吳其亞

（吳江變壓器有限公司，江蘇 蘇州 215200）

0 引言

隨著我國電網(wǎng)建設規(guī)模不斷擴大，相關電力設施運行的質(zhì)量及安全得到了越來越多的重視，其中變壓器就是典型的代表之一。變壓器高壓試驗是驗證變壓器有無故障的重要措施，但是在實際試驗過程中，在精確性及可靠性方面依然存在不足，因此，有必要針對變壓器高壓試驗中存在的問題加強研究，提高試驗技術水平及質(zhì)量，為變壓器安全高效運行提供保障[1]。

1 變壓器高壓試驗中常見的項目

1.1 絕緣油試驗

絕緣油是影響變壓器電氣特性的關鍵因素，因此，不管是新的絕緣油還是運行使用的油都要進行試驗，以防絕緣油變質(zhì)影響變壓器性能。絕緣油耐壓試驗過程中，5次檢測結(jié)果中只要有一個值與平均值的差大于±25%，就需要繼續(xù)試驗；必要的情況下，可選3杯油樣做試驗，每個杯都擊穿5次，再計算出其平均值；若電壓上升到試驗設備的最大值50kV，應保持最大電壓值1min，若絕緣油依然未被擊穿，則可認定該絕緣油是合格的，并記錄在試驗報告上[2]。

1.2 對繞組連同套管的直流電阻進行測量

測量繞組連同套管的質(zhì)量電阻時，變壓器直流電阻測試儀是最常用的設備，可以準確測量出變壓器繞組直流電阻值，從而用來判斷繞組的接頭質(zhì)量、引線是否跟套管良好接觸、并聯(lián)支路是不是正確連接、有無層間短路或內(nèi)部斷線等。變壓器交接、大修或是更換了分接頭位置之后，均需對其進行直流電阻測量試驗。同時，試驗過程中要將相同溫度下變壓器的直流電阻跟其出廠實測數(shù)據(jù)進行對比，以偏差＜2%為合格。另外，實際測量過程中，繞組溫度以頂層油溫為準且跟四周環(huán)境溫度差距應＜3℃。為避免讀數(shù)不準，應待電流穩(wěn)定之后，再進行讀數(shù)[3]。

1.3 對變壓器的三相接線組別及單相變壓器引出線的極性進行檢查

變壓器三相接線組別及單相變壓器引出線的極性決定了其能不能進行有效并聯(lián)，所以要使用專業(yè)的測試儀對變壓器的三相接線組別及單相變壓器引出線的極性進行測試，確保其跟銘牌標識一致。

1.4 測量與鐵芯絕緣的各緊固件以及鐵芯的絕緣電阻

對變壓器的絕緣電阻及吸收比進行測試，不僅能夠準確判斷出變壓器絕緣有無整體或局部受潮情況，也能夠判斷出是否存在短路、接地及瓷瓶破裂等問題。針對需要做器身檢測的變壓器，須測量出可接觸的穿芯螺栓、軛鐵夾件及綁扎鋼帶的電阻，并與鐵軛、鐵芯、油箱和繞組壓環(huán)的絕緣電阻進行對比。若軛鐵梁或者穿芯螺栓的一端跟鐵芯相連時，須先斷開連接部位再做試驗。安裝好變壓器之后，必須對鐵芯及有外引接地線夾件的絕緣電阻進行測量且鐵芯必須有一端接地。若變壓器中有專用的鐵芯接地線引出套管時，須在注油之前，對其外殼的絕緣電阻進行準確測量。測量絕緣電阻時，使用2500V兆歐表持續(xù)測量1min，沒有閃絡及擊穿等現(xiàn)象視為合格。另外，在測量絕緣電阻過程中要注意：測量之前，要使變壓器同一面繞組的各相短路，并與中性點引出端相連接，再接地，否則會影響最終的測量結(jié)果。在變壓器剛退出運行時，由于繞組溫度與油溫高且不一致，所以應等30min，讓繞組溫度與油溫相接近后，再做測量工作。而若變壓器是新注的油或者換油了，則應靜置5h～6h，等氣泡完全逸出來之后，再做測量工作[4]。

1.5 繞組連同套管的交流耐壓試驗

開展交流耐壓試驗就是為了驗證變壓器在更加嚴苛的條件下，其繞組的絕緣情況，是變壓器高壓試驗中非常重要的項目之一。實際交流耐壓試驗中會用超出額定電壓一定倍數(shù)的工頻交流試驗電壓來對變壓器繞組及套管進行持續(xù)1分鐘的測試，該試驗具有一定的破壞性，所以，必須確保其他絕緣測試都達標之后再進行交流耐壓試驗，以防產(chǎn)生不必要的絕緣擊穿或其他損害事故。交流耐壓試驗是變壓器高壓試驗的最后一個環(huán)節(jié)，只有耐壓試驗合格后才能將變壓器投入使用[5]。交流耐壓試驗的標準參考表1。

表1 交流耐壓試驗標準

2 案例概況

某項目中購買安裝了10臺110kV的變壓器，其型號及數(shù)量分別為2臺SZ11-40000/110、2臺SZ11-31500/110、2臺SZ11-25000/110、4臺SZ11-12500/110，主要參數(shù)見表2。為了保證該廠可以盡快投入生產(chǎn)，便按照GB50150—2016《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》中的要求，對10臺變壓器做了相應的交接試驗且全部的交接試驗都是在對變壓器進行真空注油并靜置24h之后開始做的，除了最后的交流耐壓試驗之外，其他的常規(guī)試驗均為合格。

