1電力變壓器是電力系統(tǒng)最主要的電力設(shè)備之一，是傳遞電能的電器。主變絕緣電阻的測(cè)試是變壓器交接試驗(yàn)和例行試驗(yàn)的重要項(xiàng)目之一，測(cè)量繞組的絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)，能有效地檢查出變壓器絕緣整體受潮，部件表面受潮臟污，以及貫穿性的集中性缺陷，如瓷瓶破裂、引線接殼、器身內(nèi)有金屬接地等缺陷。經(jīng)驗(yàn)表明，變壓器的絕緣在干燥前后，其絕緣電阻的變化倍數(shù)比tan δ的大得多，故在變壓器在干燥的過(guò)程中，可以通過(guò)測(cè)量絕緣電阻和吸收比來(lái)了解設(shè)備的絕緣情況。

2影響絕緣電阻的因素及應(yīng)對(duì)措施

利用兆歐表能方便有效地檢測(cè)出變壓器絕緣的貫通性集中缺陷和受潮等分布式缺陷。然而在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中，周圍電磁場(chǎng)干擾、測(cè)量時(shí)間、環(huán)境溫度、測(cè)量電壓、環(huán)境濕度、接線方法、絕緣油性能等都將影響絕緣電阻的測(cè)試結(jié)果。在試驗(yàn)中忽視一些小問(wèn)題，可能會(huì)做出錯(cuò)誤的判據(jù)，給檢修工作帶來(lái)不必要的麻煩。特別是變壓器這類大型設(shè)備，在通過(guò)絕緣電阻來(lái)判斷其絕緣狀態(tài)時(shí)，應(yīng)該同時(shí)測(cè)量其吸收比和極化指數(shù)來(lái)作為輔助判據(jù)。

2.1外界干擾

對(duì)周圍有帶電運(yùn)行設(shè)備的變壓器進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，變壓器與帶電設(shè)備之間的電容耦合使主變帶有一定電壓等級(jí)的感應(yīng)電壓，測(cè)量回路中形成干擾電流，干擾電流可能會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)失真，或顯示數(shù)據(jù)不穩(wěn)，無(wú)法得到準(zhǔn)確的絕緣電阻值。在實(shí)際試驗(yàn)中，對(duì)大型變壓器等電容量大的設(shè)備進(jìn)行測(cè)試時(shí)，雖采用抗干擾能力強(qiáng)的測(cè)試設(shè)備，使外界干擾對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)影響較小，但仍不能忽視。

為了正確測(cè)量干擾環(huán)境下的絕緣電阻，可采用以下4種方法：

1遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量;

2采用高電壓級(jí)的兆歐表進(jìn)行測(cè)量;

3選用抗干擾能力強(qiáng)的兆歐表;

4利用整流設(shè)備，根據(jù)外加電壓和泄漏電流計(jì)算絕緣電阻。

2.2溫度變化

電力設(shè)備的絕緣電阻隨溫度的變化而變化。當(dāng)溫度升高時(shí)，絕緣介質(zhì)內(nèi)部離子運(yùn)動(dòng)加劇，其內(nèi)部水分、雜質(zhì)、鹽分等物質(zhì)呈擴(kuò)散趨勢(shì)，使電導(dǎo)增加，造成絕緣電阻降低。對(duì)于大型變壓器，要記錄環(huán)境溫度和變壓器本體油溫，并進(jìn)行換算，才能保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性。

當(dāng)溫度增加時(shí)，絕緣電阻將按指數(shù)規(guī)律下降，它們的關(guān)系為

當(dāng)試設(shè)備溫度低于周圍空氣的 “露點(diǎn)” 溫度時(shí)，潮氣將在絕緣表面結(jié)露，形成水膜，降低了絕緣電阻，增加了表面泄漏。

2.3濕度和電力設(shè)備表面臟污

電力設(shè)備周圍環(huán)境濕度的變化及空氣污染造成的表面污穢對(duì)絕緣電阻的影響很大。當(dāng)絕緣材料受潮時(shí)，其表面吸附一些水分，使表面電導(dǎo)率增加，其體積電阻和表面電阻都顯著地減少，介質(zhì)損耗增大，耐壓強(qiáng)度降低。絕緣材料的受潮程度與周圍空氣的相對(duì)濕度及溫度有關(guān)，相對(duì)濕度愈大，溫度愈低，材料本身的受潮程度也愈大，絕緣電阻大大地降低。

