分析高压试验变压器产品介绍及试验方法及操作方法,变压器性能特点

一、产品概述

TQSB系列交直流高压试验变压器是一种新型高压测试设备，本系列产品采用单框芯式铁芯结构，初级绕组和高压绕组同轴绕制在铁芯上，从而减少漏磁通，增大绕组间的耦合。产品的整体结构紧凑，通用性强，使用携带方便，适用于电力系统及电力用户在现场检测各种高压电器设备的绝缘性能，是电力设备检测及预防性试验所必备的试验仪器。

TQSB系列轻型高压试验变压器除了可于交流工频耐压试验，如果配以同等电压等级和同等容量的电容、硅堆及高压直流微安表，便可组装成直流高压试验装置，可以测量高压直流泄漏电流。

工作试验方法：

交流

TQSB系列交直流高压试验变压器：将工频电源输入操作箱（或操作台），经自耦调压器调节电压输入至试验变压器的初级绕组。根据电磁感应试验方法，在次级（高压）绕组可获得工频高压。此工频高压经高压硅堆整流及电容滤波后可获得直流高压，其幅值是工频高压有效值的1.4倍。只不过在使用直流时应抽出短路杆，在使用交流时，插入短路杆。

带抽头试验变压器

为了同时满足一个变压器电压较高电压较小与电流较低电流较大之间的矛盾，将高压绕组分成两个来绕，一个是电流较大的绕组，另一个是电流较小的绕组，然后两个绕组串接分别引出。

使用方法：

工频耐压试验中限流电阻R1应根据试验变压器的额定容量来选择。如高压侧额定输出电流在 100-300MA时，可取0.5-1Ω/V（试验电压）；高压侧额定输出电流为1A以上时，可取1Ω/V（试验电压）。常用水电阴作为限流电阻，管于长度可按150KV/m考虑，管子和粗细应具有足够的热容量（水阻液配制方法：用蒸馏水加入适量硫酸铜配制成各种不同的阴值）。

球间隙及保护电阻：当电压超过球间隙整定值时（一般取试验电压的110%-120%）球间隙放电，对被试品起到保护作用。球间隙保护电阻可按1Ω/V（试验电压）选取。

在工频耐压试验中，低压侧测量电压（仪表电压）不是非常准确的，其原因是由于试验变压器存在着漏抗，在这上个漏抗上必然存在着压降或容升，使试品上的电压低于或高于低压侧测量电压表上反映出来的电压。工频耐压试验时，被试品上的电压高于试验变压器的输出电压，也就是所谓容升现象。感应耐压试验时。试验变压器的漏抗必须存在着压降。为了准确测量被试品上所施加电压，因此常在高压侧接入RCF阻容分压器来测量电压。

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变压器油流带电的机理和特性是怎样的呢

电力变压器向高电压、大容量发展的趋势，使得过去不成问题的变压器油流带电现象明显起来。在要求大容量小型化提高冷却效率加速油循环后，变压器油流带电问题更加突出，成为变压器绝缘的一个新课题。

变压器油流带电的机理和特性

1.变压器油流带电的机理

高压大型电力变压器，无论是否通交流电，它的油流中都带电荷。以下，分别就未通交流电前和投入运行后的油流带电机理叙述。

变压器的绕组绝缘和作固定用的绝缘层压板垫块等均属纸绝缘或木质绝缘。这些固体绝缘的化学组成是纤维素加木质素，它们带有羟基(－OH)、醛基(－CHO)和羧基(－COOH)，在变压器油的高速流动下，油与固体绝缘发生摩擦，使得纤维素和木质素分子被上述基因电子偏移中产生的－H8＋的正电性所覆盖。带正电性的－H8＋与相应的负离子在油——纸界面上形成偶电层。因变压器油高速流动，偶电层的电荷发生分离，负电荷仍附着在绝缘纸板的表面，正电荷随油流动，形成油流带正电荷。随着变压器油的循环流动，被带走的正电荷在油中的浓度差就显示出来。

以上是OommenTV和DefrieEM的说法，也是比较普遍的看法。此外还有GavisJ和KossmanI，他们对电离的产生和聚集有不同的看法，但对电流带正电荷和绝缘表面带负电荷的观点是一致的。所以无论哪一种说法都不与本文的论述矛盾。

运行中油流带电的机理

运行中的变压器，外加交流电场后加剧了上述静电荷的起电作用。目前对高压交流电场如何起着加剧静电的起电作用尚无统一的说法。比较容易接受的说法是：在低场强区域(场强＜0.5kV／mm)，已扩散进入油中的正离子群，因受交流电场的干扰，使得其视在电荷分布范围更加宽广；在高场强区域(场强＞1kV／mm)，交流电场则加速了纸绝缘——油界面上正负电荷的生成，导致油中正电荷密度增大。如美国核电站511MVA升压变压器绝缘击穿事故，发生在该变尚处于轻负荷时这一事实，说明了高强场交流电对油流带电起的加剧作用。

