電力變壓器絕緣電阻與吸收比判斷分析

1、電力變壓器絕緣電阻與吸收比判斷分析寧夏紅寺堡揚水管理處摘要：介紹了紅寺堡揚水管理處新圈二泵站主變試驗絕緣電阻測試中吸收比異常的情況，分析了絕緣電阻和吸收比兩個絕緣參數(shù)的意義，提出了應(yīng)用絕緣電阻和吸收比相結(jié)合判斷變壓器絕緣的方法。關(guān)鍵詞：變壓器 絕緣性能 絕緣電阻 吸收比1前言：絕緣電阻測量是電氣設(shè)備尤其是高壓電力設(shè)備絕緣性能測試的最基本手段，正確進(jìn)行絕緣測試和判斷，可以及早發(fā)現(xiàn)和修復(fù)設(shè)備絕緣缺陷，避免絕緣缺陷的擴(kuò)大甚至設(shè)備損壞。近年來電力設(shè)備高電壓大容量產(chǎn)品的廣泛使用，各種絕緣材料和制作工藝的創(chuàng)新，絕緣水平不斷提高，絕緣測試手段和測量儀器的新發(fā)展，利用測試結(jié)果判斷設(shè)備絕緣狀況也變得更具復(fù)雜性，

2、出現(xiàn)了許多新問題，甚至出現(xiàn)判斷結(jié)果與實際絕緣相矛盾的情況。對紅寺堡系統(tǒng)新圈二泵站主變壓器進(jìn)行絕緣測試中，出現(xiàn)了絕緣電阻很大而基本參數(shù)吸收比不合格的現(xiàn)象。2 吸收比異常 其中1#主變壓器實驗時絕緣電阻測試結(jié)果見表1被試設(shè)備1#變壓器S9630/10環(huán)境溫度溫度 170C 濕度 60% 天氣 晴加壓繞組對應(yīng)時間下的絕緣電阻吸收比15秒60秒高壓對地17000 M20000 M1.17低壓對地12000 M15000 M1.25高壓對低壓13000 M15000 M1.15經(jīng)過多次測量，1#主變的吸收比異常，只達(dá)到1.25不能達(dá)到規(guī)程要求，而多次測量的絕緣電阻都很大R60=15000M,查看出廠實驗

3、報告，吸收比同樣小于1.3.為正確判斷該變壓器絕緣是否異常，但是介損實驗、直流耐壓、交流耐壓實驗都正常，對2#主變及新圈一泵站兩臺主變進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象具有普遍性，絕緣電阻較大而吸收比很小或者不合格。反之絕緣電阻絕對值很小時，則吸收比可達(dá)1.3以上，這給判斷絕緣狀況帶來困難，為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象了，有必要對絕緣電阻吸收比的本質(zhì)意義進(jìn)入深入分析，對設(shè)備絕緣作出判斷。3 絕緣電阻 吸收比 1）絕緣電阻 電力設(shè)備的絕緣是由各種絕緣材料構(gòu)成的。通常把作用于電力設(shè)備絕緣上的直流電壓與流過其中穩(wěn)定的體積泄漏電流之比定義為絕緣電阻。顯然，電力設(shè)備的絕緣電阻高表示其絕緣良好，絕緣電阻下降，表示其絕緣已經(jīng)受潮或

4、發(fā)生老化和劣化，所以測量絕緣電阻可以及時發(fā)現(xiàn)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。 2）吸收比對電容量比較大的電力設(shè)備，在用兆歐表測其絕緣電阻時，把絕緣電阻在兩個時間下讀數(shù)的比值，成為吸收比。按規(guī)定吸收比是指60s與15s時絕緣電阻讀數(shù)的比值，它用下式表示：K=R"60/R"15測量吸收比可以判斷變壓器的絕緣是否受潮，這是因為絕緣材料干燥時，泄漏電流成分很小，絕緣電阻由充電電流所決定。在搖到15s時，充電電流仍比較大，于是這時的絕緣電阻R"15就比較??；搖到R"60時，根據(jù)絕緣材料的吸收特性，這時的充電電流已較接近飽和，絕緣電阻R&

5、quot;60就比較大，所以吸收比就比較大。而絕緣受潮時，絕緣電流分量就大大地增加，隨時間變化的充電電流影響就比較少，這時泄漏電流和搖的時間沒有關(guān)系，這樣R"60和R"15就很相近，換言之，吸收比就降低了。這樣，通過所測得的吸收比的數(shù)值，可以初步判斷電力設(shè)備的絕緣受潮。4 絕緣參數(shù)分析 圖1變壓器主絕緣示意圖 圖2 變壓器主絕緣的等值電路 1紙板；2油隙；3紙撐條或墊塊 RP、CP紙板的的等值絕緣電阻和電容量；R0、C0油層的等值絕緣電阻和電容量；R1紙撐條和紙墊塊的等值絕緣電阻在直流電壓作用下，吸收電流為 i=A0+Aet/ (1)絕緣電阻為 （2）式（2）中絕緣電阻穩(wěn)定

6、值為 （3）吸收系數(shù) (4)吸收時間常數(shù) (5)顯然 G=A/A0;R=U/ A0式（2）表達(dá)了絕緣電阻R(t)隨時間增加而增大的吸收過程。也是分析絕緣電阻和吸收比反映絕緣缺陷不確定性的基礎(chǔ)。 由式（2）得可見R60 正比于穩(wěn)定值R，能反映變壓器油紙串聯(lián)的絕緣情況。然而，R60還取決于吸收參數(shù)G和T，這就給判斷絕緣狀況優(yōu)劣帶來復(fù)雜性。 吸收比 (6) 由式（6）看出，G增加導(dǎo)致K增加。吸收系數(shù)G主要取決于介質(zhì)的不均勻度()。由式（4）可知，當(dāng)較大時，G值增大；反之，當(dāng)時，既兩層介質(zhì)均良好或均很差時，G值很小，均使吸收比下降，這也給判斷絕緣優(yōu)劣帶來復(fù)雜性。此外。式（6）還表明，在固定的吸收系數(shù)G

7、值情況下，某一吸收時間常數(shù)T=T0時，吸收比K取得最大值Km。當(dāng)時，T增加導(dǎo)致K下降；當(dāng)T<T0時，T減少導(dǎo)致K也下降。由式（5）知，吸收時間常數(shù)T與RPRO/(RP+R0)成正比。兩層介質(zhì)兩層或其中一層介質(zhì)劣化時RPRO/(RP+R0)小，T小導(dǎo)致K??；但兩層介質(zhì)均良好時RPRO/(RP+R0)大，T大( ),K也小。變壓器絕緣不良時，吸收比K較??；但K小，也可能是絕緣良好的表現(xiàn)，出現(xiàn)絕緣缺陷的不確定性。所以認(rèn)為吸收比不是一個單純的特征數(shù)據(jù)，而是一個易變動的測量值，總結(jié)起來有以下特點。（1）吸收比有隨著變壓器繞組的絕緣電阻值升高而減小的趨勢。（2）絕緣正常情況下，吸收比有隨溫度升高而增大的趨勢。（3）絕緣有局部問題時，吸收比會隨溫度上升而呈下降的現(xiàn)象。當(dāng)絕緣電阻高到一定程度，可以認(rèn)為其絕緣狀況沒有受潮，可以對吸收比不做考核要求，一般為在溫度10°C時，絕緣電阻大于3000 M；另一個辨別受潮與否的經(jīng)驗數(shù)據(jù)是，絕緣受潮的變壓器，R15和R60之差通常在數(shù)十兆以下，且最大值不會超過200 M。4 結(jié)束語