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变压器交流耐压试验

更新时间:2023-06-16   点击次数:373次

一、交流耐压试验的目的和意义

  交流耐压试验的电压、波形、频率和被试品绝缘内部的电池状态均与实际运行状况一致,且试验电压略高于内过电压的数值,因此能有效地发现电气设备主绝缘缺陷。尤其对发现旋转电机定子槽部的绝缘缺陷,比直流耐压试验更有效。

  交流耐压试验室鉴定电气设备绝缘强度的严格、直接和有效的方法之一,它对判断电气设备能否投入运行具有决定性的意义,也是保证电气设备绝缘水平,避免发生绝缘事故的重要手段。

  交流耐压试验不能发现绕线式电气设备的纵绝缘缺陷。

二、交流耐压试验的注意事项

  1.交流耐压试验前,应将被试设备的外绝缘表面擦揩干净,对充油电气设备应按有关规定将油禁止一段时间,以排除内部可能残存的空气。

  2.由于交流耐压试验属于破坏性试验,因此必须在所有绝缘试验项目(如绝缘电阻、直流泄漏电流、介质损耗因数、绝缘油电气强度或SF6气体含水量等)试验合格后才能进行交流耐压试验。

  3.在升压过程中,电压上升缓慢,而电流急剧上升,这可能是由于被试设备存在短路或类似短路的情况所致,也可能是被试设备容量过大或接近谐振所致。

  4.在升压过程中,电流下降,电压基本不变或由下降趋势,这可能是由于使用负载过大、电源容量不够所致,应改用大容量电源。

三、使用结果的分析判断

  1.被试设备一般经过交流耐压试验,在规定的持续时间内不发生击穿现象,且主绝缘没有下降现象,便认为合格,反之为不合格。

  2.当被试品为有机绝缘材料时,试验后应立即触摸其表面,如发现普遍或局部发热,则认为绝缘不良,应处理后再做耐压试验。

  3.耐压试验应进行绝缘电阻测量,耐压前后的绝缘电阻值不应有明显差别。

  4.在试验过程中,若因空气湿度外绝缘表面脏污等原因,引起外绝缘表面滑闪放电或空气放电,则不应认为不合格。在经过清揩、干燥等处理后在进行试验,已做出正确结论。

  5.对10~35kV等墙套管及母线支持绝缘子等进行交流耐压试验时,可能在瓷套表面(尤其是套管法兰附近)发生强烈的放电现象,只要不发生线段对地的闪络或击穿,可以认为耐压合格。

  6.油浸式电力变压器在进行交流耐压试验过程中,如果发现内部有放电声,经重复试验仍未消失,则应进行吊芯检查或对变压器油进行处理后再做耐压试验,已做出正确结论。

  相对于变压器的主绝缘即绕组与绕组之间以及绕组与铁芯之间的绝缘而言,变压器还有另外一项重要的绝缘性能指标――纵绝缘。纵绝缘是指变压器绕组具有不同电位的不同点和不同部位之间的绝缘,主要包括绕组匝间、层间和段间的绝缘性能,而国家标准和国际电工委员会标准中规定的“感应耐压试验"则是专门用于检验变压器纵绝缘性能的测试方法之一。
  变压器的纵绝缘主要依赖于绕组内的绝缘介质——漆包线本身的绝缘漆、变压器油、绝缘纸、浸渍漆和绝缘胶等等;纵绝缘电介质很难保证100%的纯净度,难免混含固体杂质、气泡或水份等,生产过程中也会受到不同程度的损伤;变压器工作时的最高场强集中在这些缺陷处,长期负载运作的温升又降低绝缘介质的击穿电压,造成局部放电,电介质通过外施交变电场吸收的功率即介质损耗会显著增加,导致电介质发热严重,介质电导增大,该部位的大电流也会产生热量,就会使电介质的温度继续升高,而温度的升高反过来又使电介质的电导增加。如此长期恶性循环下去,最后导致电介质的热击穿和整个变压器的毁坏。这一故障表现在变压器的特性上就是空载电流和空载功耗显著增加,并且绕组有灼热、飞弧、振动和啸叫等不良现象。可见利用感应耐压试验检测出变压器是否含有纵绝缘缺陷是极其必要的。

  感应耐压试验原理
  变压器刚出产时,没有经过恶劣环境长时间的考验,外施其额定电压和频率的电源作试验,绕组匝间、层间和段间的电压不足以达到电介质缺陷处的击穿电压难以造成这些绝缘缺陷处的放电和击穿,这种存在绝缘故障隐患的变压器与绝缘性能良好的同类变压器的空载电流和空载功耗没有太大的差别,故而难以发现这些隐患;
  而感应耐压试验给变压器施加2倍额定电压以上的电压,可在纵绝缘缺陷处建立更高更集中的场强,绕组匝间、层间和段间的电压达到并超过电介质缺陷处的击穿电压;感应耐压试验给变压器施加频率在2倍的额定频率以上,较高的频率又可以大大降低固体电介质的击穿电压,使得绝缘缺陷更容易被击穿;感应耐压试验所规定的外施电压的作用时间亦可保证绝缘缺陷的击穿;故感应耐压试验可以可靠地检测出变压器纵绝缘性能的好坏。
  感应耐压试验给变压器施加电源的频率之所以在2倍的额定频率以上,是因为:变压器的激磁电流i――主磁通振幅Фm的特性曲线一般设计在额定频率和额定电压下接近弯曲饱和部分,又因在电源频率不变的情况下,主磁通Фm决定于外施电压U:
   U——外施电源电压,
   V △Фm E ——加电绕组的感应电动势,
   V f ——外施电源频率,
   Hz W——加电绕组的匝数,
  n 所以给变压器加2倍额定电压以上的电压 △i i 必然会导致铁芯严重饱和,主磁通Фm增大△Фm,  可知激磁电流i会急剧增加,致使变压器发 热烧毁;为使变压器在加2倍压以上铁芯仍不饱和,则需要提高电源的频率至2倍频以上。 感应耐压试验给变压器原边加2倍压以上,2倍频以上的电源,变压器的主磁通会使原边和副边同时感应出感应电动势E1和E2,且分别是其额定工作状态下的2倍以上,所以感应耐压试验可以同时对主、副绕组进行纵绝缘性能的测试。当然,我们也全可以根据需要从变压器的副边进行测试,不过所施加的电压应当是变压器额定工作状态下空载电压的2倍以上,频率同样是额定频率的2倍以上。