【正文】 組變形、引線移位，從而改變了原有的絕緣距離，使絕緣發(fā)熱，加速老化或受到損傷造成放電、拉弧及短路故障。因為不可能具有一種包羅萬象的檢測方法，也不可能存在一種面面俱到的檢測儀器，只有通過各種有效的途徑和利用各種有效的技術手段，包括離線檢測的方法、在線檢測的方法；包括電氣檢測、化學檢測、甚至超聲波檢測、紅外成像檢測等等，只要是有效的，在可能條件下都應該進行相互補充、驗證和綜合分析判斷，才能取得較好的故障診斷效果。這也證明在故障溫度與溶解氣體含量之間存在著對應的關系?！　∵@些氣體大部分溶解在絕緣油中，少部分上升至絕緣油的表面，并進入氣體繼電器。據(jù)有關資料介紹，在對359臺故障變壓器的統(tǒng)計表明：過熱性故障占63％；高能量放電故障占18．1％；過熱兼高能量放電故障占10％；火花放電故障占7％；受潮或局部放電故障占1．9％。　　針對上述故障，根據(jù)色譜分析數(shù)據(jù)進行變壓器內部故障診斷時，應包括：　　(1)分析氣體產(chǎn)生的原因及變化。如熱點溫度、故障回路嚴重程度以及發(fā)展趨勢等?！　√卣鳉怏w產(chǎn)生的原因運行油中有少量的CO和烴類氣體。 體產(chǎn)生的原因 電暈放電、油和固體絕緣熱分解、水分CH4油和固體絕緣熱分解、放電 　　油中各種氣體成分可以從變壓器中取油樣經(jīng)脫氣后用氣相色譜分析儀分析得出。次中超過注意值的比例變壓器和電抗器總第二節(jié) (1)氫氣H2變化。變壓器內部進水受潮是一種內部潛伏性故障，其特征氣體H2含量很高。而取相同油樣分送三處外單位測試，H2含量卻均正常。當C2H2含量占主要成分且超標時，則很可能是設備繞組短路或分接開關切換產(chǎn)生弧光放電所致?！　?4)一氧化碳CO和二氧化碳CO2變化?！蹲儔浩饔椭腥芙鈿怏w分析和判斷導則》中也只對CO含量正常值提出了參考意見?！　∮椭蠧O、CO2含量與設備運行年限有關例如CO的產(chǎn)氣速率，國外有人提出與運行年限關系的經(jīng)驗公式為：式中這說明設備內部絕緣材料老化發(fā)展到一定程度有可能產(chǎn)生劇烈變化，容易形成設備故障或損壞事故。　　當設備內部發(fā)生各種過熱性故障時，由于局部溫度較高，可導致熱點附近的絕緣物發(fā)生熱分解而析出氣體，變壓器內油浸絕緣紙開始熱解時產(chǎn)生的主要氣體是CO2，隨溫度的升高，產(chǎn)生的CO含量也增多，使CO與CO2比值升高，至80039。試驗證明．在電弧作用下，純油中CO占總量的01％，002占03％；紙板和油中CO占總量的13％一24％，002占1％一2％；酚醛樹脂和油中CO占總量的24％一35％，CO2占0一2％。在色譜分析中，應關注CO、CO2的含量變化情況，同時結合烴類氣體和H2，含量變化進行全面分析。 （5）氣體成分變化。當發(fā)生局部放電時，一般總烴不高，其主要成分是H2，其次是CH4，與總烴之比大于90％。當電氣設備內部存在接觸不良時，如分接開關接觸不良、連接部分松動、絕緣不良，特征氣體會明顯增加。長期以來，繞組直流電阻的測量一直被認為是考查變壓器縱絕緣的主要手段之一，有時甚至是判斷電流回路連接狀況的唯一辦法。 (1)試驗周期。如變壓器經(jīng)出口短路后必須進行檢測。2．減少測量時間提高檢測準確度的措施　　變壓器繞組是由分布電感、電阻及電容組成的復雜電路。為解決這個問題分為以下兩種方法。 (1)助磁法。 1)用大容量蓄電池或穩(wěn)流源通大電流測量。 2)把高、低壓繞組串聯(lián)起來通電流測量，采用同相位和同極性的高壓繞組助磁。圖2－4助磁法同時測量高、低壓繞組電阻的接線圖　　(2)消磁法。