工頻耐壓試驗(yàn)中試驗(yàn)變壓器容量的選擇方法
試驗(yàn)變壓器的容量這么選擇，是很多電力檢測(cè)試行業(yè)一線使用人員困擾的問(wèn)題，在選擇試驗(yàn)變壓器的過(guò)程中，一般是由試驗(yàn)變壓器生產(chǎn)企業(yè)提供的使用說(shuō)明，已經(jīng)推薦的容量。而在實(shí)際的使用過(guò)程中，試驗(yàn)變壓器的容量是否合適，是否在運(yùn)行狀態(tài)，能否滿(mǎn)足其他檢測(cè)試驗(yàn)的要求呢？
首先，根據(jù)我們的試驗(yàn)需求，通過(guò)計(jì)算是可以得到適合的容量的，標(biāo)稱(chēng)試驗(yàn)變壓器容量Pn的確定公式：Pn=KVn2ωCt×10-9
在公式中：Pn----標(biāo)稱(chēng)試驗(yàn)變壓器容量（KVA）
Vn----試驗(yàn)變壓器的額定輸出高壓的有效值（KV）
K-----安全系數(shù)。K≥1，標(biāo)稱(chēng)電壓Vn≥1MV時(shí)，K=2，標(biāo)稱(chēng)電壓較低時(shí)，K值可取高一些。
Ct----被試品的電容量（PF）
ω----角頻率，ω=2πf，f-----試驗(yàn)電源的頻率
被試設(shè)備的電容量Ct可由交流電橋測(cè)出。Ct的變化很大，可由設(shè)備的類(lèi)型而定。典型數(shù)據(jù)如下：簡(jiǎn)單的橋式或懸式絕緣子 幾十微法
簡(jiǎn)單的分級(jí)套管 100–1000PF
電壓互感器 200–500PF
電力變壓器 < 1000KVA -1000PF > 1000KVA 1000–10000PF
高壓電力電纜和油浸紙絕緣 250–300PF/m
氣體絕緣 -60PF/m
封閉變電站，SF6氣體絕緣 100–10000PF
對(duì)于不同的試驗(yàn)電壓Vn，選擇不同的（適當(dāng)?shù)模┌踩禂?shù)K。以上列出不同的Vn所選用的K值供參考
Vn = 50–100KV K=4 Vn = 150–300KV K=3 Vn > 300KV K=2
該試驗(yàn)變壓器容量的計(jì)算公式，適用于各種試驗(yàn)變壓器檢測(cè)試驗(yàn)的場(chǎng)合，根據(jù)被試驗(yàn)品所需要的電壓及安全容量，來(lái)選擇合適容量的試驗(yàn)變壓器。在保障檢測(cè)試驗(yàn)安全的前提下，選擇合適的試驗(yàn)變壓器，同時(shí)滿(mǎn)足不同容量的試驗(yàn)需求。
高壓試驗(yàn)變壓器耐壓試驗(yàn)步驟
一、耐壓試驗(yàn)步驟
在試驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)格按照下列步驟進(jìn)行操作，這樣才能保證試驗(yàn)結(jié)果的正確判斷和測(cè)試過(guò)程的安全保障。
1．檢查試驗(yàn)環(huán)境有無(wú)不安全因素存在。若沒(méi)有，則將耐壓設(shè)備開(kāi)機(jī)預(yù)熱5min。
2．檢查試驗(yàn)設(shè)備是否置于試驗(yàn)所需的電壓擋位，其整定泄漏電流值是否符合要求。
將試驗(yàn)設(shè)備的高壓輸出端短路，通電檢查過(guò)電流繼電器是否動(dòng)作，或是否發(fā)出擊穿信號(hào)。
將試驗(yàn)設(shè)備的測(cè)試夾分別接在規(guī)定測(cè)試的部分（變壓器繞組、屏蔽、鐵心、框架等互相隔離的兩個(gè)或更多的零件上）。
5．操作試驗(yàn)設(shè)備升壓。升壓初始，慢慢升至規(guī)定值的一半（應(yīng)避免跳躍），然后迅速增加至規(guī)定電壓值（整個(gè)升壓過(guò)程大約在10 s），歷時(shí)1min ，在此期間不允許有連續(xù)飛弧和擊穿現(xiàn)象發(fā)生，然后將電壓慢慢退到零位，切斷電源，試驗(yàn)完畢。
