【正文】 為此使測量電阻的時間縮短。 2)磁通勢抵消法。試驗時除在被測繞組通電流外，還在非被測繞組中通電流，使兩者產(chǎn)生在磁通勢大小相等、方向相反而互相抵消，保持鐵心中磁通趨近于零，將繞組的電感降到最低限度，達到縮短測量時間的目的。它比僅用恒流法縮短充電時間10倍以上。其測量接線如圖2— 5所示　　(1)繞組斷股故障的診斷，某變壓器低壓側(cè)lOkV線間直流電阻不平衡率為2．17％，超過部頒標準值1％的一倍還多。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?！　?)色譜分析。色譜分析結(jié)果該主變壓器C2H2超標，從0．2上升至7．23／tL／I，說明存在放電性故障。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)直流電阻超標分析。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(nèi)部有斷股問題。經(jīng)吊罩檢查，打開繞組三角接線的端子，用萬用表測量，驗證廠C相有一股開斷?！　?2)有載調(diào)壓切換開關(guān)故障的診斷。某變壓器llOkV側(cè)直流電阻不平衡，其中C相直流電阻和各個分接之間電阻值相差較大。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。通過其直流電阻數(shù)據(jù)CO(C端到中性點O端)的直流回路進行分析，確定繞組本身缺陷的可能性小，有載調(diào)壓裝置的極性開關(guān)和選擇開關(guān)缺陷的可能性也極小，所以，缺陷可能在切換開關(guān)上。經(jīng)對切換開關(guān)吊蓋檢查發(fā)現(xiàn)，有一個固定切換開關(guān)的一個極性到選擇開關(guān)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?！　?3)無載調(diào)壓開關(guān)故障的診斷。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(guān)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?！　〗?jīng)吊罩檢查，發(fā)現(xiàn)三相開關(guān)位置與指示位置不符，且沒有空檔位置，經(jīng)重新調(diào)整組裝后恢復正常?！　?4)繞組引線連接不良故障的診斷。某SFSLBl31500A10型變壓器，預防性試驗時發(fā)現(xiàn)35kV側(cè)運行Ⅲ分接頭直流電阻不平衡率超標。測試結(jié)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(zhuǎn)動分接開關(guān)后）　　該變壓器35kv側(cè)直流電阻不平衡率遠大于2％，懷疑分接開關(guān)有問題，所以轉(zhuǎn)動分接開關(guān)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。經(jīng)分析確認后，停電打開A相套管下部的手孔門檢查，發(fā)現(xiàn)引線與套管連接松動(螺絲連接)，主要由于安裝時未裝緊，且無墊圈而引起，經(jīng)緊固后恢復正常?！　⊥ㄟ^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(guān)要求，才能得到準確的診斷效果?！　?)通過對變壓器直流電阻進行測量分析時，其電感較大，一定要充電到位，將自感效應降低到最小程度，待儀表指針基本穩(wěn)定后讀取電阻值，提高一次回路直流電阻測量的正確性和準確性?！　?)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(shè)備進行分析?！　?)分析數(shù)據(jù)時，要綜合考慮相關(guān)的因素和判據(jù)，不能單搬規(guī)程的標準數(shù)值，而要根據(jù)規(guī)程的思路、現(xiàn)場的具體情況，具體分析設(shè)備測量數(shù)據(jù)的發(fā)展和變化過程?！　?)要結(jié)合設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)，分析設(shè)備內(nèi)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(jié)論。　　5)重視綜合方法的分析判斷與驗證。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(guān)的檔位，而且還能檢驗出變壓器繞組的連接組別是否正確。同時對于匝間短路等故障也能靈敏地反映出來，實際上電壓比試驗，也是一種常規(guī)的帶有檢驗和驗證性質(zhì)的試驗手段。進行綜合分析可進一步提高故障診斷的可靠性。第四節(jié) 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。1． 絕緣電阻的試驗原理 　　變壓器的絕緣電阻對雙繞組結(jié)構(gòu)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。它與上述絕緣結(jié)構(gòu)在直流電壓作用下所產(chǎn)生的充電電流、吸收電流和泄漏電流有關(guān)。變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)及產(chǎn)這三種電流的等效電路如圖2—6所示。 圖2—6 絕緣介質(zhì)的等效電路　　U一外施直流電壓；C1一等值幾何電容；C、R一表征不均勻程度和臟污等的等值電容、電阻；Rl一絕緣電阻；iC1－電電流；iCR一吸收電流；iRi一泄漏電流；i一總電流　　(1)充電電流是當直流電壓加到被試晶上時，對絕緣結(jié)構(gòu)的幾何電容進行充電形成的電流，其值決定于兩極之間的幾何尺寸和結(jié)構(gòu)形式，并隨施加電壓的時間衰減很快。當去掉直流電壓時相反的放電電流。電路中便會產(chǎn)生與充電電流極性　　(2)吸收電流是當直流電壓加到被試品上時，絕緣介質(zhì)的原子核與電子負荷的中心產(chǎn)生偏移，或偶極于緩慢轉(zhuǎn)動并調(diào)整其排列方向等而產(chǎn)生的電流，此電流隨施加電壓的時間衰減較慢?！　?3)泄漏電流是當直流電壓加到被試品上時，絕緣內(nèi)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(guān)，而只決定于施加的直流電壓的大小?？傠娏鳛樯鲜鋈N電流的合成電流。幾種電流的時間特性曲線如圖2—7所示。圖2—7直流電壓作用下絕緣介質(zhì)中的等值電流i－總電流； 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。絕緣電阻的變化決定于電流i的變化，它直接與施加直流電壓的時間有關(guān)，一般均統(tǒng)一規(guī)定絕緣電阻的測定時間為一分鐘。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。產(chǎn)品不同，絕緣電阻隨時間的變化曲線也不同，但曲線形狀大致相同，如圖2—8所示。 圖2—8絕緣電阻與時間曲線2．絕緣電阻的試驗類型 電力變壓器絕緣電阻試驗，過去采用測量絕緣電阻的R60。