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技术收藏 | 试验变压器感应耐压试验原理介绍

时间:2020/10/9 10:33:40   作者:网友投稿   来源:bianyaqi.lexiangww.com   阅读:22370   评论:0
内容摘要:技术收藏|试验变压器感应耐压试验原理介绍试验介绍:变压器线圈的绝缘分为主绝缘和纵绝缘。主绝缘也叫横绝缘是指线圈对它本身以外的其他结构部分的绝缘,包括它对油箱、铁芯、夹件和压板的绝缘,对同一相内其他线圈的绝缘,以及对不同相线圈的绝缘(相间绝缘)。纵绝缘是指线圈本身内部的绝缘。它包括匝间绝缘、层间绝缘、线段间的绝缘等。在外...

技术收藏 | 试验变压器感应耐压试验原理介绍


试验介绍:变压器线圈的绝缘分为主绝缘和纵绝缘。


主绝缘也叫横绝缘是指 线圈对它本身以外的其他结构部分的绝缘,包括它对油箱、铁芯、夹 件和压板的绝缘,对同一相内其他线圈的绝缘,以及对不同相线圈的 绝缘(相间绝缘)。

纵绝缘是指线圈本身内部的绝缘。它包括匝间绝 缘、层间绝缘、线段间的绝缘等。

在外施工频耐压的电气试验中,考 验的仅仅是变压器绕组的主绝缘,而随着变压器电压等级的提高、容量的增大,其匝间绝缘变得相对薄弱,但外施加工频耐压的电气试验 却无法对变压器纵绝缘进行考验。 

感应耐压试验由于采用自激法加压,若试验方法选择合理,变压 器的主绝缘和纵绝缘可同时得到检验。考虑到变压器铁芯的磁饱和问 题,感应耐压的电源常采用倍频电源,感应耐压因此也叫倍频感应耐压。

变压器的绝缘缺陷引起的故障分析:

相对于变压器的主绝缘即绕组之间以及绕组与铁芯之间的绝缘, 变压器另外有一个重要的绝缘性能指标就是纵绝缘。国家标准和国际 电工委员会(IEC)标准中规定的“感应耐压试验”是专门用于检验变 压器纵绝缘性能的测试方法之一。

变压器的纵绝缘主要依赖于组内的绝缘介质——漆包线本身的 绝缘漆、变压器油、绝缘纸、浸渍漆和绝缘胶等,不同种类的变压器 可能包含其中一种或者多种绝缘介质。

纵绝缘电介质很难保证 100% 的纯净度,难免混入固体杂质、气泡或者水分等,生产过程中也会受 到不同程度的损伤。变压器工作时的最高场强会集中在这些缺陷处, 长期负载运作的温升又会降低绝缘介质的击穿电压,造成局部放电, 电介质通过外施变电场吸收的功率即介质损耗会明显增加,导致电介 质严重发热,介质电导增大,该部位的大电流也会产生热量,会使电 介质的温度继续升高,而温度的升高反过来又会使电介质的电导增加, 长期恶性循环,最后导致电介质的热击穿和整个变压器的毁坏。

这一 故障表现在变压器的特性上就是空载电流和空载功耗显著增加,并且绕组有灼热、飞弧、振动和啸叫等不良现象。可见利用感应耐压试验 检测出变压器是否含有纵绝缘缺陷是极其必要的。

试验原理:

变压器刚出厂时,没有经过长时间恶劣环境的考验,没有外施额 定电压和频率的电源作为长期试验,以致绕组匝间和段间的电压不足 以达到电介质缺陷处的击穿电压,难以造成这些绝缘缺陷处的放电和 击穿,这种存在绝缘故障隐患的变压器与绝缘性能良好的同类变压器 的空载电流和空载功耗没有太大的差别,故难以发现这些隐患。

感应耐压给变压器施加两倍额定电压以上的电压,可在纵绝缘缺 陷处建立更高更集中的场强,绕组匝间、层间和段间的电压达到并超 过电介质缺陷处的击穿电压。感应耐压试验给变压器施加的频率在两 倍的额定频率以上,较高的频率又可大大降低固体电介质的击穿电压, 使得绝缘缺陷更容易被击穿。感应耐压试验所规定的外加电压的作用 时间亦可保证绝缘缺陷的击穿,故感应耐压可以可靠地检测变压器纵 绝缘性能的好坏。

感应耐压试验给变压器外加电源的频率之所以在两倍的额定频 率以上,是因为变压器的励磁电流 i 主磁通振幅Øm 的特性曲线一般 设计在额定频率和额定电压下接近弯曲饱和部分,如图 1 所示,又因 在电源频率不变的情况下,主磁通Øm 决定于外加电压 U,即:

U=E=4.44WfØm

其中,U 是外加电源电压(V),E 是加电绕组的感应电动势(V),f 是外加电源频率(Hz),W 是加电绕组的匝数(n)。所以给变压器加两倍额定电压以上的电压必然会导致铁芯严重 饱和,主磁通Øm 增大,由图 1 可知,激励电流 i 会急剧增加,致使 变压器发热烧毁;为了使变压器在加两倍压以上时铁芯仍不饱和,需 要提高电源的频率至两倍频以上。

感应耐压试验给变压器原边加两倍电压以上和两倍频率以上的 电源,变压器的主磁通会使原边和副边同时感应出感应电动势 E1 和 E2,且分别是其额定工作状态下的两倍以上,所以感应耐压试验可以 同时对主、副绕组进行纵绝缘性能的测试。当然,也完全可以根据需 要从变压器的副边进行测试,所施加的电压应当是变压器额定工作状 态下空载电压的两倍以上,频率同样是额定频率的两倍以上。

试验接线:

本接线示意图为未配备高压分压器的情况下的一种参考接线方 法,多倍频的输出接入被试品 PT 的测量绕组,然后根据 PT 自身的变 比进行高压电压的折算,这里因为没有配备高压分压器,当电压等级 较高时,需要考虑容升对一次电压的影响。

附图一中如果多倍频主机输出功率不能在被试品 PT 的一次侧得 到一个理论的试验电压时,可以考虑将 PT 的二次绕组进行串联加压, 此时相同功率需求,因为二次电压更高,所以需要的输入电流更小。这种接线方式中因为没有配备分压器同样要考虑容升的影响。

仪器介绍:

电子式多倍频发生器又称多倍频发生器、多倍频电压发生器及多倍频电源发生器,电子式多倍频发生器适用于变压器和互感器的感应耐压试验,电子式多倍频发生器采用电力电子技术,多倍频发生器内部核心部分使用变频调节器,电子式多倍频发生器具有参数预置、保护设置、频率选择、电压调节控制等功能,多倍频电压发生器全部采用数字控制技术。

电子式多倍频发生器是依照DL/T 848.4—2004标准而研发制造而成,电子式多倍频发生器采用电力电子技术,内部核心部分使用变频调节器,具有参数预置、保护设置、频率选择、电压调节控制等功能,电子式多倍频发生器全部采用数字控制技术,内置计算机,8寸彩色液晶显示,专门针对互感器的感应耐压试验以及变压器绕组的匝间,层间,段间及相间的纵绝缘感应耐压试验,倍频耐压是变压器绝缘试验中的重要项目,纵绝缘试验需要通过倍频电源装置,施加试验倍频电压,进行耐压试验。

仪器特点:

1、多倍频感应耐压测试仪具有过压、过流、零位启动、闪络等 保护功能,过压过流保护值可以根据用户需要整定,试品闪络时闪络 保护动作,以保护试品。

2、整个多倍频感应耐压测试仪单件重量轻,便于现场使用。

3、多倍频感应耐压测试仪具有自动和手动两种工作模式,方便 用户根据现场情况灵活选择,提高试验速度。

4、能存储和异地打印数据,存入的数据编号是数字,方便用户 识别和查找。

5、采用了 DSP 平台技术,可以方便的根据用户需要增减功能和 升级,也使得人机交换界面更为人性化。


仪器参数:(可定制)

1. 容量:5kVA

2. 输入电压:交流三相,380V±10% 

3. 电源频率:50Hz

4. 输出电压:0~400V (加升压变压器后电压可变高,另配) 

5. 输出频率:50Hz,100Hz,150Hz,200Hz、自定义 

6. 波形畸变率:<3% 

7. 尺寸:长 500mm、宽 350mm、高 360mm

8. 重量:17.5kg

仪器保养:

1、验证设备的可用性 
仪器在使用前首先观察仪器外观是否有破损。通电后检查仪器液 晶显示屏是否有显示,显示是否完整,对长期没有使用的仪器还应检 查其输出部分接线柱是否锈蚀、老化现象,否则应及时清理完好再使 用。使用时请参照“使用操作”方法。 

2、设备的保养 
每次完成试验后,清整仪器接线柱上的连线,关闭电源,断开电 源插头,放置在干燥无尘、通风无腐蚀性气体的室内。

仪器使用注意事项:
1、试验时机壳必须可靠接地。
2、试验时不允许不相干的物品堆放在设备面板上和周围。 
3、使用前请检查电源电压。 
4、更换保险管和配件时,请使用与本仪器相同型号。 
5、本仪器注意防潮、防油污。 
6、试验时请确认被测设备已断电,并与其它带电设备断开

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