三相变压器局攻试验方法

一．开展变压器局部放电的重要性

1

．

与变压器局部放电有关系的参数主要有两个，一个是施加在变压器绝缘体上电场强度，

第二个是绝缘材料的介电强度。当介电强度

>

电场强度时，是不会发生放电的。但电力设备

在实际运行中，

电场强度不是任何地方都均匀相等的，

绝缘体的介电强度也不是均匀相等的，

当某个地方刚好电场强度偏强，而介电强度偏弱，也即电场强度

>

介电强度时它就很可能产

生局部放电，所以局部放电的原因基本上可归结为两大类：

①电场不均匀

②电介质不均匀。

2

．变压器的绝缘内部也会存在着气隙（气泡）

，

这些气隙通常是在制造过程中形成的，比如电木筒和电木板的各纸层之间，由于真空浸

漆干燥工艺不好，就会在内部形成空腔，从而形成了气隙

3

．电介质不均匀有：

①绝缘体中含有气泡或杂质

②不同固体组合的复合介质

③另外变压器绝缘结构中由于设计或制造上的原因内部有些部位存在针尖状的导体或导

体表面有毛刺则在针尖附近电场集中，

，会使某些区域的电场过于集中，在此电场集中的地

方，就可能使局部绝缘击穿或沿固体绝缘表面放电。

绝缘试验在高压试验中占有非常重要的地位，它直接关系到电力设备的安全运行。

4 .

现有的绝缘试验有很多种，基本上可以归为两类，

①一类是耐压试验：

如交流耐压、直流耐压、

串联谐振耐压，

操作冲击波和雷电冲击波试

验等。

一般耐压试验都属于考核试验，

它只能判断试品的好和坏，

如果试品被击穿并且不是

接头或引线等能修复的，

那么试品基本上也就报废了，

即使试验通过如果设备有缺陷有可能

加剧设备的老化和损坏程度，因此属于破坏性试验。

②另一类是特性试验：如绝缘电阻测试、极化指数，吸收比测试、泄漏电流测试、介质

损耗测试、

变比试验以及局部放电测试。

由于绝缘电阻、

介质损耗和泄漏电流的测试电压一

般偏低，比较难发现一些的存在的异常隐患。

5

．局部放电试验是有着它*的优点的

,

局部放电测试的基本上是绝缘损坏的前期过

程，

而且局部放电电压比耐压试验电压低的多，

因此在试验过程损伤被试物的可能要小得多。

但比常规试验电压要高的多，

并且时间可以长达数小时，

因此它可以有效地发现常规试验发

现不了的初期刚开始出现的一些缺陷，它可以提前告之检修人员有关设备的缺陷与老化程

度，使检修人员及早进行维修或采取相应措施，从而延长设备的使用寿命，防止事故发生。

二．局放放电试验测试

局部放电测试技术有脉冲电流法、超声波法、超高频法、光测法、红外热像、色谱分

析等等。

但目前世界上

90%

的局放仪都是采用脉冲电流法

（

ERA

）

，

因为它是目前灵敏度zui高、

zui成熟的测试手段，也是

IEC

和我国有关标准推荐的测试方法。

局部放电时会产生电、光、热、声等现象，而这些现象都可以检测到局部放电；

1

．脉冲电流法：

脉冲电流法的基本原理：如果将试品接入高压回路，当试品加上高压如果发生局部放电，

试品

C

x

两端将产生一个几乎瞬间的电压

U

1

变化，

试品两端的电压变化在检测回路中形成一

脉冲电流

I

，此时利用耦合电容和检测阻抗可以与试品构成回路，回路中就有一个脉动电流

流过检测阻抗，脉冲电流

I

流经检测阻抗产生的脉冲电压予以采集，放大和显示等处理，就

可测定局部放电视在放电量

q

（皮库

pc

表示）

。

①脉冲电流法主要利用局部放电频频谱中的较低频段部分，一般为数

kHz

至数百

kHz

，

以避免无线电干扰；

而局部放电测试仪一般均配有脉冲峰值表指示脉冲峰值，

并有示波管显

示脉冲大小，个数与相位、一般局放仪放大器增益可以做得很大，

其测试灵敏度相当高，可

用已知电荷量的脉冲注入到试品中进行校正定量，从而可测出放电量

q

。

②实际测试时，

我们采用的是对比法，

首先在试品上加一标准电荷来调节局放仪的灵敏度，

并建立标尺，

然后将实际加压时检测到的试品放电脉冲与标尺进行对比，

从而得出视在放电

量。

2

．

校准的基本原理

①直接校准

将已知电荷量

Q

0

注入试品两端称为直接校准，其目的是直接求得指示系统和以视在放

电量

Q

表征的试品内部放电量之间的定量关系，即求得换算系数

K

。

。

接好整个试验回路，将已知电荷量

Q

0

=

U

0

C

0

注入被试变压器高压线圈对地两端，则指示

系统响应为

L

′。取下校准方波发生器，加电压试验，当试品内部放电时，指示系统响应为

L

。由此则可得换算系数

K

h

为

K

h

=L/L

/



则视在放电量

Q

为

 Q=U

0

C

0

K

h



式中

Q

——视在放电量，

pC

；

U

0

——方波电压幅值，

V

；

C

0

——电容，

pF

；

K

h

——换算系数。

②校准方波发生器每次使用前应检查校准方波发生器电池是否充足电。

③

从

C

0

到

C

X

的引线应尽可能短直，

C

0

与校准方波发生器之间的连线选用同轴电缆，以

免造成校准方波的波形畸变。

3.

