110kV變壓器絕緣電阻測量影響因素分析

劉恒 陳文鴻 饒紅疆 何益宏

摘 ?要：文章闡述了變壓器絕緣電阻測量原理，分析了影響測量結果的相關因素，可提高測量結果的準確性，減少對絕緣狀況的誤判。

關鍵詞：絕緣電阻;變壓器;影響因素

中圖分類號：TM411 ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）13-0077-02

Abstract： In this paper， the principle of transformer insulation resistance measurement is described， and the related factors affecting the measurement results are analyzed， which can improve the accuracy of the measurement results and reduce the misjudgment of insulation conditions.

Keywords： insulation resistance; transformer; influencing factors

引言

電力變壓器由絕緣體和導體組成。絕緣不良會造成變壓器損壞甚至退出運行。進行絕緣電阻測量可以判斷變壓器絕緣狀況，是變壓器預防性試驗項目之一。變壓器試驗主要是驗證變壓器產品的性能是否符合有關標準或技術的規定和要求，發現變壓器結構和制造上是否存在影響變壓器正常工作運行的缺陷，通過試驗可以驗證變壓器能否在額定條件下長期運行，并且能夠承受預期的各種電壓及電流的作用而不影響變壓器的壽命[1]。通過相關文獻閱讀表述了絕緣電阻測量原理，并分析了一些影響變壓器絕緣電阻測量準確性的相關因素。

1 絕緣電阻測量原理

流過變壓器絕緣介質的電流可分為三部分：位移電流、吸收電流和漏導（泄露）電流。其中位移電流和吸收電流在一定時間內會衰減至很微弱可忽略。結緣介質上的泄露電流分為兩部分，分別是表面泄露電流和體積泄露電流。定義絕緣電阻為施加在絕緣介質上的直流電壓與體積泄露電流之比[2]。表面電流的存在會造成測量誤差，測量時表面泄露電流可通過兆歐表屏蔽端連接形成與測量回路相對獨立的電流回路，可減小測量誤差。

2 影響因素

2.1 儀表選取

選擇與油浸式變壓器電壓等級對應的儀表其測量結果才具有精確性。對同一被測設備使用不同的測量電壓其結果也是不盡相同的。如表1所示[3]。

從表1中數據可以看出，同一測量對象絕緣電阻值隨測量電壓不同而具有較大差異。測量電壓太低其絕緣電阻值具有明顯誤差，測量電壓太高可能給變壓器繞組帶來損傷，影響使用壽命。只有選擇合適的測量電壓等級才有較好的測量結果。現有的數字兆歐表測量電壓最低可達到250V，最高可達到100000V。對于變壓器等大型電力設備，判斷絕緣電阻值是否出現異常需要查看歷史紀錄。比對兆歐表絕緣電阻值測量范圍，可作為兆歐表選取的一個重要參數。針對變壓器，絕緣電阻表選取可見表2。

從表2中可以看出變壓器的電壓等級或裝機容量越大，進行直流試驗時測試電壓就越大。這表明變壓器的絕緣特性隨變壓器的電壓等級或裝機容量增大而加強。

2.2 瓷瓶表面臟污或空氣濕度較大

由于外界環境的變化和時間的積累，被測物表面可能有附著物，特別是在南方沿海地區空氣濕度相對較大容易使得變壓器瓷瓶上產生較大的表面泄露電流造成測量結果偏小。測量之前需要用干抹布將瓷瓶擦拭干凈且把兆歐表的屏蔽端接在瓷瓶上以屏蔽表面泄露電流。現有屏蔽措施能夠一定程度上減少誤差，但瓷瓶接線方式不合理反而會給誤差帶來積累效應。關于濕度較大造成測量結果偏小的問題暫無相關研究文獻能從根本上消除誤差。

2.3 溫度對測量結果的影響

絕緣介質的絕緣特性會隨著溫度升高而降低，隨溫度降低而升高。溫度是對測量結果影響較大的因素。如表3[4]，從表中可以看出電壓等級越高的變壓器其絕緣電阻值測量時越容易受到溫度的影響。由表中數據畫出變化曲線如圖1所示。

從圖1可知油溫升高會使得測量的絕緣電阻值下降。其中60～220kV電壓等級的變壓器絕緣電阻值隨油溫升高其下降速度最快，而另外兩者的絕緣電阻值變化趨勢較平滑。當溫度升高到一定溫度時變壓器的絕緣電阻值就開始趨于平穩狀態，此時油溫對其影響微乎其微。對同一臺變壓器，外界溫度有明顯變化時變壓器絕緣電阻測量結果會出現較大差異。對110kV變壓器進行絕緣電阻測量在油溫降為10～40℃時進行。

3 結論

絕緣電阻測量是檢測電力變壓器絕緣狀態的無損傷方法。文章闡述了絕緣電阻測量原理及分析了相關影響因素，對得到準確的測量結果有幫助。進行數據分析時須要考慮油溫、濕度等因素，且在判斷電力變壓器絕緣狀態時需要參考歷史數據。絕緣電阻出現異常時可利用吸收比（R60S/R10S）和極化指數（R600S/R60S），與絕緣電阻共同作為判斷指標。

參考文獻：

[1]劉廷敏.電力變壓器的絕緣電阻測量與分析研究[J].電子測試，2017（14）：7-9.

[2]侯天元.淺談發電機、變壓器絕緣電阻的測試[J].四川水利發電，2014，33（s2）：52-54.

[3]曹小龍，曹小虎，雷乘龍.絕緣電阻測量中易被忽視的因素分析[J].電工技術，2015（1）：23-25.

[4]揭慧萍.變壓器絕緣電阻及吸收比的測量[J].大眾用電，2011（1）：45-47.

[5]胡啟凡.變壓器試驗技術[M].北京：中國電力出版社，2010：57-59.