变压器泄漏及直流耐压测试

变压器泄漏及直流耐压测试

一、测试目的

测量变压器的泄漏电流能灵敏地反映变压器瓷质绝缘的裂纹、夹层绝缘的内部受潮及局部松散

断裂、绝缘油劣化、绝缘的沿面炭化等缺陷。在判断局部缺陷上，测量泄漏电流比测量绝缘电阻更有特殊意义。

二、测试仪器、设备的选择

根据不同试品的要求，试验电压应能满足试验的极性和电压值，还必须具有充分的电源容量，因此需对直流高压成套设备的主要参数进行选择。

(1)电源的额定输出电流应使试品电容在相当短的时间内充电。当变压器电容很大时，电源(包括储能电容)还应能供给泄漏电流和吸收电流，其电压降不应超过10%。

(2)若试验持续时间不超过60s时，在整个试验过程中试验电压测量值应保持在规定电压值的±1 %以内；若试验持续时间超过60s时，在整个试验过程中试验电压测量值应保持在规定电压值的±3%以内。

(3)为了防止变压器外绝缘的闪络和易于发现绝缘受潮等缺陷，通常采用负极性直流电压。

三、危险点分析及控制措施

1.防止高处坠落

应使用变压器专用爬梯上下，在变压器上作业应系好安全带。对220kV及以上变压器，需解开高压套管引线时，宜使用高处作业车，严禁徒手攀爬变压器高压套管。

2.防止高处落物伤人

高处作业应使用工具袋，上下传递物件应用绳索拴牢传递，严禁抛掷。

3.防止人员触电

拆、接试验接线前，应将被试设备对地充分放电，以防止剩余电荷、感应电压伤人及影响测量结果。试验仪器的金属外壳应可靠接地，仪器操作试验人员必须站在绝缘垫上或穿绝缘鞋操作仪器，并与带电部位保持足够的安全距离。测试前应与检修负责人协调，不允许有交叉作业，试验人员之间应分工明确，在测量时应配合默契，测量过程中要大声读数。

四、测试前的准备工作

1.了解被试设备现场情况及试验条件

查勘现场，查阅相关技术资料，包括该设备历年试验数据及相关规程等，掌握该设备运行及缺陷情况。

2.测试仪器、设备准备

选择合适的直流高压成套设备、温(湿)度计、高压屏蔽线、接地线、放电棒、短路用裸铜丝、万用表、电源线(带剩余电流动作保护器)、绝缘棒、安全带、安全帽、电工常用工具、试验临时

安全遮栏、标示牌等，并查阅测试仪器、设备及绝缘工器具的检定证书有效期。

3.办理工作票并做好试验现场安全和技术措施

向其余试验人员交代工作内容、带电部位、现场安全措施、现场作业危险点，明确人员分工及试验程序。

五、现场测试步骤及要求

(一)测试接线

变压器直流泄漏试验项目见表1。

表1 油浸式电力变压器直流泄漏试验项目

以三绕组变压器中压侧泄漏电流测试为例，测试接线如图1所示。

图1 变压器泄漏电流测试接线图

(二)测试步骤

(1)断开变压器有载分接开关、风冷电源，退出变压器本体保护等，将变压器各绕组接地放电，对大容量变压器应充分放电(5min以上)，放电时应用绝缘工具进行，不得用手碰触放电导线。拆除或断开对外的一切连线。

(2)按表1试验项目并参考图1进行接线，将高压屏蔽线的屏蔽层接至变压器屏蔽端子。

(3)检查确认接线无误后，通知其他人员离开被试变压器，并提醒试验人员要开始加压试验。

(4)在不接试品的情况下进行“空负荷试验”，合上控制箱“电源开关”，将“升压旋钮”从零开始均匀地升至试验电压，记录试验电压下流过微安电流表的杂散电流值I1。“空负荷试验”结束后，降低电压为零，断开控制箱“电源开关”，并对滤波电容器进行充分放电。

表2 油浸式电力变压器直流泄漏试验电压标准

(5)合上控制箱“电源开关”，将“升压旋钮”从零开始均匀缓慢地升高电压，同时观察“电压测量”窗口。但也不必升压太慢，以免造成在接近试验电压时试品上的耐压时间过长。从试验电压值的75%开始，以每秒2%的速度上升，直至升到表2规定的试验电压，待1min后读取泄漏电流值I2。对大容量(120000kVA及以上)变压器，升到规定的试验电压，待2~3min后读取泄漏电流值比较准确。

(6)降低电压为零，断开控制箱“电源开关”，用专用放电棒对测试部位进行充分放电(放电时间不得少于5min)。

(7)最后进行其他绕组的泄漏电流测量。

六、测试注意事项

(1)非被测部位短路接地要良好，不要接到变压器有油漆的地方，以免影响测试结果。

(2)使用成套直流高压装置测量变压器泄漏电流，它分为“高压测量”及“低压测量”。为保证测量的准确，一般应在高压侧测量泄漏电流。

若使用“线芯”与“屏蔽层”绝缘良好，耐压≮80kV，而“屏蔽层”与“地”有一定绝缘的高压屏蔽线时，高压屏蔽线可以放在地上使用，屏蔽层应接地，屏蔽线的芯线端与屏蔽层端应有一定距离，且不小于0.4m。