切記，不可采用突然斷電方法，以免瞬時(shí)失壓引起的振蕩過(guò)電壓而將變壓器擊穿。
二、耐壓試驗(yàn)結(jié)果的判斷方法
1．如果在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生電壓下降或發(fā)生擊穿信號(hào)，這時(shí)不要輕易判斷變壓器擊穿。應(yīng)繼續(xù)進(jìn)一步測(cè)試，做進(jìn)一步的證實(shí)：
2．用兆歐表測(cè)其絕緣電阻，若絕緣電阻為零或接近于零，則判為擊穿；或進(jìn)行二次升壓試驗(yàn)，電壓逐步施加，若是擊穿，在電壓加到一定值時(shí)，可觀察到擊穿點(diǎn)附近出現(xiàn)連續(xù)的火花放電或發(fā)熱冒煙，則判為擊穿。若第二次施壓，電壓上升了又下降，電流表的指針擺動(dòng)劇烈，則判為飛弧不合格。
3．若絕緣電阻沒(méi)有太大變化，或二次升壓后可持續(xù)1min無(wú)擊穿動(dòng)作，則認(rèn)為*次擊穿是空氣間隙擊穿（塵埃等物質(zhì)引起），我們通常稱(chēng)為飛弧 。外加電壓消失后，擊穿間隙立即自行復(fù)原，變壓器的絕緣電阻不會(huì)發(fā)生變化，變壓器的絕緣性能沒(méi)有發(fā)生變化，不能判定為不合格。
三、試驗(yàn)所用高壓設(shè)備的容量的計(jì)算與分析
試驗(yàn)所用設(shè)備中升壓變壓器容量應(yīng)根據(jù)被測(cè)變壓器的容量來(lái)決定。如果容量太小，施壓時(shí)因泄漏電流劇增會(huì)造成變壓器輸出電壓明顯降低，影響對(duì)測(cè)試結(jié)果的正確判斷。升壓變壓器一般要滿(mǎn)足兩個(gè)條件：（1）在正常連續(xù)耐壓試驗(yàn)時(shí)，變壓器繞組溫升不應(yīng)超過(guò)允許值；（2）當(dāng)被測(cè)變壓器擊穿時(shí)變壓器要能提供足夠大的電流通過(guò)絕緣的擊穿點(diǎn)。
根據(jù)*個(gè)條件可用近似公式估算升壓變壓器容量：
其中：P——試驗(yàn)變壓器容量，kVA
f——試驗(yàn)頻率，HZ
U——試樣絕緣幾何容量，
如果按式（3-1），低壓變壓器耐壓試驗(yàn)變壓器容量一般選用0.5kVA以上是可行的，但由于變壓器容量與其短路阻抗有關(guān)，變壓器短路阻抗必須足夠小，以保證在可能zui小試驗(yàn)電壓下被試變壓器擊穿時(shí)電流輸出不小于0.，該電流值是IEC規(guī)定的。此電流實(shí)際上也就是變壓器輸出時(shí)高壓繞組的短路電流，一般 ％取5～10之間。因此變壓器容量可用式（3-2）表示。
其中：S——變壓器容量，KVA
Umax——變壓器輸出zui高試驗(yàn)電壓，KV
Umin——變壓器輸出zui小低試驗(yàn)電壓，KV
I——試樣擊穿時(shí)變壓器必須輸出的電流， 規(guī)定
uk％——變壓器短路阻抗百分值，在5～10之間。
根據(jù)低壓電器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)取 Umax＝3.5KV，Umin＝1KV, I=0., uk％取10，代入式（3-2）得：
從上面的計(jì)算結(jié)果可以看到一般情況下試驗(yàn)變壓器容量大于0.6 kVA即可，但考慮留有余地取0.75 kVA。
四、耐壓試驗(yàn)設(shè)備動(dòng)作電流
