电力变压器试验与分析报告

变压器试验与分析
一测定绝缘电阻和吸收比
1.1 测量绝缘电阻
测量时，按“标准”规定使用兆欧表，依次测量变压器各线圈对地及线圈间的绝缘电阻。

被测线圈引线端短接，非被测线圈引线端均短路接地。

测量部位和顺序，按下表进行测量。

2
R1×1.5(t1-t2)/10 式中R1为t1温度时测得的绝缘电阻值（兆欧）R2 为换算到温度为t2时测得的绝缘电值（兆欧）
测量的绝缘电阻值，主要依靠各线圈历次测量结果相互比较进行判断，与上一次试验结果相比应无明显变化，一般不低于上一次值的70％。

交接试验时，一般不应低于出厂试验值的70％（相同温度下）
1.2测量吸收比及极化指数
吸收比是用兆欧表对变压器加压时间为60秒和15秒时，测得绝缘电阻的比值。

吸收比对绝缘受潮反应比较灵敏。

当温度为摄氏10～30℃时吸收比不应低于1.3。

220KV及120MV A以上变压器应测量极化指数。

取十分钟和一分钟的比值，极化指数不低于1.5。

测量绝缘电阻和吸收比是检查变压器绝缘状态简便而通用的方法。

一般对绝缘受潮及局部缺陷，如瓷瓶破裂、引出线接地等，均能有效地查出。

如果测定的绝缘电阻和吸收比达不到规定值，则绝缘中肯定存在上述某种缺陷。

2泄漏电流试验
得的泄漏电流值。

泄漏电流的试验实际上也就是测量绝缘电阻，由于测定泄漏电流用的直流电压较高，它可以发现兆欧表所不能发现的绝缘缺陷。

如变压器的部分穿透性缺陷和引线套管缺陷等。

对测量结果进行分析判断时，主要是与同类变压器及各线圈相互比较，与历年试验结果比较，不应有显著变化。

当其数值逐年增大时，应引起注意，这往往是绝缘逐渐劣化所致；若数值与历年比较突然增大时，则可能有严重缺陷，应查明原因。

3 测量介质损失角的正切值
变压器的外壳因直接接地，所以采用QS1型交流介质电桥反接线。

测量时被测线圈两端短接，非测量相线圈均要短接接地，可以避免线圈电感给测量带来误差。

测量变压器线圈绝缘的介质损失角正切值标准（20℃）如下表
电压当绕组电压在10千伏及以上时为10千伏，绕组电压在10千伏以下的为Un。

测量时介质损失角正切值应换算到同一温度，数字表达式为：
tgδ2＝tgδ1×1.3（t2-t1）/10式中tgδ1，tgδ2分别在温度t1，t2下的tgδ值。

测量变压器线圈绝缘的介质损失角正切值，主要用于检查变压器是否受潮，绝缘老化，油质劣化，绝缘上附着油泥及严重局部缺陷等。

如果测定的介质损失角正切值达不到规定值，则绝缘中肯定存在上述某种缺陷。

4 影响试验结果的主要因素
严格地讲，不含水分、灰尘和纤维等杂质的纯净油，击穿起始于个别油分子在电场中的极化、电离，其化学组成对击穿电压影响不大，不同牌号和产地的绝缘油应该具有大致相同的击穿电压，并且同一试样平行试验结果的分散性也不大，击穿电压值能达到200kV以上（电极距离2．5mm）。

但实际应用中的油和“纯净油”有极大的不同，用目前世界上最先进的净化设备多次处理后的绝缘油，其含水量也往往大于2mg／kg，每100mL油中长度大于5μm的杂质颗粒不少于数千个；另外在取样测定过程中油样也不可避免地与周围大气接触，大气中的水分、飘尘会不可避免地混入油中。

这些油中的杂质和溶解于油并与油分子紧密结合的水分子，在纯净的油分子远未在电极之间极化和电离之前，就沿电场强度方向排列、聚集，进而电离形成微小通路，即所谓“小桥”，小通路连接贯穿两极，导致油迅速击穿。