若使用“线芯”与“屏蔽层”绝缘一般、耐压<10kV、而“屏蔽层”与“地”有较小绝缘电阻的

高压屏蔽线时，高压屏蔽线不能放在地上使用，屏蔽层不能接地，其与地及其他物体保持一定的距离，不应小于2m，应尽量悬空。

(3)测量应在天气良好时进行，且空气相对湿度不高于80%。若遇天气潮湿、套管表面脏污，则需要进行“屏蔽”测量。

在高压侧测量泄漏电流时，“屏蔽”测量常用的接线如图2所示。高压屏蔽线应尽量悬空，“屏蔽层”接在变压器引出线瓷套上的屏蔽环(用细铜线或细熔丝紧扎1~2圈)。而屏蔽环应装设在瓷套靠近加压的位置，远离法兰部分。

图2在高压侧测量泄漏电流时进行“屏蔽”测量常用的接线图

在低压侧测量泄漏电流时，“屏蔽”测量常用的接线如图3所示。低压屏蔽线应采用“线芯”与“屏蔽层”绝缘良好，耐压≮80kV，而“屏蔽层”与“地”有一定的绝缘的屏蔽线。“屏蔽层”接在变压器引出线瓷套上的屏蔽环(用细铜线或细熔丝紧扎1~2圈)。而屏蔽环应装设在瓷套靠近法兰的位置，远离加压部分。以免造成直流高压设备过负荷，使端电压急剧降低，影响测量结果。

图3 在低压侧测量泄漏电流时进行“屏蔽”测量常用的接线图

(4)由于残余电荷会直接影响泄漏电流的数值，故变压器接地放电时间至少5min以上。

(5)在试验时，由于泄漏电流存在吸收过程，包括一定的电容电流和吸收电流，故加压速度对泄漏电流测量结果有一定影响。因此加压应从零开始缓慢均匀地升高电压。

(6)试验结束后，必须先经适当的放电电阻对试品进行放电。如果直接对地放电，则可能产生

频率极高的振荡过电压，对变压器的绝缘有危害。

七、测试结果分析及测试报告编写

(一)测试结果分析

1.测试标准及要求

根据《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB 50150-2006)、《电力设备预防性试验规程》(DL/T596-1996)及《燕山石化公司电力设备交接和预防性试验规程（试行）（2006）》的规定：

(1)当变压器电压等级为35kV及以上，且容量在10000kVA及以上时，应测量直流泄漏电流。

(2)试验电压标准应符合表2的规定。当施加试验电压达1min时，在高压端读取泄漏电流值。

(3)绕组额定电压为13.8kV及15.75kV时，按20kV级标准。当为18kⅤ时，按20kV级标准。

(4)分级绝缘变压器仍按被试绕组电压等级的标准，但不能超过中性点绝缘的耐压水平。

(5)油浸式电力变压器绕组在各试验电压及不同温度时的直流泄漏电流值，见表3所示。

表 3 油浸式电力变压器绕组直流泄漏电流值

2.测试结果分析

(1)由于出厂试验一般不进行直流泄漏测量，因此油浸式电力变压器直流泄漏值应符合表3有关标准规定。

(2)温度对泄漏电流影响很大，当温度升高时，泄漏电流将按指数规律上升，而且每次测量又难以在同一温度下进行，因此泄漏电流测量最好在被试品温度为30~80℃范围内进行。因为在此温度范围内，被试品绝缘的不同状况，其泄漏电流变化较为显著，为了能对测量结果进行分析，一般都将测量结果换算到同一温度进行比较。将测试结果换算至同一温度下，与被试设备历次试验相应数据比较，应无明显变化。其换算公式为

(1)

式中 It1、It2―温度为t1、t2时的泄漏电流；

α―温度系数，α= 0.05s~0.06℃。

(3)通过记录逐段试验电压下的泄漏电流的关系曲线来分析。当泄漏电流在规定电压下，满足表3的有关标准规定，做出i=f(u)曲线，如图4所示。

图4泄漏电流与所加电压的关系曲线图

在图4叫中，iW是规定的试验电压u2下的泄漏电流， iU是试验电压u1下的泄漏电流。在绝缘良好的状态下，电流与电压基本呈一条直线(见图4中0AC)。当绝缘有缺陷时，电流与电压不呈一条直线(见图4中0AB)，因此，可以通过绘制i=f (u)曲线来分析判断，以发现某些局部缺陷。

(4)试验前在不接试品的情况下升压“空负荷试验”，记录试验电压下流过微安电流表的杂散电流值。因此，被试变压器泄漏电流Ix按式(2)计算，即

Ix=I1-I2 (2)

式中 I1、I2―“空负荷试验”时和试验时读取的泄漏电流值。

(二)测试报告编写

测试报告填写应包括测试时间、测试人员、天气情况、环境温度、湿度、使用地点、变压器的

运行编号、变压器型号及参数、变压器上层油温、测试数据、测试结果、测试结论、试验性质(交接试验、预防性试验、检查、施行状态检修的应填明例行试验或诊断试验)、直流高压成套设备的型号、出厂编号，备注栏写明其他需要注意的内容，如是否拆除引线等。