变压器交流耐压试验击穿原因分析

变压器交流耐压试验击穿原因分析

鲜灿，陈筱平

（四川南充电业局，四川南充637000）

摘要：分析南充电业局河东站110 kVⅠ号主变110 kV侧和35 kV侧交流耐压试验击穿现象，查找击穿原因，提出防止措施，供同行参考。

关键词：变压器；交流耐压；击穿

1 交流耐压击穿经过

南充局送变电公司高压所对110 kV河东变电站新安装的110 kVⅠ号主变进行交流耐压试验时，发现内部油介质瞬时击穿现象，其经过如下：2002年6月10日，在通过其他常规试验后，送变电公司高压所对110 kV 河东变电站Ⅰ号主变（额定容量40 000 kVA）进行交流耐压试验。试验电源使用250 kVA变压器直供，试验变压器额定电压150 kV，额定容量250 kVA，试验控制台设有低压过流保护，定值设为1．5 A，实际低压允许电流180 A，试验变压器高压侧设有限流水阻，球隙放电水阻和球隙保护，TA变比为600／5 A。试验接线见图1。

该变压器高压侧对中、低压侧及地交流耐压试验，出厂试验电压为140 kV，现场试验电压按照出厂试验电压的85％进行，实际施加电压为119 kV，保护球隙的放电电压设定为135 kV。根据试品变压器高对中、低压侧及地的电容量计算出交流耐压119 kV时，试验变压器低压电流为143．7 A，高压电流为0．479

A，试验电源与试验变压器完全能满足试验要求。

交流耐压试验工作一切准备就绪（被试变压器中、低压侧短路接地，铁芯接地，升高座TA短路接地），接着对变压器110 kV侧进行高对中、低压侧及地交流耐压试验。当试验电压升至81 kV时，事先无任何预兆，保护球隙放电，过流保护动作，试验变压器高压控制开关跳闸，调压器自动回零。这次放电，因试验回路接地不良，导致高压数显电压表的电源接头烧焦，控制台指示灯烧坏。现场分析认为被试变压器内部绝缘有可能同时击穿。

为了确定变压器内部属于什么性质的击穿，在摇测绝缘电阻吸收比与耐压试验前比较无变化后，进行了第二次高对中、低压侧及地交流耐压试验。当电压再次升至81 kV时，被试变压器与保护球隙同时发出放电声，试验回路高压跳闸，调压器自动回零，试验控制回路被变压器击穿后的反击电压烧毁。这次试验弄清了被试变压器的击穿性质为自恢复性的油介质击穿。

南充局安生部组织生产厂家、试验部门进行分析，提出了处理意见：①吊出变压器分接开关进行检查。②吊套管检查套管引线与外壳距离。后来吊开分接开关后，发现分接开关油箱内有铁屑（检查套管引线与外壳距离正常），经过处理后，于2002年6月24日对110 kV河东站Ⅰ号主变进行了第三次交流耐压试验。

这次试验设备、试验接线和设置试验参数完全与上次试验相同，保护球隙放电电压设置为135 kV，过流继电器设置为1．5 A。此次升压采取点动方式升压，当电压升到30 kV时，发现试验电压突变为50kV。对出现的电压突变现象，现场试验人员没有进行深究，继续按点动方式升压，这一次试验电压平稳上升到119 kV，试验电压稳定1 min后，被试变压器及设备一切正常。这次升压过程中的奇怪现象，加之前两次试验失败，现场而又没有找到合理的原因，仅仅依靠一次试验的成功无法判定试品变压器高对中、低压侧接地交流耐压试验合格。