油中杂质越多，越易形成小桥，击穿电压越低。

测定绝缘油的击穿电压，实际上是在衡量绝缘油中杂质含量的多少，即判断绝缘油被污染的程度。

油的击穿过程实际上是随机的，与油隙电场的瞬间状态密切相关。

油中杂质分布的不均匀性和杂质颗粒的运动，导致油隙间杂质颗粒的分布随时间改变而不同，因此小桥在电场中的位置是不可预知的。

尤其是对于平板倒角形电极而言，相对均匀的电场比球形和球盖形电极所形成的同等强度的电场所占的空间体积要大得多，小桥形成的位置更加不可预知，形成的概率也要大得多。

这也是平板倒角形电极测定油的击穿电压值比另两种电极的测定值低的根本原因。

由以上击穿机理的分析，我们可以得知油隙的击穿虽然是短暂的一瞬间，其过程却是复杂的，即使是一杯试样，在多次击穿试验中的测得值也是分散性很大的，各种试验标准都规定取6次试验的平均值作为试验结果，这种规定在一般的测试中是不多见的。

把一些显而易见的影响因素作人为的严格规定，使这些因素对结果的影响维持在一个恒定的水平是十分必要的。

4.1环境的影响
大气中的飘尘和水气不可避免地要混入待测油样中，从而使测定值偏低，因此标准中有油杯加防尘盖和尽快完成测定的提法，有条件的话，应尽可能在有空调的洁净、干燥的试验室内进行测定，尤其是在我国南方潮湿多雨的季节和北方沙尘较大的季节，防止环境条件对测定结果的影响
4.2试验仪器的影响
试验仪器包括升压装置(手动或自动)、油杯和电极、搅拌装置(手动或自动)、数据输出装置(模拟仪表或数显打印机)、计时装置等，每一部分的异常都会使测定结果产生误差，全自动的仪器较好，在测定过程中基本上消除了人为因素的影响。

4.2.1 升压装置
升压装置的输出电压波形是否近似正弦波，输出电压是否与输出显示一致，对结果的准确性有很大影响，不同的测试仪器，其升压装置的性能必须确保符合标准的规定。

升压装置的此项性能应由生产厂家在仪器的设计生产中予以保证，用户可在选购仪器时向生产厂家索要升压装置输出电压频谱分析和输出电压峰值的检测报告。

4.2.2油杯和电极
电极的形状不同，电极周围空间的电场也截然不同，平板倒角形电极之间的电场可以大致看成是均匀电场，而球形和球盖形电极之间的电场为不均匀电场，绝缘油在不同电场中的表现也完全不同。

油杯的容量大小、电极浸入绝缘油的深浅都会给测定结果带来影响，为此相关标准中都有明确的规定。

实践表明，电极的加工和装配水平、油杯的形状和材料等不同都会给测定结果带来明显的差异。

4.3 环境的影响
大气中的飘尘和水气不可避免地要混入待测油样中，从而使测定值偏低，
因此标准中有油杯加防尘盖和尽快完成测定的提法，有条件的话，应尽可能在有空调的洁净、干燥的试验室内进行测定，尤其是在我国南方潮湿多雨的季节和北
方沙尘较大的季节，防止环境条件对测定结果的影响。

4.4试验数据的分散性
一个绝缘油油样6次击穿电压试验的测定值，其分散性是较大的，根本原因在于击穿瞬间两个电极之间的电场分布状态和绝缘油中所含杂质的分布状态都是随机的。

数据处理中，不论6个数据分散性有多大统统进行平均，或者按照数处理原则舍弃离散值再进行平均，都不十分合适。

笔者认为，有些仪器使用说明中建议当6个数据的标准差s≥10kV(电极距离2.5mm)时重新取样测定，这一提法值得推荐。

较准确地说，我们测得的击穿电压值只是说明该绝缘油在平均值附近发生电击穿的概率最大，偏离此点较多的过高值和过低值出现电击穿的概率较低，并不是说该绝缘油在此点一定被击穿。

选择击穿电压值较集中的范围，取不少于6个测定值的平均值作为测定结果是较为合理的，这样更能较真实地反映绝缘油的平均被污染水平。

4.5 试验数据的准确性
得到准确可靠的绝缘油击穿电压值，是击穿电压试验的最终目的。

若对试验
结果产生怀疑，建议用下述办法处理：
a)检验升压装置输出电压波形和幅值。

此项工作一般生产厂家都已做了，在正常使用中发生变化的可能性不大，在使用中若没有发生明显的损坏，由此引起的误差可能性很小。

b)在测得值介于合格与不合格之间时，采用对比试验的方法，验证油杯和电极对结果的影响，即同时在不同的试验室，用不同的电极和油杯测定同一油样，在确保两对电极间距离都是(2.5±0.1)mm的前提下，测定值较高的应更接近于真值。

这是因为只有电极间距离过大才会使绝缘油的击穿电压测定值的误差为正误差，其余各种影响因素，包括电极形状、加工精度和表面状态，油杯的材料、形状等，都会使测定值出现负误差，即测得结果小于真值。