它是將三相繞組并聯(lián)起來同時通電，由于磁通需經(jīng)氣隙閉合，磁路的磁陽大大增加，繞組的電感隨之減小，為此使測量電阻的時間縮短。 2)磁通勢抵消法。發(fā)現(xiàn)缺陷后，先后對各引線與導線電桿連接點進行緊固處理，又對其進行幾次跟蹤試驗，但缺陷仍存在。但從該主變壓器的檢修記錄中得知，在發(fā)現(xiàn)該變壓器QH：變化前曾補焊過2次，而且未進行脫氣處理：其它氣體的含量基本正常，用三比值法分析，不存在過熱故障，且歷年預試數(shù)據(jù)反映除直流電阻不平衡率超標外，其他項目均正常?！　?2)有載調壓切換開關故障的診斷。經(jīng)對切換開關吊蓋檢查發(fā)現(xiàn)，有一個固定切換開關的一個極性到選擇開關的固定螺絲擰斷，致使零點的接觸電阻增大，而出現(xiàn)直流電阻規(guī)律性不正常的現(xiàn)象?！　?4)繞組引線連接不良故障的診斷。　　通過上述案例可見，變壓器繞組直流電阻的測量能發(fā)現(xiàn)回路中某些重大缺陷，判斷的靈敏度和準確性亦較高，但現(xiàn)場測試中應遵循如下相關要求，才能得到準確的診斷效果?！　?)要結合設備的具體結構，分析設備內部的具體情況，根據(jù)不同情況進行直流電阻的測量，以得到正確判斷結論。進行綜合分析可進一步提高故障診斷的可靠性。 　　變壓器的絕緣電阻對雙繞組結構而言是表征變壓器高壓對低壓及地、低壓對高壓及地、高壓和低壓對地等絕緣在直流電壓作用下的特性。當去掉直流電壓時相反的放電電流。幾種電流的時間特性曲線如圖2—7所示。因為，對于中小型變壓器，絕緣電阻值一分鐘即可基本穩(wěn)定；對于大型變壓器則需要較長時間才能穩(wěn)定。 圖2—8絕緣電阻與時間曲線2．絕緣電阻的試驗類型(一分鐘的絕緣電阻值)，同時對大中型變壓器測量吸收比值(R60／R15)。有助于解決正確判斷所遇到的問題。 為了比較不同溫度廠的絕緣電阻值。 測絕緣電阻值時換算系數(shù)表溫度差51015202530354045505560換算系數(shù)注國外按極化指數(shù)判斷變壓器絕緣狀況的參考標準如表2—17所示狀態(tài)極化指數(shù)良好2較好－2一般－不良1－危險13．絕緣電阻的試驗方法(1)測量部位。(2)操作方法?！　?)接通絕緣測定器的輸出開關(或搖動兆歐表至額定轉速)，將測量繞組絕緣電阻的回路迅速接通，同時記錄接通的時間?！　?)改變接線，分別完成上述程序對各繞組絕緣電阻的測量。換算公式為 RR2分別為溫度tt2時的絕緣電阻值。4．絕緣電阻的測試分析對不同容量、不同電壓等級的變壓器的絕緣電阻隨加壓時間變化的趨勢也有些不同，一般是60s之內隨加壓時間上升很快，60s到120s上升也較快，120s之后上升速度逐漸減慢。吸收比(R60／R15)反映測量剛開始時的數(shù)據(jù)，不能或來不及反映介質的全部吸收過程。但220kV、500kV產(chǎn)品的吸收比和極化指數(shù)達到最大極限值的溫度則為40℃以上。 (3)與變壓器油中含水量的關系。 吸收比或極化指數(shù)能夠有效反映絕緣受潮，是對變壓器診斷受潮故障的重要手段。主要是因為這些部件的絕緣結構比較簡單，絕緣介質單一。5．絕緣電阻檢測與診斷實例某2500kVA、l10kV變壓器充油循環(huán)后測絕緣電阻比循環(huán)前大幅降低，以低一高中地為例，充油循環(huán)前只R15=5000M歐、R60＝10000M歐,、R60／R15＝tg8％＝0．25。經(jīng)油處理，微水正常，絕緣電阻R60為2500M歐，吸收比為1．。 (2)油中含水量對變壓器絕緣電阻的影響。 