李亞輝

摘 要：作為電力設(shè)備運行和維護(hù)中的重要環(huán)節(jié)之一，電力變壓器的絕緣實驗和診斷能有效保護(hù)電力設(shè)備的安全運行，承擔(dān)著電力系統(tǒng)絕緣監(jiān)督的主要工作任務(wù)。按照《電力設(shè)備預(yù)防性實驗規(guī)程》進(jìn)行操作實驗，能有效診斷缺陷設(shè)備、及時發(fā)現(xiàn)隱患等。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；絕緣試驗；診斷分析

電力設(shè)備內(nèi)部的絕緣材料性能決定了電力設(shè)備的主要壽命，衡量絕緣性有多個指標(biāo)，比如電氣性能、機械性能、熱穩(wěn)定性與化學(xué)穩(wěn)定性等。采取多種手段進(jìn)行電氣性能的定期勘測，對電力設(shè)備的絕緣性能做出客觀評價是維持電力設(shè)備長期運行的必不可少的手段。

1 電力變壓器絕緣的分類和損害危害

1.1 絕緣分類

電力變壓器的絕緣分類一共分為內(nèi)、外絕緣兩大類。外絕緣就是空氣絕緣，內(nèi)絕緣是出于油箱中的各部分絕緣。其中，內(nèi)絕緣又可以分為主絕緣和縱絕緣兩大類，主絕緣是組繞與組繞之間及對地之間的絕緣，縱繞是各部分之間的絕緣。

對于目前的電力系統(tǒng)使用的變壓器有兩種不同的中性點的絕緣結(jié)構(gòu)。一種是我們常說的全絕緣結(jié)構(gòu)，這種絕緣結(jié)構(gòu)的中性點的絕緣水平和三相端出線電壓等級的絕緣水平是一樣的，對于小接地電流接地系統(tǒng)而言，很好的滿足了較高的絕緣要求，這種電力絕緣系統(tǒng)在我國也有著廣泛的應(yīng)用。另一種就是分級絕緣結(jié)構(gòu)，它的中性點的絕緣水平低于三相端出線電壓等級的絕緣水平，這種絕緣結(jié)構(gòu)在110kv及以上電網(wǎng)的大電流接地系統(tǒng)中有些重要應(yīng)用。分級絕緣結(jié)構(gòu)能很好的通過縮小絕緣尺寸來縮小整個變壓器的尺寸，這樣就可以降低造價。對于變壓器的絕緣水平，也被稱為絕緣強度，它按照高壓、中壓、低壓繞組順序列出的耐受電壓值來衡量，這也是日常診斷的一個指標(biāo)。

1.2 損害危害

變壓器故障的很大程度上都是有絕緣老化引起的，因此，變壓器絕緣老化是維修人員的關(guān)注重點。如果絕緣老化損壞，會導(dǎo)致電網(wǎng)中的絕緣機械強度下降，使電路抵抗中大電流的能力大大下降，容易引起電壓不穩(wěn)、短路、停電等常見故障，是變壓器的價值減少。另外，變壓器也會因此而受到損害，變壓器內(nèi)部可能出現(xiàn)局部放電危險，很容易引起變壓器損毀。變壓器的絕緣能力下降，會使它無法承受電磁震動和電動力帶來的內(nèi)部沖擊，在電壓不穩(wěn)定的冬季，這種損傷尤為明顯。

2 電力變壓器絕緣試驗方法

目前我國的部分電力系統(tǒng)的絕緣試驗方法還存在很多不完善的地方，對于絕緣預(yù)防性試驗如果只是硬性按照統(tǒng)計規(guī)格進(jìn)行判斷，或者單一方法試驗很容易造成試驗工作的失誤和不足。絕緣試驗主要有介質(zhì)損失角法、電容比法、吸收系數(shù)測定法、絕緣電阻及泄漏電流測定法等。介質(zhì)損失角法的靈敏度高，用來測定設(shè)備受潮和嚴(yán)重的局部缺陷，在絕緣試驗時，常常測定幾個介質(zhì)回路的總損失角，對于電容較小的部件，常常受潮嚴(yán)重，但是如果介質(zhì)損失角沒有顯著增加，并不容易被發(fā)現(xiàn)。絕緣油的劣化會導(dǎo)致介質(zhì)損失角的惡化。在絕緣受潮后，介質(zhì)不均勻極化，絕緣在不同頻率和溫度下表現(xiàn)出不同電容，以此來判斷絕緣就是電容法。除了檢測干燥運行絕緣，這種方法是最主要的。對于另一種試驗方法，吸收系數(shù)測定法，就是在絕緣有局部缺陷或者受潮時，吸收關(guān)系容易飽和，這樣能簡單并且準(zhǔn)確的判斷絕緣狀態(tài)，如果和其他方法混合使用，能有效發(fā)現(xiàn)局部缺陷，吸收系數(shù)對于絕緣板、套管等的局部缺陷能很容易檢查出來。最后，絕緣電阻和泄漏電流測定法，在檢測絕緣潮濕程度上，絕緣電阻和泄漏電流測定的結(jié)果通常是一致的。用直流電檢查絕緣狀態(tài)，在沒有電容影響的情況下靈敏度和準(zhǔn)確度都很高。局部缺陷處常常有電流經(jīng)過而使絕緣降低，因此絕緣電阻試驗?zāi)苡行Оl(fā)現(xiàn)絕緣弱點。泄漏電流則通過較高的電壓更有力的發(fā)現(xiàn)某些端部和局部的缺陷，并且根據(jù)絕緣的伏安曲線關(guān)系也能有效判斷受潮情況。

