变压器高压试验相关问题的刍议
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【摘 要】在电力变压器的高压试验中，为了保证其经济性与合理性，必须注重试验条件、方法、内容、安全设计等相关问题的研究，从而才能获取真实、准确的相关数据，合理判定电力变压器的综合性能。目前，国内在电力变压器高压试验中尚存在一定的弊端与问题，尤其是在试验结果的精确性、可靠性方面仍需进一步改进，本文仅就相关问题进行探讨。
【关键词】电力：变压器：高压试验
1.电力变压器简述
在电气设备中，电力变压器是一种将交流电压变成频率一致的一种或几种不同数值的重要设备。其原理是由一次绕组的交流电产生的交变磁通通过铁芯导磁，二次绕组就会产生感应电动势。
选择电力变压器时，要注意其额定容量等相关参数，空载损耗值越小，就会越节能。目前常用的电力变压器主要有干式变压器、非晶态合金铁芯变压器等。而非晶态合金铁芯变压器是目前最受欢迎的变压器之一，其节能效果较其他变压器相比，可减少75%的空载损耗值，既节能又环保，是不可缺少的电力设备。
为什么需要电力变压器呢？变压器主要应用于交流电压、电流等交换，主要是交流电流通入后产生磁通，进而产生感应电压。在输电的过程中，电力行业要减少输电线路的消耗，从而达到节约和最大的经济效益。因此，高电压远距离才会使输电线路的电流尽可能达到最小值。从安全角度和节约成本角度出发，电力变压器必须要走向输电行业的“征途”。当正常供电后，变压器还要负责“降压”，从而维护正常电力设备的运行，以免因电压过高造成设备事故。
2.电力变压器高压试验的条件、方法
在电力变压器高压试验中，应根据其使用中额定条件的不同，尽量多地提取高压试验中的工行条件，否则难以保证高压试验流程的规范性与结果的精确性。电力变压器高压试验的基本条件为：（1）严格控制试验室的周围环境与温度，最高温度为40℃，最低温度为-2O℃；（2）当试验室中空气温度为25～30℃时，应将相对湿度控制在85%以下；（3）在电力变压器的试验室安装中，应注意控制试验室的环境，严控控制影响变压器绝缘性能的气体、污垢、化学性积尘等；（4）在电力变压器高压试验中，应在电压升高过程提供足够的保护电阻，严防在超过试验规定的高压状态下断合变压器；（5）在变压器高压试验中，应严格控制额定容量与电压，并且保证其充分散热。
电力变压器高压试验的方法为：（1）按照电力变压器的接线原理图进行引线的连接，并且保证变压器与控制箱接地的安全性、可靠性；（2）在电力变压器高压试验前，认真检查各部分接线的接触是否良好，并且检查控制箱中的调压器是否调整到“零’，位；（3）在电力变压器接通电源后，绿色指示灯点亮后，可以按下启动按钮；红色指示灯点亮后，等待升压；（4）试验人员顺时针、匀速旋转控制箱中调压器的手柄，缓慢进行升压，并且密切观察仪表的指示变化及试品运转情况；（5）电力变压器高压试验完成后，迅速将电压调整至零位，并且按下停止按钮和切断电源，解开试验中连接的引线。
3.电力变压器高压试验的内容
为了保证电力变压器高压试验结果的精确性、真实性，必须严格按照相关规定，合理选取试验内容。电力变压器高压试验的内容主要包括：绝缘电阻的测量、泄漏电流的测量、介质损耗因数测试、交流耐压试验等，下面进行具体的介绍。
3.1绝缘电阻的测量
在电力变压器高压试验中，绝缘电阻测量是最为方便、简单的预防性试验。在变压器的绝缘电阻测量中，绝缘的整体受潮程度、过热老化程度、污秽情况等都可以同绝缘电阻的大小反映出来。以1台高压侧电压110kV、容量31500kvA变压器的绝缘电阻测量为例，绝缘的吸收比与温度变化有着密切的联系，当温度达到35℃以上时，干燥绝缘的吸收比达到极限后开始下降，而受潮绝缘的吸收比则会发生不规则变化情况。因此，在变压器的绝缘电阻测量中，一定要合理控制试验室的温度，以保证绝缘吸收比实测值的真实性。
3.2泄漏电流的测量
在电力变压器泄漏电流的测量中，主要使用数显泄漏电流测试仪进行测量，其额定工作电压一般存2.5kV以下，明显低于变压器的额定工作电压。如果使用直流兆欧表无法满足试验中对于电压的要求，可以采取加直流高压的试验方法，以确保变压器泄漏电流测量结果的精确性。在高压情况下，如果变压器的泄漏电流明显高于低压情况下的电流，则表明变压器的高压绝缘电阻小于低压绝缘电阻，即变压器本身存在质量缺陷，防泄漏功能也无法满足使用要求。
3.3局部放电试验
电力变压器的局部放电试验是常见的“非破坏性”试验项目，试验方法主要有：（1）以工频耐压作为预激磁电压，降至局部放电试验电压，持续时间l0～15min后，测量局部放电量；（2）以模拟运行中的过电压作为预激磁电压，降至局部放电试验电压，持续1～1.2h，测量局部放电量。第2种试验方法可以测量变压器在长期工作电压下，是否出现局部放电量现象，以保证电力变压器在应用中的安全运行。另外，在电力变压器的局部放电试验中，绝缘结构设计、绝缘介质的承受场强、带电与接地电极表面场、绝缘件加工与工艺处理等都要使局部放电量小于规定值来考虑，而不是以主、纵绝缘是否放电为主要依据。