低壓變壓器耐壓試驗(yàn)中，在試驗(yàn)電壓作用下，變壓器絕緣介質(zhì)中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到某一臨界值時(shí)，其絕緣性能開(kāi)始喪失，泄漏電流劇增，當(dāng)達(dá)到耐壓設(shè)備高壓側(cè)過(guò)電流繼電器預(yù)先規(guī)定的電流值時(shí)，繼電器動(dòng)作，切斷高壓輸出。耐壓試驗(yàn)一般均以繼電器動(dòng)作與否來(lái)判定是否擊穿，因此過(guò)電流繼電器的電流整定直接關(guān)系到對(duì)試品能否正確評(píng)判，一般低壓電器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定 100mA為高壓側(cè)過(guò)電流繼電器的整定值。
耐壓試驗(yàn)，又稱(chēng)電氣強(qiáng)度試驗(yàn)或介電強(qiáng)度試驗(yàn)，是證明設(shè)計(jì)、選材和制造工藝的合理性。也是考核變壓器安全性能的非常重要的試驗(yàn)項(xiàng)目之一。其目的在于檢驗(yàn)變壓器能否在實(shí)際運(yùn)行中長(zhǎng)期工作，而不致發(fā)生絕緣被施加的額定電壓出現(xiàn)飛弧事故。
變壓器運(yùn)行時(shí)，電流通過(guò)鐵心產(chǎn)生交變磁通就會(huì)發(fā)出“嗡嗡”的均勻電磁聲，聲響的強(qiáng)弱正比于運(yùn)行電壓和負(fù)荷電流的大小。這是變壓器正常運(yùn)行的聲響。如果出現(xiàn)其它的聲響，則說(shuō)明變壓器出現(xiàn)了故障。
現(xiàn)以6/0.4KV配電變壓器為例分析如下：
1.變壓器“吱吱”聲當(dāng)分接開(kāi)關(guān)調(diào)壓之后，響聲加重。以雙臂電橋測(cè)試其直流電阻值，均超過(guò)出廠原始數(shù)據(jù)的2%，屬接觸不良，系觸頭有污垢而引起的。處理方法：旋開(kāi)分接開(kāi)關(guān)的風(fēng)雨罩，卸下鎖緊螺釘，用扳手把分接開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)軸左右往復(fù)旋轉(zhuǎn)10～15次，即可消除這種現(xiàn)象，修復(fù)后立即裝配還原。
2.變壓器“噼啪”的清脆擊鐵聲這是高壓引線通過(guò)空氣對(duì)變壓器外殼的放電聲，系變壓器油箱上部缺油所致。處理方法：用清潔干燥的漏斗從油枕注油孔加入經(jīng)試驗(yàn)合格的變壓器油，補(bǔ)油量加至油面線+20℃處為宜。如條件允許，應(yīng)采用真空注油法以排除繞組中的氣泡。
3.變壓器沉悶的“噼啪”聲這是高壓引線通過(guò)變壓器油對(duì)外殼放電，屬絕緣油中含有水分，造成對(duì)地距離不夠。驅(qū)潮的方法：短接變壓器低壓側(cè)引線柱，并在其高壓側(cè)接入低壓三相交流電（240～330V），用調(diào)壓器調(diào)整此電壓，使流過(guò)變壓器高壓繞組的電流不大于其額定電流。該電流不僅使高壓和低壓繞組產(chǎn)生銅損，同時(shí)也產(chǎn)生漏磁通。漏磁通通過(guò)鐵心和結(jié)構(gòu)件，產(chǎn)生渦流損耗。銅損和鐵損產(chǎn)生的熱量能使變壓器油、繞組、鐵質(zhì)部件的水分受到均勻加熱而蒸發(fā)出來(lái)，均通過(guò)油枕呼吸塞排出箱外。 此時(shí)若低壓繞組開(kāi)路，則有16～22V的輸出電壓，也可作為油箱產(chǎn)生渦流發(fā)熱的電源。其做法是：從配電變壓器的低壓繞組a、b、c端子上，分別接出10～16mm2塑料鋁芯線，分別在油箱外殼上、中、下纏繞3匝之后，均接于配電變壓器低壓繞組中性線端子上，所產(chǎn)生的渦流發(fā)出的熱量能使配電變壓器油箱受到均勻加熱，進(jìn)一步提高配電變壓器的干燥質(zhì)量。這里需要指出，若焙烘的溫度高于配電變壓器的額定溫度，去掉B相電源后即可降低干燥時(shí)的溫度。