2.油流带电的基本特性

测量油流动带电的试验方法有：局部放电测量法，油中含气体分析法和测量中性点泄漏电流法。后者是本文推荐的方法。

在油温不变的情况下，线圈中性点的泄漏电流值随油流速的增加而急剧增大。在各种稳定流速下，中性点的泄漏电流随油温上升而增加；但是无论在什么流速下，当油温在50～60℃时，中性点的泄漏电流值为*大，油温再继续上升，此时的泄漏电流值反而下降。这是因为油温大于50～60℃后，变压器油的导电率上升，部分正负电荷自行中和，导致中性点泄漏电流值反而减校这一特性给变压器运行带来好处，即当环境温度大于20℃时，变压器油温达到允许上限前，泄漏电流已达*高值。

前面已说过，变压器油流带电必须当电荷积聚到一定程度后，才能产生泄漏电流。即在不同的油温和油流速下，它有各自的开始放电点。仍采用上述模型，在较高的流速下，测得不同油温和油流速下的开始放电点(即在中性点开始可测出泄漏电流值的坐标点)。当油流速为1.4pu时，任何油温下都能产生中性点泄漏电流。这一点对大容量变压器小型化是值得重视的一项特性。发生放电的流速下限，一般与油温相对应呈现U形。U字上口的张度和U字深度与变压器的结构有关。

3.影响油流带电程度的因素

上述油温和油速是影响油流带电程度的主要因素，此外还有：变压器油的品种及其成分，固体绝缘物的品种及其表面形态，油道结构特征，绝缘的干燥程度以及变压器的运行电压。

3.1固体绝缘物的种类和其表面形态的影响

电力变压器常用的几种固体绝缘物，在一定的油流速试验所测的电位表明，它们带电量的多少是按棉布带＞绉纹纸＞层压板＞牛皮纸的程序排列。这是指未加工的新材料而言的，当它们的表面粗糙度不同时，上述顺序可能改变。同一种材料，由于表面有伤痕或有大毛刺，则其油流带电量将大幅度上升。

3.2油道结构的影响

油道如均匀对称，如油流紊乱或局部油流速特高都会对油流带电量产生较大影响。所以在设计和工艺上，固体绝缘物的外形要避免棱角、毛刺和伤痕，多用圆形或弧形，同一截面的油流能均匀些，相邻油流截面要避免急剧变化。

3.3绝缘干燥度的影响

固体绝缘物的干燥度对油流带电量和中性点泄漏电流都有影响，干燥度高将带来高的绝缘电阻。油流带电度多少也随变压器油中水分降低而升高。油中水份低于15×10-4%时具有较高的带电趋势。所以，当交流电压和其它条件均相同时，油流中的带电量随干燥度增高而加大，而绝缘电阻亦增大。此时将增大局部放电的电平。合格的高压变压器油中水份含量低于10×10-4%时，运行中油流带电电平较突出，是个值得提醒的问题。

4.静电放电

油流速超过1pu后，油流中将发生静电放电。前述国产500kV级电力变压器，在未通电启动冷油器油泵循环时听到变压器内有间歇放电声，即静电放电的表现。静电放电的发生，有的是由于固体绝缘物上负电荷引起的；有的是由于油流中正电荷引起的；也有是由于局部积聚电荷浓度过大引起的。

曾进行过这样的试验，将绉纹纸处于平均油流速2.5m/s的高速油流中，油中发生静电放电所拍摄的照片呈树枝形。这表明正负电荷在边界层中且放电后继续产生新电荷，故能形成较长的放电。这与变压器油流局部放电有相同之处，都能产生包含有H2和C2H2的气体。

5.油流带电度与导电率和介质损密切相关

对市场上10种变压器油分别用新油和人工劣化(150℃1h)后的劣化油进行试验比较，说明不同品种的新油，油流带电度各不相同；同一品种在油的劣化过程中油流带电度不断增加；同一人工劣化程度时，油流带电度亦因品种而异。该试验表明，如采取措施能抑制运行中变压器油的劣化速度，也就能抑制油流带电度的增涨速度，从而减少放电量；减少放电量又可放慢油的劣化速度，它们之间呈良性循环。

在变压器油中添加热稳定高的烷基苯系烃类化合物，或添加对铜表面呈隋性并对油有抑制劣化的苯并三唑(BTA)，可降低油流中带电度。BTA浓度超过5ppm后，带电度下降，但BTA浓度过大会产生逆极性带电，故投入添加剂应注意浓度适中。BTA浓度≤5×10-6时，油流带电度不变化，这是因为BTA在此浓度下主要作用是和缓和铜表面的氧化，而氧化铜有增加带电度的倾向。