在电力变压器的局部放电试验中，以工频耐压作为预激磁电压时，试验电压的持续时问约为15min，适当延长局部放电试验的电压持续时间，对于绝缘性能测试具有一定的作用，如果变压器的绝缘性能不理想，有可能引起不同程度的破坏性损坏。以模拟运行中的过电压作为预激磁电压时，局部放电试验的电压持续时间标准要求为lh，变压器能承受多长时间的预激磁电压与绝缘结构的伏秒特性有着密切的联系。在电力变压器的局部放电试验中，局部放电量通常与带电、接地电极表面的场强有关，而与电源的频率则无关联，所以，试验地点的噪声应尽量控制，电源的局部放电量也要进行隔离。
3.4变压比测量
电力变压器的变压比测量方法主要有：双电压表法、变压比电桥法等，其中变压比电桥法是现场试验中常用的方法，其主要具有以下优点：不受电源稳定程度的限制；准确度和灵敏度高；误差可以直读；试验电压可以调节，比较安全。在电力变压器的变压比试验中，还可以同步完成连续组别的试验，而结线组别相同则是变压器并联运行的基本条件之一，所以，判断电力变压器的结线组别也是高压试验中不可缺少的一项。常用的试验方法有：交流电压表法、相何表法、变压比电桥法、直流感应法、组别表法等。组别表是一种常见的试验电力变压器组别、相序、极性的专用仪表，该表具有使用简便、反映直观、指示正确等优点。
3.5介质损耗因数测试
在电力变压器的高压试验中，介质损耗因数测试是基本的绝缘预防性试验项目之一，其主要试验目的是根据介质损耗因数的大小，判定变变压器的绝缘性能。在变压器正常运转状态下，介质损耗因数的变化与绝缘损耗的大小有着密切的联系。在试验过程中，试验人员可以通过相关结果，掌握变压器绝缘的整体受潮与劣化变质程度，从而得出精确的试验结果。在电力变压器的介质损耗因数测试中，其结果明显优于绝缘电阻测量与泄漏电流测试，主要是因为测试过程中，与试验电压和设备大小等因素的关联性较小，试验人员可以准确地判断变压器的绝缘变化情况。
3.6交流耐压试验
电力变压器的交流耐压试验主要是应用于鉴定其绝缘强度的大小，采用这种试验方法可以直接反映出变压器的集中性性能缺陷，从而保证变压器的绝缘性能提升，避免因绝缘老化而导致严重的安全事故。在进行电力变压器的交流耐压试验前，必须仔细测量电压器的绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗因数等，在获取相关试验结果后，才能组织交流耐压试验的进行。如果相关试验结果的统计与计算不合理，将直接影响到交流耐压试验结果的精确性。
4.电力变压器高压试验的安全设计方法
在电力变压器高压试验中，由于所需的试验电较大，如果不能采取有效的安全设计方法，将直接关系到试验结果的准确度，以及试验人员的安全。因此，在电力变压器高压试验过程中，必须注重安全设计方法的研究与应用，进而保障试验工作的顺利开展和进行。
4.1防止感应电压与放电反击
在电力变压器高压试验中，在试验设备与其他设备之间必须采取有效的防止感应电压的措施，通常是将试验设备与其他仪器、设备进行短接，并可靠接地。在高压试验室中，要根据试验要求设置专用的短路接地井、接地系统，对于试验室中闲置的各种电容设备也要按照要求进行短路接地。由于电力变压器高压试验是在一个封闭的六面屏蔽体环境中进行，在试验过程中有可能出现瞬间放电的现象，所以，对于试验室中的高压电缆必须加金属管保护，并且埋地敷设。一般情况下，金属保护管的长度应>15m，并且每隔5m与接地极进行连接，从而严格控制放电反击现象的发生机率。
4.2可靠的接地
在电力变压器高压试验中，必须保证试验室的接地系统良好，接地电阻一般需要在0.5Ω以下，从而保障试验设备与试验人员的安全。在具备良好接地条件的情况下，还应将试验室视为一个特殊的等电位体，试验室中所有金属仪器、设备的外壳都要保持良好接地，特别是在变电器与试验设备之间必须有可靠、安全、稳定的金属性连接。在高压试验室中，应明确标注接地点的位置，以防在试验中出现人员触电的现象。
4.3防火、防爆
在电力变压器高压试验中，必须严防变压器在运行中发生过载或短路的现象，特别要注意绝缘材料、绝缘油等因高温、电火花作用等因素，而产生分解、膨胀，以致气化，导致变压器内部的压力急剧增加，有可能引起变压器外壳爆炸使大量绝缘油喷出燃烧，油流又会进一步扩大火灾的危险。因此，在电力变压器的高压试验过程中，必须注重对于安全问题的防范，以保证试验的安全性。
5.结语
总之，在电力变压器高压试验中，一定要选取合理的试验条件、方法与内容，并且注重试验过程中的安全设计，以保证试验操作的顺利进行，获取相应的试验数据，进而科学判定变压器的综合性能。