电气试验在变压器故障预防中的应用研究探讨

左祖胤

摘要：自改革开放以来，我们国家对于电力系统的应用频率越来越大，因此相关的企业在这种情况下迅速发展，但这也带来了一些问题。在电力系统的使用中，能够有效确保其用电安全的就是变压器，这对于电力系统有着重要的意义能够起到一定的辅助作用。基于此种情况，有关企业应当重视对于变压器的故障预防等工作，使其能够在使用的过程中具有一定的稳定性，确保群众的人身财政安全。

关键词：电气试验;变压器故障分析;应用探究

1、变压器故障原因

一般来说，变压器出厂时会经过一系列严格的出厂电气试验来保證设备的可靠度，但环境的不确定性、复杂的使用条件以及不停实时变化的运行工况都会或多或少的让设备产生问题。这些问题有可能是出厂试验不到位、错误运行方式造成变压器内部结构件损耗加速老化、检修时维护不到位、油浸式变压器密封老化内部受潮加速绝缘油及金属件劣化等。这些深层次的问题平时的巡检听声闻味无法判断具体的故障，只有在检修期间对设备进行有限的电气预防性试验，并对试验数据进行横向、纵向对比，判断设备状态，并及时消除隐患。

2、电气试验的主要类型

2.1、直流电阻试验

变压器直流电阻测量是在对变压器进行交接、维修以及调整之后的一项重要内容，同时也是变压器在检修中所必须要施行的检查之一，尤其变压器进行无载调压或有载调压装置检修后。通过对比三相绕组直流电阻的偏差，找出问题并进行处理防止三相电流不平衡造成的电气不稳定状态。在《DL/T596电力设备预防性试验规程》中对变压器直流电阻标准有明确的要求，不同温度下的电阻值应换算到同一温度下进行比较，并按下式换算：R2=R1（T+t2/T+t1），R1、R2为在温度t1、t2时的电阻值，T常数，铜材质取235，铝材质取225。

2.2、绝缘电阻试验

变压器的绝缘电阻测量，是通过兆欧表给设备通入直流电，然后通过泄漏电流值来计算设备的绝缘阻值，是检查绝缘状态最简便的方法。变压器绕组属于电容性设备，绝缘阻值是随加压时间的增长而逐步上升并最终趋于稳定的。当绝缘良好时，稳定的绝缘电阻值较高，且吸收过程相对较慢;绝缘不良或受潮时，稳定的绝缘电阻值较低，吸收过程也相对较快。

变压器吸收过程很长，吸收比K（R60s/R15s）不能充分反映绝缘吸收的全过程。需用极化指数P（R10min/R1min）进行判断。K、P的规定值在《电力设备预防性试验规程》中有明确的规定。通过绝缘电阻的测量，可发现变压器整体绝缘不良以及受潮或有明显贯穿性的导电通道缺陷，对变压器绝缘状况能有直观的掌握。

2.3、泄漏电流测量

绝缘电阻试验使用的电压等级有限，基本是1000V、2500V或5000V三个电压等级，但变压器的实际电压等级更高，故尚未完全贯通的集中性缺陷通过兆欧表绝缘电阻无法测量。

泄漏电流测量是绝缘电阻测量的高电压方式，原理相同，都是通过直流电通入设备测得泄漏电流来判断绝缘强度。但泄漏电流测量使用的直流高压发生器试验电压高且能调节，测试灵敏度比兆欧表高，可以在升压过程中逐步监视泄漏电流的变化情况。绝缘中有集中性缺陷时，则泄漏电流在超过一定试验电压时将剧烈增加，缺陷越严重，使泄漏电流值发生剧增的试验电压值越低。

2.4、交流耐压试验

变压器的交流耐压试验能有效发现危险的集中性缺陷，它是鉴定变压器内电气绝缘强度最直接的方法。在现场实际工作中，会在变压器出厂或大修过程中进行退油解体检查回装后为防止内部结构件受损或有其他异常，需在变压器注油后进行交流耐压试验。试验前必须按规程的变压器电压等级油静置的一段时间才能进行试验。且变压器属于大电容电气设备，普通的工频耐压设备由于容量问题无法达到考核电压等级，这时便需要使用谐振耐压仪利用变频试验装置的电感与被试品的电容串联产生谐振电压来进行交流耐压试验，达到考核电压。

另外类似变压器等有绕组的设备，即使通过了耐压试验，也往往不能检出匝间等缺陷，还需结合其他试验项目（局放、色谱、微水）结果综合判断。

2.5介质损耗角正切值的测量

介质损耗角正切值，即电容电损耗比例tgδ。变压器尤其是大容量变压器的绕组以及电容式高压套管都属于电容性设备。通过测量tgδ会随缘的电流中的有功电流分量IRX增大的特性，可以反映如内部绝缘受潮，绝缘油或其他绝缘浸渍物的裂化变质，绝缘中有气息发生放电等。

油浸式变压器进行试验时，套管因为出线及末屏均可接入，可使用正接法进行试验，即出线端与末屏接入仪器。对变压器绕组来说，测量H-L/E（L-H/E）时，另一侧是直接接入地，所以要使用反接发进行试验，将非被试端均应可靠接地，且此时测量的是绕组+套管的整体tgδ。试验结果应与国标或企标试验规程及往年的试验数据进行对比，发现异常或明显劣化趋势时及时采取有效措施。

2.6局部放电试验

局部放电是指发生在电极之间但未贯通电极的放电，设备内部存在比如在一些浇注、挤制或层绕绝缘内部容易出现气隙或气泡，在高电场作用下发生重复击穿和熄灭的现象。对变压器来说，绕组匝间、层间，套管内部以及绝缘油中的微弱气泡气隙在运行中都会产生局部放电，正常情况下不影响变压器运行，但运行中这些气泡或气隙持续放电，能量的累计使变压器绝缘的介电性能逐渐劣化并，缺陷逐步扩大，最终导致致绝缘击穿、剧烈放电。

在变压器器现场要按规程定时进行局部放电试验，保证变压器电气性能的劣化程度在掌握中。使用脉冲电流法的并联法测试，标准的局放测试仪将数值显示，进行历史数据对比。

结论

总而言之，变压器对于电力系统的稳定性有着重要意义，因此为了保证能够达到最终目的有关人员需要通过电气试验来确保变压器能够正常运行，实践也证明在众多故障预防的检验方式中，电气试验是最有效的检测方式之一。实际工作中变压器的预防性试验还有包括短路阻抗测量、绝缘油微水耐压及糠醛含量检查、有载调压装置试验、绕组变形试验等。所以具体试验项目需结合现场的需求进行。合理合规的使用预防性试验作为变压器检查的工作，必然能为变压器隐患排查及缺陷的处理提供有效的帮助及方向。

参考文献：

[1]汤晓明.电气试验在变压器故障分析中的应用研究[J].科技风，2018（31）：149.

[2]秦赫彬.电气试验在变压器故障分析中的研究[J].智能城市，2016，2（11）：257.