表2 變壓器的主要參數(shù)

因為該項目中使用的110kV變壓器其高壓側(cè)進線連接都是使用的泰科HVCA-145kV可插拔干式電纜終端（如圖1所示），高壓側(cè)未設置引出線，所以，交流耐壓試驗過程中，選擇使用的是相匹配的HVTC-TESTCAB測試電纜（如圖2所示）進行了實際試驗，具體如下。

圖1 插拔式電纜終端

圖2 測試電纜

首先是對SZ11-25000/110型變壓器進行交流耐壓試驗。做好相關準備工作之后，開始對變壓器的高壓側(cè)及電纜終端做160kV交流耐壓試驗，待電壓上升到143kV時，電纜終端連接部位忽然發(fā)生放電現(xiàn)象，串聯(lián)的諧振加壓設備也隨之斷開。接著又對SZ11-31500/110型變壓器及SZ11-12500/110型變壓器做了160kV交流耐壓試驗，同樣在電壓未上升到160kV便出現(xiàn)了放電現(xiàn)象，最高電壓升到了154kV。

購買這10臺110kV變壓器時，在業(yè)主的見證下也都做了出廠工頻耐壓試驗，結(jié)果顯示高壓側(cè)都達到了200kV/min。因此，判斷現(xiàn)場不同型號變壓器交流耐壓試驗不通過不是因為變壓器的耐壓水平不合格引起的，可能是因為操作不當或者是插拔式電纜終端母模跟變壓器不匹配造成的。

3 交流耐壓試驗異常的原因分析

基于上述判斷，從插拔式電纜終端母模及操作兩方面入手，分別探究了具體的原因，以進一步明確引起交流耐壓試驗異常的具體原因。

3.1 插拔式電纜終端

由于該110kV變壓器進線采用的是插拔式電纜終端，相關案例比較少且其接線方式也不是常見的方式，可借鑒的經(jīng)驗也沒有。因此，筆者直接咨詢了插拔式電纜終端生產(chǎn)廠家（泰科電子有限公司），得知該插拔式電纜終端出廠時的耐壓試驗結(jié)果為190kV/30min。同時，也通過了武漢高壓研究所的測試，廣泛應用于110kV及以上的GIS電氣設備中。且該型號的插拔式電纜終端在國外的110kV及以上變壓器上也有廣泛的應用。綜合上述內(nèi)容初步排除了因插拔式電纜終端母模與變壓器不匹配而引起耐壓試驗異常的可能。

3.2 操作不當?shù)脑?/h3>

3.2.1 清潔度

電纜終端頭安裝之前，為保證質(zhì)量，保障安全，通常會用純度在99.5%以上的無水酒精清理干凈電纜終端的母頭及公頭，但是實際安裝過程中，操作人員用的酒精為純度75%的普通醫(yī)用酒精，其含水量比較大，可能會引起放電。

3.2.2 導電膏

電纜終端經(jīng)過無水酒精擦拭干凈之后，按要求應使用跟電纜終端電壓等級相符的專用導電膏（即110kV高壓等級的導電膏）涂抹到母模及公模上。但是實際施工中用的導電膏為10kV等級的，其耐壓能力不足，也很有可能會引起放電。

3.2.3 安裝方法

這10臺110kV變壓器都是下進線，即將110kV電纜先穿過預埋好的PVC管，再與變壓器相連接，具體見圖3所示。但是電纜的實際長度有限，無法實現(xiàn)穿過PVC管并垂直安裝，同時現(xiàn)場安好之后也未做固定，經(jīng)測試，電纜的彎曲半徑不夠，可能導致電纜終端頭導體（如圖4所示）連接位置存在間隙，這也可能引起放電。

圖3 變壓器進線示意圖

圖4 電纜終端連接示意圖

3.2.4 試驗方法

耐壓試驗過程中，電抗器和測試電纜之間的連接導線露在外面，因為該耐壓試驗的電壓比較高且電抗器輸出的電壓存在較重的毛刺，也可能引發(fā)放電現(xiàn)象。根據(jù)串聯(lián)諧振廠家的建議，使用錫紙將這段裸露在外面的導線裹好（見圖5所示），這樣既能起到均壓環(huán)的作用，又能預防放電現(xiàn)象。

圖5 現(xiàn)場錫紙?zhí)资疽鈭D

結(jié)合上述方法，將測試電纜終端頭重新安好，并對電纜頭增設了固定措施（如圖6所示），以確保導體連接位置可以完全接觸到位。然后根據(jù)串聯(lián)諧振廠家的建議，對10臺110kV變壓器重新做了160kV/min耐壓試驗，并且順利完成實驗，最終均安全投入運行。

圖6 測試電纜固定措施示意圖

4 總結(jié)

綜上所述，變壓器高壓試驗是一項綜合性較強、復雜程度較高的工作，涉及的工作內(nèi)容及項目比較多，影響因素多，難免會出現(xiàn)一些故障。因此，在實際試驗過程中，如果發(fā)生了故障，必須要及時根據(jù)實際試驗情況做好故障原因排查及分析工作，以便在最短的時間內(nèi)確定故障源，并采取針對性措施有效解決。同時，負責變壓器高壓試驗的相關單位及部門也應提前做好預測及分析工作，明確試驗中可能出現(xiàn)的問題，并建立相應的應急方案，消除潛在的故障因素，為高壓試驗高效優(yōu)質(zhì)完成提供保障，進而使變壓器能夠按期穩(wěn)定的投入運行。