电力变压器局部放电试验目的及基本方法

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1-1所示回路连接。

图1-1 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1-2或图1-3。

图1-2 变压器局部放电测试中性点接地方式接线

图1-3 变压器局部放电测试中性点支撑方式接线

图1-2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1-3，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1-2和图1-3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。