試驗(yàn)時(shí)，若濕度較大，應(yīng)將被試品表面屏蔽;若設(shè)備表面臟污，應(yīng)用干燥清潔柔軟的布將被試品擦拭干凈。

2.4測(cè)試時(shí)間

對(duì)于大容量的電力設(shè)備，應(yīng)測(cè)量其吸收比和極化指數(shù)，來(lái)輔助判斷其絕緣情況。當(dāng)大容量的設(shè)備絕緣受潮時(shí)，泄漏電流分量會(huì)增加，設(shè)備輸出電流隨時(shí)間變化就比較小，這時(shí)泄漏電流和加壓時(shí)間沒有關(guān)系，吸收比很接近1，致使時(shí)間的誤差直接影響到測(cè)試結(jié)果。絕緣電阻隨加壓時(shí)間的延長(zhǎng)而變大，可能使試驗(yàn)結(jié)論截然不同。

2.5剩余電荷

電力設(shè)備退行后，可能會(huì)遺留一部分殘余電荷，致使絕緣電阻偏大或偏小。當(dāng)殘余電荷的極性與與兆歐表的極性相同時(shí)，測(cè)得的絕緣電阻值比真實(shí)值增大，原因在于同性排斥，使兆歐表的輸出電荷減少，極性相反時(shí)，兆歐表的輸出電荷有一部分去中和殘余電荷。故測(cè)量前后均應(yīng)將實(shí)測(cè)繞組與外殼短路充分放電，放電時(shí)間應(yīng)不少于2min。

2.6測(cè)量順序

變壓器的絕緣電阻需多次反復(fù)的測(cè)量，測(cè)試過(guò)程中使測(cè)量繞組、繞組間的分布電容均被充電，當(dāng)按不同的順序測(cè)量各繞組絕緣電阻時(shí)，繞組間電容發(fā)生重新充電，對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響，導(dǎo)致附加誤差產(chǎn)生。為消除此影響，要求測(cè)量必須有一定的順序，且一經(jīng)確定，每次試驗(yàn)均應(yīng)按此順序進(jìn)行。這樣，便于對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。

2.7兆歐表與被試品的連線絞接或接地

若兆歐表與被試品的連線絞接或接地，測(cè)出的絕緣電阻是兆歐表接線端與接地端兩根引線間的絕緣電阻。示意見圖1 。

圖 1 兆歐表與被試品間連線絞接示意圖及等值電路

R—導(dǎo)線絕緣電阻串聯(lián)值 (R = R 1 + R 2 );

R 1、R 2 單根導(dǎo)線絕緣電阻值 (R 1 - R 2 ) 為突出物理概念，這里分絞接和絞接又接地的情況。

由圖1(b)可知，若連線絞接，測(cè)量值 R ′ x 應(yīng)為 R ′ x = Rx ・ R/ (Rx + R) 由圖1(c)可知，若連線絞接后雙接地，則 R ″ x = Rx ・ R2/ (Rx + R)。

若 R 2 = Rx 則 R ′ x = 2/3Rx，R ″ x =1/2Rx

若 R 2 →∞，則 R ′ x ≈ Rx，R ″ x = R2 =1/2R 即連線本身絕緣電阻越高越好。

若 Rx →∞ ，則 R ′ x ≈ R，R ″ x ≈ Rx 即連線本身絕緣電阻越低絞接后測(cè)量誤差越大。絞接后又接地的測(cè)量值僅是 R ′ x 的一半。

采用專用屏蔽型測(cè)試線，測(cè)試時(shí)，可防止兆歐表與被試品的連線絞接或接地。為保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，兆歐表的兩根測(cè)試線要盡量避免絞接和接地，另外，應(yīng)采用絕緣電阻高的導(dǎo)線作為兆歐表的測(cè)試線。

2.8兆歐表最大輸出電流

兆歐表最大輸出電流值對(duì)吸收比和極化指數(shù)測(cè)量有一定的影響。對(duì)于大容量的電力設(shè)備應(yīng)選用大容量的兆歐表測(cè)量，以保證其測(cè)量精度。