4.變壓器似蛙鳴的“唧哇唧哇”聲在變壓器的外部電源回路有虛接點(diǎn)時(shí)，會(huì)發(fā)出這種聲音，且聲響不均，時(shí)強(qiáng)時(shí)弱?？膳浜?font>電壓表的指示值進(jìn)行判斷，若B相缺電，則電壓大致為：Uab=230V,Uac=400V,Ubc=230V,Uao=230V, Ubo=0V,Uco=230V處理方法：立即安排停電并檢修。一般發(fā)生在高壓架空線路上，如導(dǎo)線與隔離開(kāi)關(guān)的連接、耐張段內(nèi)的接頭、跌落式熔斷器的接觸點(diǎn)及下引線接頭出現(xiàn)斷線、松動(dòng)或接觸不良。待故障排除后，方可允許投入運(yùn)行。
5.變壓器嗡嗡聲響減弱變壓器停運(yùn)后送電或新安裝竣工后投產(chǎn)驗(yàn)收送電，往往發(fā)現(xiàn)電壓不正常，這是高壓引線較細(xì)，運(yùn)行發(fā)熱斷線，或經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸、搬運(yùn)不當(dāng)或跌落式熔斷器的熔絲熔斷及接觸不良所致。在低壓側(cè)測(cè)量電壓，會(huì)出現(xiàn)三相相電壓數(shù)值不等、一相為零（Yyn0接法時(shí)），這是兩相供電所致。當(dāng)變壓器運(yùn)行時(shí)，電流通過(guò)鐵心產(chǎn)生的交變磁通在減弱，故從變壓器內(nèi)發(fā)出音響較小的“嗡嗡”的均勻電磁聲。
處理方法：
（1）測(cè)試高壓繞組的直流電阻值。若變壓器設(shè)置有分接開(kāi)關(guān)，應(yīng)測(cè)量每一擋的數(shù)據(jù)，分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ進(jìn)行AB、BC、CA直流電阻值的測(cè)量，并注意將運(yùn)行中的一擋放在最后測(cè)量，測(cè)完之后不再切換。儀表用單臂或雙臂電橋，待自感消逝、指針?lè)€(wěn)定后進(jìn)行測(cè)試。1600KVA及以下三相變壓器各相測(cè)得值的相互差值應(yīng)小于平均值的4%，線間測(cè)得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%；1600KVA以上三相變壓器各相測(cè)得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%，線間測(cè)得值的相互差值應(yīng)小于平均值的1%；各個(gè)繞組測(cè)試值之差，以不超過(guò)出廠原始數(shù)據(jù)的±2%為合格，否則應(yīng)屬接觸不良，可用第1條中的方法處理。
（2）測(cè)試低壓繞組的直流電阻值。ab、bc、ca的不平衡率應(yīng)在±1%內(nèi)。
（3）跌落式熔斷器的接觸不良。一般產(chǎn)生于熔器上的上觸頭，原因是壓力不夠而引起?？捎美l桿迫使上觸頭往下壓緊，且與熔芯接觸可靠。
6.變壓器特殊噪聲由于負(fù)載和周?chē)h(huán)境溫度的變化，油枕的油面線發(fā)生變化，因此，水蒸氣伴隨空氣一并被吸入油枕內(nèi)，凝成水珠，促使內(nèi)部氧化生銹。隨著積聚程度加劇，鐵銹會(huì)落到油枕的下部。鐵銹通過(guò)油枕與油蓋的連通管，堆積在部分鐵軛上，從而在電磁力的作用下產(chǎn)生振動(dòng)，發(fā)出特殊噪聲。這還會(huì)導(dǎo)致變壓器運(yùn)行油中機(jī)械雜質(zhì)增多，惡化油質(zhì)。處理方法：油枕與集泥器的清潔是同時(shí)進(jìn)行的，應(yīng)根據(jù)變壓器的負(fù)荷情況、溫升狀況來(lái)決定。使用經(jīng)驗(yàn)證明，兩年清潔一次為好。集泥器裝在油枕的下部，用于收集油中沉淀下來(lái)的機(jī)械雜質(zhì)和水分，保持運(yùn)行油有良好的絕緣強(qiáng)度。卸下集泥器（放油閥）后，油會(huì)自動(dòng)流出，至流完為止。
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