

18、04060（二）試驗標準測量泄漏時外加試驗電壓標準 （三）微安表的接線方式有三種： 1.串接在試品的高電位端 微安表接在高壓側的優(yōu)點：不受高壓對地雜散電流的影響，測量比較準確。 微安表接在高壓側的缺點：微安表至試品的引線需要屏蔽線，讀數(shù)和切換量程不方便. 2. 串接在直流試驗裝置輸出側的低電位端。 （四）操作時注意事項 1.按接線圖接好線，并由專人認真檢查接線和儀器設備，當確認無誤時方可通電及升壓 2.在升壓過程中，應密切監(jiān)視被試設備，試驗回路及有關表計，微安表的讀數(shù)應該在升壓過程中，按規(guī)定分階段進行，且需要有一定的停留時間，以避開吸收電流影響 3.在測量過程中，若有擊穿、閃絡等異?，F(xiàn)象發(fā)生，

19、應馬上降壓，以斷開電源，并查明原因，詳細記錄，待妥善處理后再繼續(xù)測量。 4.試驗完畢。降壓、斷開電源后，均應對被試設備進行充分放電，放電前將微安表短接，并先通過有高阻電阻的放電棒放電，然后直接接地。 （五）影響變壓器直流泄漏的一些因素 1.測量如果在低壓讀數(shù)（沒有高壓表）即使將測量線懸空，低壓表讀數(shù)仍然很大，有時還比沒有接上線的還大。 2.測量線靠近接地體，雜散電流通過低壓表 3.測量線絕緣不良，也會引起電流過大. 4.高壓A表本身問題，引起讀數(shù)過大。 5.套管臟污或潮濕，電流也會過大。 6.直流設備末接地，使高壓A表幾乎讀不出數(shù) 7.非被試繞組末接地，A表電流小。 8.微安表要接在高壓側，測量線過長最好加屏蔽。 （六）對試驗結果分析判斷 1.相互比較，同一設備歷次數(shù)據(jù)比較，同類設備比較（換算到同一溫度） 2.泄漏電流不隨加壓時間延長而增加（否則可能存在一定的絕緣缺陷） 3.泄漏電流隨外加電壓變化的曲線關系進行判斷，一條直線好，電壓上升時泄漏電流上升更快存在缺陷。 4.A表指示猛增，電壓表下降，表示擊穿。 5.與歷年的測量結果相比，當年的測量值不應