2002年6月24日下午，试验人员对被试变压器进行了35 kV侧（中对高、低压侧及地）交流耐压试验。将被试变压器高压侧、低压侧、铁芯、升高座TA 等均短路接地。在试品变压器出厂时，中对高、低压侧及地试验电压值为85 kV。因此，本次试验中，中压侧所加试验电压应为72 kV，试验前将保护球隙放电电压调至85 kV，低压过流继电器设置为1．5 A。试验过程中，当电压升至61 kV 时，保护球隙放电，调压器自动归零，试验人员判定此现象为被试品内部放电。生产厂家和现场技术人员为了进一步确证，要求再次进行试验，但是反复多次的试验发现升压到61kV至63 kV之间时，保护球隙放电，情况与第一次完全相同。

2002年6月25日，按照技术人员要求，放大保护球隙的放电距离至89 kV，重新进行变压器中压侧对高、低压侧及地交流耐压试验，结果情况与24日相同，没有任何变化。技术人员再次向试验人员提出要求，取消保护球隙进行交流耐压试验，当电压升到64kV时，被试品内部发出明显的放电响声，试品被击穿。控制台过流保护动作，断开控制回路高压输出，调压器归零。

2 原因查找

因为这台变压器为全密封免维护设备，现场无法进行吊罩检查。高对中、低压侧及地以及中对高、低压侧及地交流耐压试验过程中出现的问题，必须查清原因。

南充局及变压器厂家技术人员经过分析，决定对该变压器套管引线、分接开关及内部进行检查。南充局送变电公司对I号主变重新放油，首先检查变压器高、中压侧分接开关及三侧套管引线正常；再打开人孔盖，检修人员进入变压器内检

查，变压器内无放电痕迹，表明交流耐压试验击穿为自恢复性油介质击穿。检查情况说明变压器本体正常。

检查变压器本体正常后，根据前几次试验现象分析，变压器高压侧对中、低压侧及地前两次交流耐压试验击穿是由于变压器分接开关内有铁屑造成的，所以在清除铁屑后，高压侧耐压试验没有出现击穿；高压侧第三次耐压试验电压突然升高及中压侧交流耐压试验击穿，是由于试验回路试品变压器容抗与试验变压器、调压器的漏抗接近，出现了串联谐振过电压。在中压侧交流耐压试验中，试验电压都属于连续升压，数显电压表不能及时反映实际电压，串联谐振过电压已经使试品变压器内部油介质击穿，数显电压表指示仍为较低电压；而在高压侧第三次耐压试验电压突然升高时，采取的是点动升压方式，升压过程中，试验电压由30 kA突变到50 kA，也是串联电压谐振引起，由于采取点动方式升压，中间有一个时间间隔，数显电压表能较真实反映试验电压。对试验回路出现的串联电压谐振，减小影响的办法是：将回路中限流电阻器———水阻阻值按0．5Ω／V 标准配置，起到阻止串联谐振过电压的作用。在前几次试验中，试验人员对水阻阻值没有引起重视，配置阻值极小，对串联谐振电压阻尼作用很小。本次试验的等值电路如图2。

图中（R

1＋jωL

1

）代表电源、调压器和变压器初级绕组的漏阻抗；ωL代表

变压器的漏磁阻抗，通常L比L

1、L

2

大得多，故可略去不计；（R

2

＋jωL

2

）代表

变压器的次级绕组的漏阻抗； 1／jωC

x

代表被试变压器的容抗。若试验中偶然

出现ω（L

1＋L

2

）＝1／ωC

x

这种情况，就会产生串联谐振。

针对这种分析，南充局对变压器油重新进行了处理，静置24小时，油化试验合格后，对变压器重新做交流耐压试验时，按0．5Ω／V标准重新配置了限流电阻器———水阻阻值，再次对试品变压器做高压侧、中压侧、低压侧交流耐压试验，交流耐压试验一次性做合格，没有出现异常现象。证实对变压器交流耐压试验击穿原因的分析是正确的。从而，找到了变压器交流耐压试验油介质击穿的原因。

2002年9月1日，该变压器投运时，经过五次冲击合闸，正常投运。目前，该变压器已正常运行近1年时间。这些情况表明变压器绝缘性能良好，最后一次交流耐压试验结果是准确的。