配電變壓器操作波感應耐壓現場試驗方法探究

郭美君

摘 要：配電變壓器絕緣測試至關重要，它關系到配變的安全運行，操作波感應耐壓試驗作為一種科學的實驗方法能夠及時識別配變自身的問題和缺陷，從而及時采取補救措施。本文介紹了操作波感應耐壓試驗的原理以及具體的試驗方法。

關鍵詞：配電變壓器；操作波感應；耐壓試驗

中圖分類號：TM241 文獻標識碼：A

一、配變操作波感應耐壓試驗的原理與標準

1.試驗原理

操作波電壓波形圖如圖1所示。

Tf——波頭時間，100us以上，T2——波長時間，1000us以上。根據波形圖看出，有兩個對稱的峰值時間，90%的持續時間在200us以上。

對于配變來說，其耐壓試驗有很多方法，其中較為常見的是通過沖擊電壓變壓器來形成操作電波，這樣能夠更加敏感地識別高電壓，也能對絕緣實現核準和驗證，降低了實驗電壓值，減少了操作環節，操作波通常用以下公式來計算出其等值頻率：

f=1/4Tf=2500Hz

變壓器傳遞頻率較大，超過了f，各個繞組之間會有操作波的傳輸，這其中的規律應該遵循電磁感應原理。當把操作波融進低壓繞組，對應的高壓繞組則會重獲感應電壓，對此，能夠將沖擊電壓發生器來進行低壓感應實驗。也應該嘗試讓操作波試驗電路進行等效處理，形成集中參數電路，來做出處理。根據感應電壓的高低來對應選擇適合的沖擊電壓發生器。

2.操作波實驗標準

（1）波形標準

波長時間≧1000u/s，波頭時間>100us，持續時間要在200us以上。

（2）試驗電壓的大小

Uc=1.35Ug×kc

Ug——工頻1分鐘的耐壓值，1.35——油紙絕緣操作沖擊系數。

（3）實驗步驟與操作方法

低壓狀態下調整操作波，并記下相關數據，再逐步提升電壓，從50%的Uc值逐步調整使其升壓，達到100%的Uc沖擊3次。

二、實驗設備的構造與性能分析

立足于已有的虛擬儀器技術，對應研制出一個試驗設備，這一設備構成結構為：脈沖開關、探頭、儲能電源等。體積小方便搬運，在智能信息系統的調控下來進行試驗，采用特殊的數據采集方式來保證所得數據達到足夠精準、安全、合理。

1.系統結構圖（如圖2所示）

2.硬件結構

（1）儲能電源。主要依托于脈寬調制技術，來實施快速DC升壓，這樣就形成了一個小規模高電壓的電源，即便系統停電狀態下也不用害怕供電中斷。引進充電性電源，在脈寬調制技術的支持下，實現升壓整流，出現了4kV的直流電壓，對應的電源供應也相對穩定，同時，能夠妥善保護好電壓與電流。人為控制狀態下，可以選定在0～4000V范圍進行升壓處理，升壓過程能夠自主進行，提升了工作效率。

（2）沖擊電容器。主要包括4kV，1-4uF電容器架構組成，達到各種容量變壓器的測試規定。

（3）調波電路，屬于T狀電路，包括繞線電阻、無感電容兩大組成部分，可以有效地控制沖擊波的尖峰脈沖，控制高頻率震蕩問題。操作波的傳輸要注意端側的把握，通常應該從變壓器低壓的一段傳入，變壓器由此受到感應，逐漸升高電壓，能夠從高壓端獲得行業規定的操作沖擊電波。

（4）可控開關。依托于無觸點脈沖開關，將逐漸出現操作沖擊波，能夠發揮舊式的點火球隙的相關功能，體積小、方便檢修與保養。

（5）高壓探頭。將高壓電容器進行整頓、改造，形成一個分壓器，再向內部灌入環氧樹脂，并做好密封處理，打造出一個探頭構造，不同于普通的探頭，尺寸小、方便攜帶運輸、環境適應能力強。

3.測控系統

以labview測控軟件為平臺創建一個集測量、控制和分析為一體的框架圖，測控分析軟件實際應用中體現出多重優勢功能，例如：為發生器充電、數據信息的采集、匯聚，呈現波形，并進行數據分析等。試驗過程中要達到以下的數據值，具體見表1。

變壓器操作沖擊設備能夠輸出操作波，其波峰達到0～4000V，感應升壓波形峰值處于0～60kV，透過試驗的波形能夠判斷出所測試的變壓器的相關狀態，例如：相間絕緣缺陷、主絕緣缺陷等。

配電變壓器主要依托于國外高端儀器技術，選擇了光電隔離的技術來采集數據，以此來保證數據的科學性、精準度，也能確保實驗安全。電池供電技術運用于高壓測試設備內部，每充電一回，能夠支持設備接連運轉6h以上，這樣就妥善緩解了電源供應問題，支持變壓器的安全、持續運行，而且高壓探頭取代了舊式的高壓分壓器，能夠很好地支持配變的工作。各項測試、控制與分析都統一在網絡計算機系統實現，從而有效控制了實驗流程，讓實驗更加簡單化，只需相關人員培訓就能實現各項試驗操作，同時，數字技術正在引進，能夠發揮全方面的功能，例如：數據記錄、波形展示、峰值電壓測量等，能夠更為高效地記錄并分析數據。

4.數據與波形的分析

為了確保感應耐壓試驗具有一定的科學性，可以嘗試對絕緣問題進行模擬性試驗，主要依托于三大類變壓器：100kVA，160kVA，200kVA，經過檢測得出各類設備所存在的絕緣問題：主絕緣放電、匝間放電、線圈間放電等。具體的實驗流程為：將操作波添入變壓器低壓繞組，在高壓繞組的控制下，逐漸實現升壓，再分別從高壓、低壓入手，將操作波形記下來。

結語

配變操作波感應耐壓試驗具有高度的靈敏性，能夠有效檢測出變壓器自身的缺陷和問題，蓄電池供電能夠妥善解決試驗過程中供電中斷問題，虛擬儀器測試技術也有效控制了常規儀器的復雜調試問題，是值得深入運用的試驗方法。

參考文獻

[1]趙家禮，等.變壓器故障診斷與修理[M].北京：機械工業出版社，1998.

[2]變壓器制造技術叢書編審委員會編.變壓器試驗[M].北京：機械工業出版社，1998.