(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)。這對判斷繞組絕緣是否受潮起到過一定作用。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(jié)果，造成判斷困難。吸取國外經(jīng)驗，采用極化指數(shù)戶、／，即10rain(600s)與1rain(60s)的比值(R600／R60)。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。GB／6451—86國家標準規(guī)定了不同溫度，下測量的絕緣電阻值R60換算到標準溫度2叭：時的換算公式。當t20℃時當t20℃時表2－16 測絕緣電阻值時換算系數(shù)表溫度差51015202530354045505560換算系數(shù)注 中間溫度差值的換算系數(shù)可用插值法求取?！　L／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。在判斷時，新的預試規(guī)程規(guī)定吸收比或極化指數(shù)中任——項，達到上述相應的要求都作為符合標準。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?！　?)對于雙繞組變壓器，應分別測量高壓繞組對低壓繞組及地；低壓繞組對高壓繞組及地；高、低繞組對地，共三次測量。　　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。確定測量部位是因為測量變壓器絕緣電阻時，無論繞組對外殼還是繞組間的分布電容均被充電，當按不同順序測量高壓繞組和低壓繞組絕緣電阻時，繞組間的電容重新充電過程不同而影響測量結(jié)果，因此為消除測量方法上造成的誤差，在不同測量接線時測量絕緣電阻必須有一定的／頃序，且一經(jīng)確定，每次試驗均應按確定的順序進行，便于對測量結(jié)果進行合理的比較。(2)操作方法。　　1)檢查兆歐表或絕緣測定器本身及測量線的絕緣是否良好。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(guān)(或搖動兆歐表至額定轉(zhuǎn)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)將被試變壓器高、中、低各繞組的所有端子分別用導線短接，測量前對被測量繞組對地和其余繞組進行放電?！　?)接通絕緣測定器的輸出開關(guān)(或搖動兆歐表至額定轉(zhuǎn)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?！　?)當時間達到15s時，立即讀取絕緣R15電阻值，60s時再讀取R60值。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。　　5)到達結(jié)束時間，從變壓器繞組上取下測量線，并將測量線與地線相連進行放電。　　6)改變接線，分別完成上述程序?qū)Ω骼@組絕緣電阻的測量。(3)注意事項?！　?)繞組絕緣電阻的測量應采用2500V或5000V兆歐表。 2)測量前被測繞組應充分放電。 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。 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)。 5)按要求進行統(tǒng)一溫度換算。電力設(shè)備預防性試驗規(guī)程DL／T5961996規(guī)定，電力變壓器的絕緣電阻值R60換算至同一溫度下，與前一次測試結(jié)果相比應無明顯變化。換算公式為 (224) 式中 RR2分別為溫度tt2時的絕緣電阻值。 4．絕緣電阻的測試分析 (1)與測試時間的關(guān)系。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(nèi)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。從絕對值來看，產(chǎn)品容量越大的電壓等級愈高，尤其是220kV及以上電壓等級的產(chǎn)品，60s之前的絕緣電阻值越小、60s之后達到穩(wěn)定的時間越長，一般約要8rain以后才能基本穩(wěn)定。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(zhì)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。通常吸收電荷的整個過程需經(jīng)很長時間才能達到穩(wěn)定。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(zhì)的全部吸收過程。而極化指數(shù)／~600／R60)時間較長，在更大程度上反映了介質(zhì)吸收過程，因此極化指數(shù)在判斷大型設(shè)備絕緣受潮問題上比吸收比更為準確。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)。 (2)與測試溫度的關(guān)系。當變壓器的溫度不超過30℃時，吸收比隨溫度的上升而增大，約30℃時吸收比達到最大極限值，超過30C時吸收比則從最大極限值開始下降。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(guān)系。變壓器油中含水量對絕緣電阻的影響比較顯著，反映在含水量增大，絕緣電阻減小、絕緣電阻吸收比降低，因此變壓器油的品質(zhì)是影響變壓器絕緣系統(tǒng)絕緣電阻高低的重要因素之一。 (4)與變壓器容量和電壓等級的關(guān)系。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。在變壓器電壓等級相同的情況下，絕緣電阻值常隨容量的增大而降低，這是因為容量越大，等效電容的極板面積也增大，在電阻系數(shù)不變的情況下，絕緣電阻必然降低。 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。相對來講，單純依靠絕緣電阻絕對值的大小，對繞組絕緣作出判斷，其靈敏度、有效性比較低。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(jié)構(gòu)尺寸、絕緣材料的品種、繞組溫度等有關(guān)。但是，對于鐵心、夾件、穿心螺栓等部件，測量絕緣電阻往往能反映故障。主要是因為這些部件的絕緣結(jié)構(gòu)比較簡單，絕緣介質(zhì)單一。 5．絕緣電阻檢測與診斷實例 (1)變壓器充油循環(huán)后測絕緣電阻大幅下降。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。充油循環(huán)后7．5h測量，R15＝250M歐、R60=300M歐、R60／Ri5＝1．tg8％＝1．15。充油循環(huán)后34h測量，R15＝7000M歐、R60＝10000M歐、R60／R15＝1．43。 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。 (2)油中含水量對變壓器絕緣電阻的影響。某變壓器絕緣電阻R60為750M歐，吸收比為1．12，油中含水量的微水分析超標，與二年前相近溫度條件下R602500而R60／R151，5相比變化很大。經(jīng)油處理，微水正常，絕緣電阻R60為2500M歐，吸收比為1．