高壓試驗中變壓器試驗與故障處理

戴泓義

（國網福建漳浦縣供電公司,福建 漳州 363200）

0 引言

變壓器是利用電磁感應原理來改變交流電壓的一種裝置，在電力系統中擔負著升降電壓、安全隔離、匹配阻抗等重任。如果變壓器出現問題，則電壓和電流無法控制，極有可能會出現短路、停電等故障，甚至燒毀設備，威脅到人身安全。

1 關于變壓器高壓試驗的目的和內容

隨著用電量的增加，以及對電能質量要求的提高，管理工作愈發困難，變壓器很容易出現各種故障。究其原因，絕緣缺陷占了很大比重。在解決絕緣問題的一系列措施中，高壓試驗無疑有著廣泛應用，既能對設備的絕緣性能加以檢測，又可維護變壓器的穩定。開展實驗時，用超過變壓器額定電壓的電壓代替其內部的過電壓，以便更好地檢測絕緣性能。潮濕環境對絕緣的削弱、繞組松動等情況都能在試驗中及時發現，進而采取相應的防范措施。

變壓器高壓試驗的基本內容如下：（1）繞組和套管的絕緣電阻、極化指數、吸收比，以及直流泄漏電流、直流電阻和介質損耗正切值；（2）絕緣油試驗，噪音檢測；（3）變壓器三相接線組別和單相變壓器引出線的極性；（4）有載調壓切換裝置所處狀態，和全部分接頭的電壓比；（5）變壓器繞組變形試驗，以及繞組和套管長時感應電壓試驗帶局部放電試驗；（6）鐵芯及其緊固件的絕緣電阻；（7）額定電壓下的沖擊合閘；（8）非純瓷套管的試驗。

2 變壓器高壓試驗中的影響因素分析

2.1 電壓極性和升壓速度對泄漏電流的影響

首先要討論電壓極性。一般而言，變壓器絕緣受潮源自于外皮，絕緣層內的水分顯示的是正電荷。若電壓為正極，則水分子會被排出，以至于絕緣層內部的水分逐漸減少，相應的泄漏電流也隨之減小；若電壓為負極，則水分子會被吸引到變壓器內，滲漏電流隨著絕緣層中水分的增加而增大。不過應注意的是，電壓極性并非對所有變壓器都有明顯的影響，例如新的變壓器。這主要是因為新變壓器還未投入使用，絕緣層也不會很快受潮，含水量較少，電流泄漏不明顯，所以此時不管電壓極性是正還是負，測得的泄漏電流結果都沒有太大差距。

其次討論的是升壓速度。一般而言，升壓速度和泄漏電流之間并沒有太大聯系，但用微安表測量時，實測值和泄漏電流往往會出現較大的差距，這是微量吸收電流在內的合成電流，不能真實反應泄漏電流值。以至于升壓速度便會對泄漏電流產生一定的影響，比如大容量的變壓器，吸收能力較強，影響也相對較明顯。因此，要想測量滲漏電流的真實值，就需要采取一些特殊的方法，要具備足夠的耐心，才會測到比較準確的數據。根據相關規定得知，在對泄漏電流進行測試時，升壓速度應該按照規定進行操作，在40%試驗電壓時，對升壓速度不做任何規定，但是其余的 60%試驗電壓升壓速度應該為每秒3%，這樣對實際值的影響較小。

2.2 溫度對絕緣電阻的影響

絕緣電阻對溫度的變化都敏感，通常隨著溫度的升高而減小。微觀層面的分析上，科學家們給出了解釋，一方面，一定環境條件下，溫度升高會加速絕緣介質中離子和分子的運動，從而使絕緣電阻降低。另一方面，溫度的不斷升高，會促使絕緣層中的水溶解掉電阻中含有的雜質，進而使絕緣電阻值的下降速度加快。絕緣電阻的表面雜物的多少與絕緣電阻阻值的下降程度成正比。由此可得出，變壓器的絕緣吸收比是受溫度影響的。正常情況下，溫度越高，受潮的絕緣的吸收比便會降低；而干燥的絕緣的吸收比則恰恰相反，但當溫度在30℃——40℃時，吸收比會達到極限，然后會開始下降。

3 實例分析變壓器的故障及其處理

3.1 故障現象

A地一變電站中的某項儀器設備在2012年4月份發生故障，控制箱高壓指示儀表指示不正常，返廠修理后恢復正常。2012年10月份再次出現相同的現象，初步檢查后發現，所有線路都沒有錯誤，電壓表和自耦調壓器二次輸出也十分正常。為此，檢修人員對其故障原因做了進一步分析。

3.2 原因查找

因為控制箱內的回路升壓及輸入輸出都沒有問題，測試連接導線也處于正常狀態，所以極有可能是高壓試驗變壓器故障引起的。高壓試驗變壓器包括高壓輸出、原邊和專用三個銅芯線圈。正常工作情況下，接通控制箱內的電壓回路后，經自耦調節器調節，變壓器的高壓輸出線圈的匝數要遠超過原邊線圈，但兩者的比例關系保持不變，可正常讀取升壓值。拆開變壓器，發現兩者都沒有出現任何問題，但專用線圈溫度明顯過高，應該是其燒毀之后引起的故障。儀表專用線圈芯線的截面積只有0.4mm2，難以承載較大的負荷，所以在電壓升高、泄漏電流增加時，線圈很容易被過高的溫度燒壞。這兩次發生的故障應該都源于此。因為導線是在出廠前就確定的，導致第一次修理并沒有徹底解決問題。

3.3 故障處理

故障原因已查清楚，是儀表專用線圈燒毀所致，所以最好的解決措施就是更換新的線圈。儀表線圈、高壓輸出線圈和原邊線圈是自鐵芯依次向外的排列順序。先小心拆開鐵芯硅鋼片，按照順序將外面的原邊線圈和高壓輸出線圈相繼取下，放在準備好的干凈白布中保管好，以免蒙有灰塵，或被其他雜物影響。之后仔細測量儀表線圈的匝數及其他信息，并摘除已燒壞的線圈。換用的是0.6mm2的漆包線，負載承受能力比之前要強很多，按照原來的匝數和尺寸繞制。完成后再浸入漆中，直至干燥，漆不會剝落，才能安裝。

4 結束語

變壓器在電力系統中的地位不容忽視，它是保證電力系統安全穩定的基礎，為降低其故障發生率，有必要進行高壓試驗，以便更好地了解變壓器的性能，對其中的影響因素要有足夠的了解。當然，在變壓器發生故障后，必須及時采取有效的解決措施。

[1]施建華，金海敏.淺析變壓器試驗問題與故障處理[J].廣東科技，2011,24（20）：132-134.

[2]楊長雪.高壓試驗中變壓器試驗問題及故障處理方法[J].技術與市場，2012,20（6）.