当更换被试变压器相位时或变试验回路任一参数时，必须重新校准。

4.

测定回路的背景噪声水平。背景噪声水平应低于试品允许放电量的

50%

，现场试验时，

如以上条件达不到，可以允许有较大干扰，但不得影响测量读数。

5.

在整个试验时间内应连续观察放电波形，并按一定的时间间隔记录放电量

Q

。

，以相对稳

定的zui高重复脉冲为准，偶尔发生的较高的脉冲可忽略，但应作好记录备查。整个试验期

间试品不发生击穿；在

U

2

的第二阶段的

30

（

60

）

min

内，所有测量端子测得的放电量

Q

，连

续地维持在允许的限值内，并无明显地、不断地向允许的限值内增长的趋势，则试品合格。

如果放电量曾超出允许限值，但之后又下降并低于允许的限值，则试验应继续进行，直到

此后

3min

的期间内局部放电量不超过允许的限值，试品才合格。

四．表征变压器局部放电参数

局部放电

：在电场的作用下电气设备中绝缘只有部分区域发生放电现象，而没有贯穿施加

电压的导体之间（尚末击穿）

，这种现象称为局部放电。

主绝缘：

变压器相间的绝缘、绕组之间的绝缘、以及绕组对地绝缘、高压套管对外壳的绝

缘

纵绝缘：

变压器绕组匝间、层间、段间绝缘

全绝缘

：高压、中压、低压绕组间和对油箱、铁心等接地部分的绝缘。

分级绝缘：

降低了中点绝缘水平的变压器叫做分级绝缘变压器（即中性点绝缘水平与线端

不同）

起始放电电压

：

当施加于试品上的试验电压从还末在测量仪器上观察到局部放电

（放电量

刚刚超过局放规定值）

的较低电压遂渐上升，

到刚好到能观察到局部放电信号时的zui低电压

称为局部放电起始放电电压。

熄灭放电电压

：

当施加于试品上的试验电压从开始在测量仪器上观察到局部放电电压

（起

始放电电压）继续上升到较高电压后（一般高

10

℅）

，在将电压缓慢均匀下降到局部放电测

量仪器上观察不到局部放电信号刚好消失时的试验电压称为局部放电熄灭电压

背景噪声：

在局放试验中检测到的不是由试品产生的信号干扰：

是除设备的局放信号以外

的一切信号。

当噪声信号达到对测试产生不良反应的程度时就成为干扰。

测量回路的背景噪

声水平应低于允许放电水平的

50%

。

当试品的允许放电水平为

10PC

或以下时

,

背景噪声水平

可达到允许放电水平的

。

 电晕

：若导体附近的电场强度达到了周围大气的击穿场强，于是就在导体附近出现电晕。

电气设备主要的特征就是在绝缘体表面且周围是气体的，我们则称之为电晕。

电晕的放电脉冲就出现在外加电压负半周的

90

0

相位附近，几乎是对称于

90

0

，出现的放电

脉冲几乎是等幅值、等间隔的，随着电压的提高，放电大小几乎不变，而次数增加，当电压

足够高时，在正半周也会出现少量幅值较大的放电，正负半周波形是极不对称的。

局部放电：

在电场的作用下电气设备中绝缘只有部分区域发生放电现象，

而没有贯穿施加

电压的导体之间（尚末击穿）

，这种现象称为局部放电。

局部放电可以发生在绝缘结构内部气隙、油膜、或导体（电极）边缘电场比较集中的部

位，但在电极之间末形成贯穿性放电通道。

内部放电：

一般来说，如果局部放电是在绝缘体内部发生的，则称之为内部放电

表面放电：

如果局部放电是在绝缘体表面的，我们称之为表面放电。

五．干式变压器试验标准

对于三相干式变压器来说

,

根据

GB1094.11

—

2007

、

22

规定：干式变压器的预加电压相

间要升到

1.8U

n

,

时间为

30s,

试验电压相间

1.3U

n

,

时间为

3min,

局放要求小于

10pc,

U

n

额定电压

U

1

=1.8U

n

U

2

=1.3U

n

U(kV)

U

1

30

秒

3

分

U

2

0

t