變壓器感應耐壓
閱讀：211發布時間：2024-6-17
< >試驗介紹：變壓器線圈的絕緣分為主絕緣和縱絕緣。主絕緣也叫橫絕緣是指 線圈對它本身以外的其他結構部分的絕緣，包括它對油箱、鐵芯、夾 件和壓板的絕緣，對同一相內其他線圈的絕緣，以及對不同相線圈的 絕緣（相間絕緣）?？v絕緣是指線圈本身內部的絕緣。它包括匝間絕 緣、層間絕緣、線段間的絕緣等。在外施工頻耐壓的電氣試驗中，考 驗的僅僅是變壓器繞組的主絕緣，而隨著變壓器電壓等級的提高、容量的增大，其匝間絕緣變得相對薄弱，但外施加工頻耐壓的電氣試驗 卻無法對變壓器縱絕緣進行考驗。 感應耐壓試驗由于采用自激法加壓，若試驗方法選擇合理，變壓 器的主絕緣和縱絕緣可同時得到檢驗?？紤]到變壓器鐵芯的磁飽和問 題，感應耐壓的電源常采用倍頻電源，感應耐壓因此也叫倍頻感應耐壓。變壓器的絕緣缺陷引起的故障分析：相對于變壓器的主絕緣即繞組之間以及繞組與鐵芯之間的絕緣， 變壓器另外有一個重要的絕緣性能指標就是縱絕緣。國家標準和國際 電工委員會(IEC)標準中規定的“感應耐壓試驗"是專門用于檢驗變 壓器縱絕緣性能的測試方法之一。變壓器的縱絕緣主要依賴于組內的絕緣介質——漆包線本身的 絕緣漆、變壓器油、絕緣紙、浸漬漆和絕緣膠等，不同種類的變壓器 可能包含其中一種或者多種絕緣介質。縱絕緣電介質很難保證 99% 的純凈度，難免混入固體雜質、氣泡或者水分等，生產過程中也會受 到不同程度的損傷。變壓器工作時的場強會集中在這些缺陷處， 長期負載運作的溫升又會降低絕緣介質的擊穿電壓，造成局部放電， 電介質通過外施變電場吸收的功率即介質損耗會明顯增加，導致電介 質嚴重發熱，介質電導增大，該部位的大電流也會產生熱量，會使電 介質的溫度繼續升高，而溫度的升高反過來又會使電介質的電導增加， 長期惡性循環，最后導致電介質的熱擊穿和整個變壓器的毀壞。這一 故障表現在變壓器的特性上就是空載電流和空載功耗顯著增加，并且繞組有灼熱、飛弧、振動和嘯叫等不良現象。可見利用感應耐壓試驗 檢測出變壓器是否含有縱絕緣缺陷是極其必要的。試驗原理：變壓器剛出廠時，沒有經過長時間惡劣環境的考驗，沒有外施額 定電壓和頻率的電源作為長期試驗，以致繞組匝間和段間的電壓不足 以達到電介質缺陷處的擊穿電壓，難以造成這些絕緣缺陷處的放電和 擊穿，這種存在絕緣故障隱患的變壓器與絕緣性能良好的同類變壓器 的空載電流和空載功耗沒有太大的差別，故難以發現這些隱患。感應耐壓給變壓器施加兩倍額定電壓以上的電壓，可在縱絕緣缺 陷處建立更高更集中的場強，繞組匝間、層間和段間的電壓達到并超 過電介質缺陷處的擊穿電壓。感應耐壓試驗給變壓器施加的頻率在兩 倍的額定頻率以上，較高的頻率又可大大降低固體電介質的擊穿電壓， 使得絕緣缺陷更容易被擊穿。感應耐壓試驗所規定的外加電壓的作用 時間亦可保證絕緣缺陷的擊穿，故感應耐壓可以可靠地檢測變壓器縱 絕緣性能的好壞。感應耐壓試驗給變壓器外加電源的頻率之所以在兩倍的額定頻 率以上，是因為變壓器的勵磁電流 i 主磁通振幅?m 的特性曲線一般 設計在額定頻率和額定電壓下接近彎曲飽和部分,如圖 1 所示,又因 在電源頻率不變的情況下，主磁通?m 決定于外加電壓 U，即：U=E=4.44Wf?m其中，U 是外加電源電壓(V),E 是加電繞組的感應電動勢(V),f 是外加電源頻率(Hz),W 是加電繞組的匝數(n)。所以給變壓器加兩倍額定電壓以上的電壓必然會導致鐵芯嚴重 飽和，主磁通?m 增大，由圖 1 可知，激勵電流 i 會急劇增加，致使 變壓器發熱燒毀；為了使變壓器在加兩倍壓以上時鐵芯仍不飽和，需 要提高電源的頻率至兩倍頻以上。感應耐壓試驗給變壓器原邊加兩倍電壓以上和兩倍頻率以上的 電源，變壓器的主磁通會使原邊和副邊同時感應出感應電動勢 E1 和 E2，且分別是其額定工作狀態下的兩倍以上，所以感應耐壓試驗可以 同時對主、副繞組進行縱絕緣性能的測試。當然，也可以根據需 要從變壓器的副邊進行測試，所施加的電壓應當是變壓器額定工作狀 態下空載電壓的兩倍以上，頻率同樣是額定頻率的兩倍以上。試驗接線：本接線示意圖為未配備高壓分壓器的情況下的一種參考接線方 法，多倍頻的輸出接入被試品 PT 的測量繞組，然后根據 PT 自身的變 比進行高壓電壓的折算，這里因為沒有配備高壓分壓器，當電壓等級 較高時，需要考慮容升對一次電壓的影響。附圖一中如果多倍頻主機輸出功率不能在被試品 PT 的一次側得 到一個理論的試驗電壓時，可以考慮將 PT 的二次繞組進行串聯加壓， 此時相同功率需求，因為二次電壓更高，所以需要的輸入電流更小。這種接線方式中因為沒有配備分壓器同樣要考慮容升的影響。