造成上述原因可能是充油循環(huán)后油中產(chǎn)生的氣泡對絕緣電阻的影響，因此要待油中氣泡充分逸出，再測絕緣電阻才能真實反映變壓器的絕緣狀況，通常，對8000kVA及以上變壓器需靜置20h以上，小型配電變壓器也要靜置5h以上才能進行絕緣試驗。充油循環(huán)后34h測量，R15＝7000M歐、R60＝10000M歐、R60／R15＝1．43。這一方面是因為測量時試驗電壓太低難以暴露缺陷；另一方面也是因為絕緣電阻值與繞組絕緣的結構尺寸、絕緣材料的品種、繞組溫度等有關。在變壓器容量相同的情況下，絕緣電阻常隨電壓等級的升高而升高，這是因為電壓等級越高，絕緣距離越大的緣故。 (2)與測試溫度的關系。由此可見，220kV及以上電壓等級的變壓器應該測量極化指數(shù)。這是由于在測量絕緣電阻時，兆歐表施加直流電壓，在試品復合介質的交界面上會逐漸聚集電荷，這個過程的現(xiàn)象稱為吸收現(xiàn)象，或稱界面極化現(xiàn)象。 (224) 5)按要求進行統(tǒng)一溫度換算。 4)絕緣電阻試驗時要同時記錄儀表讀數(shù)、試驗時間、上層油溫，決不能隨意估計這三個數(shù)據(jù)。 3)測量溫度以頂層油溫為準，并注意盡量使每次測量的溫度相近，并最好在油溫低于50C時測量。 2)測量前被測繞組應充分放電?！　?)繞組絕緣電阻的測量應采用2500V或5000V兆歐表。如需要測量極化指數(shù)時，則應繼續(xù)延長試驗時間至10min，并應每隔一分鐘讀取一個值，同時準確作好記錄。檢查方法是將兆歐表或絕緣測定器的接地端子與地線相連，測量端子與測量線一端相連，測量線另一端懸空，接通絕緣測定器的輸出開關(或搖動兆歐表至額定轉速)，絕緣電阻的讀數(shù)接近無窮大，瞬時短接的絕緣電阻的讀數(shù)為零。　　2)對于三繞組變壓器，應分別測量高壓繞組對中、低壓繞組及地；中／k繞組對高、低壓繞組及地；低壓繞組對高、中壓繞組及地；高、中壓繞組對低壓繞組及地；高、低壓繞組對中壓繞組及地；十、低壓繞組對高壓繞組及地；高、中、低壓繞組對地，共七次測量。　　DL／T 596—1996規(guī)程規(guī)定吸收比(10—30℃范圍)不低于1．3或極化指數(shù)不低于1．5，且對吸收比和極化指數(shù)不進行溫度換算。當t20℃時當t20℃時表2－16但近幾年來，隨著大容量電力變壓器的廣泛使用，且其干燥工藝有所改進，出現(xiàn)絕緣電阻絕對值較大時，往往吸收比偏小的結果，造成判斷困難。 i1－吸收電流；i2充電電流；i3泄漏電流　　變壓器的絕緣電阻是表征同一直流電壓下，不同加壓時間所呈現(xiàn)的絕緣特性變化?！　?3)泄漏電流是當直流電壓加到被試品上時，絕緣內部或表面移動的帶電粒子、離子和自由電子形成的電流，此電流與施加電壓的時間無關，而只決定于施加的直流電壓的大小。 圖2—6變壓器的絕緣結構及產(chǎn)這三種電流的等效電路如圖2—6所示。 絕緣電阻及吸收比、極化指數(shù)檢測　　絕緣電阻試驗是對變壓器主絕緣性能的試驗，主要診斷變壓器由于機械、電場、溫度、化學等作用及潮濕污穢等影響程度，能靈敏反映變壓器絕緣整體受潮、整體劣化和絕緣貫穿性缺陷，是變壓器能否投運的主要參考判據(jù)之一。如有些案例中通過繞組分接頭電壓比試驗，能夠有效驗證分接相關的檔位，而且還能檢驗出變壓器繞組的連接組別是否正確?！　?)測量的數(shù)據(jù)要進行橫向和縱向的比較，對溫度、濕度、測量儀器、測量方法、測量過程和測量設備進行分析。