3 電力變壓器絕緣診斷方法

電力變壓器的絕緣試驗是診斷絕緣性的有效方法，在目前的絕緣診斷方法中，最普遍應(yīng)用的有一下幾種。一個是絕緣電阻和吸收比的測定，通過對此的測定，可以很好的檢測變壓器絕緣整體或者局部的受潮，及時發(fā)現(xiàn)絕緣表面的局部缺陷，還能夠檢查出有沒有短路、瓷件破損等。對于這種試驗有嚴(yán)格的控制要求，對于設(shè)備的絕緣電阻不能低于出廠試驗值的70%，對于變壓器的吸收比也要控制在1：3以上，對于電壓等級大于220kv容量大于120MVA的變壓器，要對它的極化指數(shù)進(jìn)行測量，要求這個值與出廠值不能有太大差距。此外，還要進(jìn)行交流耐壓試驗，將被試?yán)@組收尾相接，并施加試驗電壓來考察變壓器的主絕緣和端絕緣的強度，就是外施工頻耐壓試驗。這種實驗方法對于設(shè)備絕緣而言是破壞性的，原來的絕緣弱點會因此進(jìn)一步放大，造成絕緣內(nèi)部的劣化積累。所以，對于試驗電壓標(biāo)準(zhǔn)和耐壓時間的控制就顯得尤為重要。試驗電壓在此具有雙重性，電壓越高，一方面發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷就會更有效，另一方面也會更容易擊穿被試品。作為考驗絕緣的主試品，耐壓試驗是變壓器絕緣試驗的主要方法之一。另外，還要介紹一種主要方法，即對介質(zhì)損耗因數(shù)的測量。介質(zhì)損耗因數(shù)測量廣泛應(yīng)用于檢測變壓器絕緣受潮情況、油質(zhì)劣化情況以及繞組上的局部缺陷等。但是在一些方面并不靈敏，比如局部放電，絕緣老化，輕微缺陷反應(yīng)等。而對于容量8000KVA以上和電壓等級35KVA以上的變壓器，測量損耗角的正切值必不可少。

4 電力變壓器絕緣損壞實例分析

電力變壓器隨著容量的增大，一旦出現(xiàn)損壞，不僅影響居民用電需求，更有可能對居民的人身財產(chǎn)安全產(chǎn)生極大威脅。因此有效掌握絕緣受損情況非常重要。目前出現(xiàn)的絕緣損壞事故主要有繞組絕緣事故、套管絕緣事故、分接開關(guān)絕緣事故、鐵心絕緣事故等。首先，絕緣事故發(fā)生可能是由于制造缺陷，即在局部放電的情況下正常工作電壓引起的絕緣擊穿事故，因此，在出廠局部放電檢驗中嚴(yán)格把關(guān)就能很高預(yù)防此類事故發(fā)生。另外，絕緣容易老化，很多變壓器，由于油道阻塞導(dǎo)致諸如匝絕緣局部過熱的情況，容易引起絕緣事故。對于絕緣老化的事故發(fā)生一般可以見得絕緣的明顯的老化象征，。在一些情況下也會出現(xiàn)油流帶電的事故發(fā)生。油流和固體絕緣摩擦?xí)a(chǎn)生電流，在油流放電的過程中，油中會產(chǎn)生間歇性電火花，局部放電測量儀會收到信號但是此種情況發(fā)生一是要有足夠大的電量，另外還要有形成放電的通道，由于油流放電部位明確，一般在繞組下部，該處電位較低，一旦放電易于察覺也很容易處理，雖然一般沒有引起大的事故，但是仍然需要警惕，因為一旦事故發(fā)生，后果也是不可設(shè)想的。

5 小結(jié)

作為變電站的核心設(shè)備，電力變壓器起到了不可替代的作用，它的運行狀況直接影響到了整個電力系統(tǒng)的安全運行。絕緣油和絕緣紙作為主要絕緣材料，容易老化而導(dǎo)致事故發(fā)生，因此，對變壓器絕緣試驗與診斷技術(shù)的研究需要不斷深化，以此保障變壓器的正常運轉(zhuǎn)。在安全的前提下，變壓器絕緣還有更加廣闊的探索和利用空間。