电力变压器和电抗器绕组绝缘电阻、吸收比或极化指数的测量方法

测量变压器绕组绝缘电阻也是一项必不可少的基本方法，它对检查变压器绝缘受潮，及贯穿性的集中缺陷具有较高的灵敏性。但用吸收比判断绝缘状况有不确定性，尤其是大型变压器，故当前推荐采用极化指数（绝缘电阻10min值与1min值的比值）来判断。对于绝缘电阻需作温度换算，公式可见《预规》说明，即

      R₂＝R₁×1.5^{(t₁－t₂)/10}        (1-1)

式中 R₁、R₂——t₁和t₂温度时的绝缘电阻。

对于吸收比和极化指数不作温度换算。

一、测量方法

(1)按变压器额定电压选用ZC-430A绝缘电阻测试仪，按《预规》要求采用2500V或5000V的ZC-430A绝缘电阻测试仪。

(2)ZC-430A绝缘电阻测试仪“E”端接地，“L”端接被测绕组。

(3)应依次测量各绕组对地和非被测绕组之间的绝缘电阻值，除被测绕组外，其他绕组和外壳都应接地。

(4)在未断开ZC-430A绝缘电阻测试仪引线时，ZC-430A绝缘电阻测试仪不能停止测量，试验后应放电。

(5)测量时，应等待充油循环静置一段时间再测量。对于8000kVA及以上者为20h以上；3～10kVA的为5h。

二、实例说明

1、实例1-1 应换算为同一温度相比较

某电厂主变压器，31.5MVA，66kV。测A相绝缘电阻时为50MΩ和过去测量比较，换算到同一温度。（现为32℃，过去为22℃），代入式(1-1)得

      R_22℃＝R_32℃×1.5^(32－22)/10＝50×1.5＝75MΩ

即换算为32℃时，50MΩ,就变为75MΩ；和200MΩ比较，还是小得较多（200MΩ为上次测量值）。

经检查，A相的第二个瓷瓶有缺陷，经更换后良好。

2、实例1-2 吸收比不合格

某台变压器，31.5MVA，66kV；在测绝缘电阻时得数据见表1-1。

试验项序	部    位	绝缘电阻(MΩ)	吸收比	泄露电流(μA)
安 装 后	高    压	7000/4500	1.56
	低    压	3500/2500	1.40
春    检	高    压	500/500	1.0	100
	低    压	3500/2500	1.40	5.0

在春检时发现吸收比为1.O＜1.3，不合格，做泄漏试验为U_N/2时，泄漏电流已达100μA，不正常。对变压器油做试验发现耐压水平降低，测C相主电缘电阻为550MΩ，4根抽头引线间纵电缘电阻为20MΩ。经吊芯发现，C相高压引线弯曲处及4根抽头引线由上木夹件起到分接开关弯曲处均有杂质污物，呈黑黄色，处理后纵绝缘电阻达7000MΩ。吸收比已合格，处理后的绝缘电阻测试值见表1-2。

试验时间	部    位	绝缘电阻(MΩ)	吸收比	泄露电流(μA)
处 理 后	高    压	7000/4500	1.55	6.0
	低    压	5000/3000	1.67	2.0

将变压器进行吊芯冲洗，并在油箱内带油轻度干燥，冲洗干燥后的绝缘电阻测试值见表1-3。吸收比完全正常。

试验时间	部    位	绝缘电阻(MΩ)	吸收比	泄露电流(μA)
冲洗干燥后	高    压	12000/5500	2.18	4.0
	低    压	10000/5200	1.92	1.7

分析原因是，安装时缺油，投运前向油箱补油时是从靠C相的防煤筒注入的，由靠C相的本体放油阀放出，补油的油桶密封不良，雨水已浸入，以致水分，污油被带入本体油中。

3、实例1-3 用极化指数判断

某大型变压器(120MVA，220kV)测绝缘电阻（高压侧绕阻）R_15s＝4700MΩ，R_60s＝6000MΩ，吸收比为1.2766（温度14℃）按《预规》要求在10～30℃内应不低于1.3；不合格。但此变压器绝缘电阻正常，再测R_1min＝6000MΩ，R_10min＝17000MΩ，极化指数PI＝R_10min/R_1min＝17000/6000＝2.83＞1.5，符合《预规》要求。分析原因是吸收比在绝缘电阻较高时，对大型变压器其吸收过程变长，出现了吸收比小于1.3而极化指数却为1.5的现象。因此对大型变压器用极化指数判断有较好的确定性。

4、实例1-4 绝缘电阻和tgδ试验相结合

某变电所一台主变压器（SFPZ-120000/220型）120MVA，220kV。投运后满负荷运行，油色谱跟踪试验正常。一年后的秋检发现变压器绝缘下降和投运时比较变化甚大，绝缘电阻和tgδ数据见表1-4。

	绝缘电阻(MΩ)					tgδ
	方    式	15s	60s	10min	PI	(90℃)
验收试验	P-SE	3000	5000	10000	2.0	0.38%
	S-PE	3000	5000	11000	2.2
秋检试验	P-SE	400	1240	1350	1.08	9.77%
	S-PE	700	2779	3390	1.22

由表4-32可见，秋检试验变压器绝缘电阻的极化指数(PI)为1.08，小于要求的1.5；同时tgδ在90℃时高达9.77%，与验收试验比较已远远超过要求的30%。为此进行跟踪试验并采用本体升温到70～72℃保持1h，以消除微生物的污染，但效果不大。半年后，停电试验表明变压器绝缘继续下降，测试数据见表1-5。为此，又做一次本体升温试验，但tgδ为6.02%。两次升温均未奏效。

绝缘电阻(MΩ)					tgδ
方    式	15s	60s	10min	PI	(90℃)
P-SE	—	460	700	1.52	6.11%
S-PE	—	520	1300	2.5

最后，在带电情况下，在吸附剂罐中加装了三氧化二铝高效吸附剂，对滤油机中的滤纸采用了新型吸附滤板，每月更换一次滤板，两个月更换一次吸附剂，三个多月后停电试验时绝缘已恢复正常，测试数据见表1-6。

绝缘电阻(MΩ)				tgδ
方    式	60s	10min	PI	(90℃)
P-SE	14000	32000	1.52	0.42
S-PE	1000	28000	2.5

分析原因造成绝缘降低的主要原因是油的净化程度不够，产坐微生物污染。采用绝缘电阻和tgδ相结合的试验方法，可以较正确地判断绝缘降低的程度，采用真空滤油机串接吸附剂罐的处理方法可以带电处理大型变压器的绝缘油污染问题。但处理时一定要经过真空滤油机中的真空罐，并彻底排除连接管路中的气体，以防气体混入变压器。

 

5、实例1-5 铁芯夹件的绝缘电阻

某一次主变压器，由于10kV出口用户变电所变压器短路而主变差动保护动作而使三侧开关跳闸。局放和变形试验未见异常。但铁芯夹件对地绝缘由春检的1500MΩ降为0.5MΩ，吊罩检查时测铁芯对夹件绝缘为3000MΩ，夹件对地绝缘为4000MΩ，未见异常。回罩后，夹件对地绝缘变为0.8MΩ，其他指标正常，原因是箱壳上部斜面与上夹件距离太近，制造时垫了绝缘纸板，在短路冲击力作用下，该绝缘板被刺破，从而造成夹件绝缘电阻降低。处理后又重新投入运行。