2.9設(shè)備本身

變壓器繞組連同套管的絕緣電阻包括套管、繞組和有載調(diào)壓開關(guān)的絕緣，其中任一部分都會(huì)影響絕緣的測(cè)量結(jié)果，對(duì)于套管，主要是絕緣不良、整體受潮、絕緣油嚴(yán)重劣化、外部絕緣臟污、空氣濕度較大等;對(duì)于繞組和有載調(diào)壓開關(guān)，主要是整體受潮、層間匝間絕緣件劣化、絕緣油劣化等。

一般情況下，絕緣電阻偏低和吸收比、極化指數(shù)不合格可以考慮是：測(cè)量絕緣不良、整體受潮、絕緣油嚴(yán)重劣化、外部絕緣部分臟污、空氣濕度較大等;絕緣電阻偏高和吸收比、極化指數(shù)不合格可以考慮是測(cè)量線斷線、絕緣老化等。

3實(shí)例分析

2011年4月，在某200kV變電站1#主變改造后進(jìn)行出廠試驗(yàn)過(guò)程中，出現(xiàn)高壓繞組連同套管絕緣電阻偏低的情況，排除測(cè)量技術(shù)上的因素，絕緣電阻仍偏低，15s、60s、600s時(shí)的阻值分別為924MΩ、928MΩ、937MΩ，測(cè)試結(jié)果不合格?！峨娏υO(shè)備交接和預(yù)試性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定：變壓器高壓套管絕緣電阻值大于10000 MΩ;繞組絕緣電阻無(wú)明顯下降，吸收比≥1.3或極化指數(shù)≥1.5或絕緣電阻≥10000 MΩ。

變壓器高壓側(cè)接線復(fù)雜，高壓側(cè)的接線結(jié)構(gòu)順序是引出線接線帽→套管內(nèi)下引線→高壓側(cè)繞組→轉(zhuǎn)換開關(guān)→分接開關(guān)→調(diào)壓繞組→中性點(diǎn)，可能是由于繞組、套管、鐵芯、絕緣油、分接開關(guān)等方面的因素影響絕緣電阻阻值。取油樣進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果是油的各項(xiàng)指標(biāo)都符合標(biāo)準(zhǔn)。由于吊芯工作量大，又需停放很長(zhǎng)時(shí)間，決定進(jìn)行分解實(shí)驗(yàn)后再進(jìn)行吊芯檢查繞組。分解試驗(yàn)是將分接開關(guān)吊出變壓器本體，對(duì)高壓繞組連同套管進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試，測(cè)試結(jié)果：絕緣電阻>10000 MΩ，吸收比為1.4，與歷次測(cè)試數(shù)據(jù)相近，有測(cè)試結(jié)果判斷問(wèn)題可能出在分接開關(guān)上。對(duì)分接開關(guān)進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試，測(cè)試結(jié)果：520MΩ，絕緣電阻偏低。經(jīng)放油后檢查，發(fā)現(xiàn)在分接開關(guān)底部有雜質(zhì)，開關(guān)芯子附有積碳。由于變壓器在運(yùn)行時(shí)，有載調(diào)壓開關(guān)在換擋過(guò)程中，觸頭由于起弧、滅弧的原因，使觸頭氧化，油劣化。在改造過(guò)程中，在分接開關(guān)進(jìn)行處理過(guò)程中，沖洗的不夠徹底，在死角處仍存有積碳等雜質(zhì)。對(duì)分接開關(guān)再次處理后注油，靜置再次進(jìn)行絕緣電阻的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果：>10000 MΩ。重新組裝后，測(cè)量變壓器繞組連同套管的絕緣電阻，測(cè)試結(jié)果：>10000 MΩ，符合相關(guān)規(guī)程的規(guī)定。

4結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)多年的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，影響主變絕緣電阻的主要因素有剩余電荷、濕度、測(cè)量時(shí)間、環(huán)境溫度、測(cè)量電壓、潮濕環(huán)境、接線方法等。在試驗(yàn)中，應(yīng)注意對(duì)試驗(yàn)方法結(jié)果進(jìn)行分析判斷，測(cè)出準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，避免不必要的重復(fù)和誤判斷，找出原因所在，較快正確的處理，保證變壓器的正常運(yùn)行。

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