如何对变压器做局部放电试验？

2025-03-19 11:19:32

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回答1：

一、变压器局部放电分类及试验目的

电力变压器是电力系统中很重要的设备，通过局部放电测量判断变压器的绝缘状况是相当有效的，并且已作为衡量电力变压器质量的重要检测手段之一。

高压电力变压器主要采用油一纸屏障绝缘，这种绝缘由电工纸层和绝缘油交错组成。由于大型变压器结构复杂、绝缘很不均匀。当设计不当，造成局部场强过高、工艺不良或外界原因等因素造成内部缺陷时，在变压器内必然会产生局部放电，并逐渐发展，后造成变压器损坏。电力变压器内部局部放电主要以下面几种情况出现：

(1)绕组中部油一纸屏障绝缘中油通道击穿；

(2)绕组端部油通道击穿；

(3)紧靠着绝缘导线和电工纸（引线绝缘、搭接绝缘，相间绝缘）的油间隙击穿；

(4)线圈间（匝间、饼闻）纵绝缘油通道击穿；

(5)绝缘纸板围屏等的树枝放电；

(6)其他固体绝缘的爬电；

(7)绝缘中渗入的其他金属异物放电等。

因此，对已出厂的变压器，有以下几种情况须进行局部放电试验：

(1)新变压器投运前进行局部放电试验，检查变压器出厂后在运输、安装过程中有无绝缘损伤。

(2)对大修或改造后的变压器进行局放试验，以判断修理后的绝缘状况。

(3)对运行中怀疑有绝缘故障的变压器作进一步的定性诊断，例如油中气体色谱分析有放电性故障，以及涉及到绝缘其他异常情况。

二、测量回路接线及基本方法

①外接耦合电容接线方式

对于高压端子引出套管没有尾端抽压端或末屏的变压器可按图1所示回路连接。

图1：变压器局部放电测试仪外接耦合电容测量方式

110kV以上的电力变压器一般均为半绝缘结构，且试验电压较高，进行局部放电测量时，高压端子的耦合电容都用套管代替，测量时将套管尾端的末屏接地打开，然后串入检测阻抗后接地。测量接线回路见图2或图3。

图2：变压器局部放电测试中性点接地方式接线
图3：变压器局部放电测试中性点支撑方式接线

图2于实际现场测量时，通常采用逐相试验法，试验电源一般采用100~150Hz倍频电源发电机组。当现场不具备倍频电源时，也可用工频逐相支撑加压的方式进行试验，中性点支撑方法接线见图3，因为大型变压器绝缘结构比较复杂，用逐相加压的方式还有助于判断故障位置。

加压方法可采用低压侧加压，在高压侧感应获得试验电压。用倍频电源加压时则可达到对主绝缘和纵绝缘同时进行考核。但若采用工频电源进行试验，由于过励磁的限制，试验电压只能加到额定电压的1.1~1.2倍。

②多端子测量方法

当用电测法发现变压器存在有超过标准的量值或较大的个别脉冲时，可利用电测法多端校正、多点测量来粗略地判断放电部位。首先，利用分相测试判断放电在变压器的哪一相，然后在变压器的高压、中压、中性点套管的末屏以及铁芯接地点串入检测阻抗，在低压侧接一耦合电容(1000-6000pF)，串入检测阻抗，见图2和图3所示。由此，在变压器作某一相试验时，就可有4-5个测点。分别以高压对地、低压对地、中压对地、铁芯对地注入标准校正方波，相应地在各测点都分别测得某注入点方波的响应系数，并记录各点的校正系数。校正完毕后加压进行测量，各个测量点的测值都分别以某注入的校正系数来计算。如果各测量点以某点校正的参数计算出的几个结果值接近，则放电位置就在该校正点附近。例如在A相高压端子有一故障放电脉冲，以高压端校正时，分别在高压测点测得校正响应系数为K11，在中性点测得为K21，在铁芯侧测得系数为K41，在低压侧测得为K31，见表1，然后测量时各点计算值高压以K11计算，中性点以K21计，铁芯以K31计，低压以K41计，由此计算出的4个结果应相近。

大型变压器的局部放电测量，由于现场设备条件差、干扰大，对准确测试带来了一定的困难。因此，如何根据现场的实际条件进行试验，采用怎样的防干扰措施等，是试验中较重要的问题。

回答者：三新电力

回答2：

电力变压器主要采用油-纸屏障绝缘，这种绝缘由电工纸层和绝缘油交错组成。由于大型变压器结构复杂、绝缘很不均匀。当设计不当，造成局部场强过高，工艺不良或外界原因等因素，造成内部缺陷时，在变压器内必然会产生局部放电，并逐渐发展，后造成变压器损坏。电力变压器内部局部放电主要以下面几种情况出现：
(1)绕组中部油-纸屏障绝缘中油通道击穿;
(2)绕组端部油通道击穿;
(3)紧靠着绝缘导线和电工纸(引线绝缘、搭接绝缘、相间绝缘)的油间隙击穿;
(4)线圈间(匝间、饼间)纵绝缘油通道击穿;
(5)绝缘纸板围屏等的树枝放电;
(6)其他固体绝缘的爬电;
(7)绝缘中渗入的其他金属异物放电等。
目前做变压器检测这块国内公司通意达还是很专业的。因此，对已出厂的变压器，有以下几种情况须进行局部放电试验：
(1)新变压器投运前进行局部放电试验，检查变压器出厂后在运输、安装过程中有无绝缘损伤。
(2)对大修或改造后的变压器进行局部放电试验，以判断修理后的绝缘情况。
(3)对运行中怀疑有绝缘故障的变压器作进一步的定性诊断，例如油中气体色谱分析有放电性故障，以及涉及到绝缘其他异常情况。
(4)作为预防性试验项目或在线检测内容，监测变压器运行中绝缘情况。
变压器局部放电的检测方式一般有:
1、电测法。利用示波仪或无线电干扰仪，查找放电的特征波形或无线电干扰水平。
2、超声波测法。检测放电中泛起的声波，并把声波变换为电信自号，录在磁带上进行分析，电信号和声信号的传递时间差异，可求得探测点到放电点的距离。
3、化学测法。检测油中各类消融气体的含量及增减变化纪百律。该测试法可发现油中的组成、比例和数目的变化，从而判度定有无局部放电(或局部过热)。
此外，目前研制出局部放电检测仪，能在变压器运行中进行自动检测局部放电。

回答3：

局部放电是指高压电器中的绝缘介质在高电场强度作用下，发生在电极之间非贯穿性放电。220kV及以上变压器大修或更换绕组后，应进行局部放电测量。
进行局部放电测量时对试品施加线端电压为U2（1.3 Um/ 或1.5 Um/ ）,持续5min，再升高至U1（ Um/ ）保持5s，然后立即下降电压至U2,持续30min。在电压为U2的第二阶段30min内，应连续进行观察，每隔5min记录一次放电量，如果局部放电观察过程中试验电压不突然下降，并在30min加电压的最后29min内，所有端子上的放电量水平低于规定限值，并且未表现出明显地向这个限值稳定增加的倾向，则试验合格。
如在一段时间内放电量超过限值，之后又低于这个限值，则试验应继续进行，直到在30min内的放电量在规定值以内。
按国标的规定，变压器的局部放电量q值为：
当U2为1.3 Um/ 时，放电量一般不大于300pC
当U2为1.5 Um/ 时，放电量一般不大于500pC