測試結果如表2—15所示測試時間直流電組（歐）最大不平衡率（％）AomBomCom預 示復試（轉動分接開關后）　　該變壓器35kv側直流電阻不平衡率遠大于2％，懷疑分接開關有問題，所以轉動分接開關后復測，其不平衡率仍然很大，又分別測其他幾個分接位置的直流電阻，其不平衡率都在11％以上，而且規(guī)律都是A相直流電阻偏大，好似在A相繞組中已串入一個電阻，這一電阻的產(chǎn)生可能出現(xiàn)在A相繞組的首端或套管的引線連接處，是否為連接不良造成。在對某電力修造廠改造的變壓器交接驗收試驗時，發(fā)現(xiàn)其中壓繞組Am、馬n、Cm三相無載磁分接開關的直流電阻數(shù)據(jù)混亂、無規(guī)律，分接位置與所測直流電阻的數(shù)值不對應。A、B相的每個分接之間直流電阻相差約為10～11．7u歐，而C相每個分接之間直流電阻相差為4．9—6．4 u歐和14．1～16．4 u歐，初步判斷C相回路不正常。經(jīng)換算確定C相電阻值較大，懷疑是否由于斷股引起，經(jīng)與制造廠了解該繞組股數(shù)為24股，據(jù)此計算若斷一股造成的誤差與實際測量誤差一致，判斷故障為C相繞組內部有斷股問題。色譜分析結果該主變壓器C2H2超標，從0．2上升至7．23／tL／I它比僅用恒流法縮短充電時間10倍以上。 1)零序阻抗法。使用的方法有兩種。使用時可把高、低壓繞組串聯(lián)起來，應用雙通道對高、低壓繞組同時測量，較好地解決了三相五柱式大容量變壓器直流電阻測試的困難。隨著變壓器容量的增大，特別是五柱鐵心和低壓繞組為三角形連接的大型變壓器，如果仍如中小型變壓器那樣，用幾伏電壓的小容量電池作為測量電源，則電流達到穩(wěn)定的時間長達數(shù)小時至十多小時，這不僅太費時間，而且不能保證測量準確度。　　1)變壓器容量在1．6MVA及以上，繞組直流電阻相互間差別不應大于2％；無中性點引出的繞組線間差別不應大于三相平均值的1％。　　3)變壓器大修后必須進行檢測。但有如下情況必須檢測：　　1)對無勵磁調壓變壓器變換分接位置后必須進行檢測(對使用的分接鎖定后檢測)規(guī)程規(guī)定它是變壓器大修時、無載開關調級后、變壓器出口短路后和1～3年1次等必試項目。第三節(jié) 繞組直流電阻檢測 應注意，不能忽視H2和CH4增長的同時，接著又出現(xiàn)C2H2，即使未達到注意值也應給予高度重視?！　‘擟2H2含量較大時，往往表現(xiàn)為絕緣介質內部存在嚴重的局部放電故障，同時常伴有電弧燒傷與過熱，因此會出現(xiàn)C2H2含量明顯增大，且占總烴較大比例的情況。且各種特征氣體所占的比例難以確定。局部放電、火花放電同時作用下，純油中CO不能明顯測到。局部過熱危害不如放電故障那樣嚴重，但從發(fā)展的后果分析，熱點可加速絕緣物的老化、分解，產(chǎn)生各種氣體，低溫熱點發(fā)展成為高溫熱點，附近的絕緣物被破壞，導致故障擴大。固體絕緣材料在高能量電弧放電時產(chǎn)生較多的CO、CO2。　　上述與變壓器運行年限有關的經(jīng)驗公式，適用于一般密封式變壓器。 由于CO、CO2氣體含量的變化反映了設備內部絕緣材料老化或故障，而固體絕緣材料決定了充油設備的壽命。密封式變壓器，溶于油中的CO含量一般均高于開放式變壓器，其正常值約800 uL／L，但在突發(fā)性絕緣擊穿故障中，CO、CO2含量不一定高，因此其含量變化常被人們忽視。但從總體上來說，過熱性故障的產(chǎn)氣速率比放電性故障慢。 另外，丁腈橡膠材料在變壓器油中將可能產(chǎn)生大量的CH4，丁青在變壓器油中產(chǎn)生甲烷的本質是橡膠將本身所含的CH4釋放到油中，而不是將油催化裂介為CH4。在過熱性故障中，當只有熱源處的絕緣油分解時，特征氣體CH4和C2H4兩者之和一般可