電力變壓器中的高電壓試驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用分析

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，電氣需求和電力擴(kuò)展也在提高。電力變壓器是電力系統(tǒng)主要傳輸核心，高電壓試驗(yàn)技術(shù)作為對(duì)電力變壓器絕緣性能的重要檢測(cè)手段，貫穿變壓器的制造和安裝以及運(yùn)行多個(gè)階段。經(jīng)過探討電力變壓器高電壓試驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用并深入分析電力變壓器中對(duì)高電壓測(cè)試影響因素，皆對(duì)相應(yīng)的技術(shù)措施和安全管理分析提出了有效意見和建議。

關(guān)鍵詞：電力變壓器高電壓檢測(cè)技術(shù)電力系統(tǒng)絕緣性能

中圖分類號(hào)：TM41

ApplicationofHigh-VoltageTestTechnologyinPowerTransformers

LUOSANGZhuba1DANZENGWeise1LUOSANGYundan2

1.XizangVocationalandTechnicalCollege，Lhasa，XizangAutonomousRegion，850000China;2.ElectricPowerResearchInstitute，StateGridTibetElectricPowerCo.， Ltd.，Lhasa，XizangAutonomousRegion，850000China

Abstract：WiththeprogressofscienceandtechnologyandthecontinuousdevelopmentofsocialeconomyinChina，thedemandforelectricalequipmentandexpansionofelectricitypowerarealsoincreasing.Powertransformeristhemaintransmissioncoreofthepowersystem，andhigh-voltagetestingtechnology，asanimportantmeansoftestingtheinsulationperformanceofthepowertransformer，runsthroughmultiplestagesofmanufacturing，installationandoperationofthetransformer.Afterexploringtheapplicationofhigh-voltagetestingtechnologyinpowertransformersanddeeplyanalyzingthefactorsaffectinghigh-voltagetestinginpowertransformers，itputsforwardeffectiveopinionsandsuggestionsonthecorrespondingtechnicalmeasuresandsafetymanagementanalysis.

KeyWords：Powertransformer;High-voltagetestingtechnology;Powersystem;Insulationperformance

電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，變壓器安全性和穩(wěn)定性直接影響電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率，而高電壓試驗(yàn)技術(shù)是檢測(cè)電力變壓器絕緣性能和運(yùn)行狀態(tài)的主要手段。在變壓器制造、安裝以及運(yùn)行過程中，通過高電壓試驗(yàn)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，確保變壓器的正常運(yùn)行。在實(shí)際操作過程中仍存在很多不足和技能不專業(yè)等問題，測(cè)試人員經(jīng)驗(yàn)不足或安全意識(shí)不到位都會(huì)導(dǎo)致測(cè)試不準(zhǔn)確從而影響對(duì)設(shè)備狀態(tài)判斷錯(cuò)誤。測(cè)試人員需要對(duì)電力變壓器設(shè)備和環(huán)境以及安全性能進(jìn)行深入了解才能對(duì)電力變壓器功能有足夠認(rèn)知和正確判斷。

1電力變壓器高燕實(shí)驗(yàn)分析

電力變壓器的高壓試驗(yàn)種類繁多，每種試驗(yàn)技術(shù)都旨在實(shí)現(xiàn)特定的試驗(yàn)?zāi)康?。以交流耐壓試?yàn)為例，該技術(shù)能夠有效地評(píng)估變壓器的絕緣效果。通過進(jìn)行此類試驗(yàn)可以深入了解變壓器的絕緣性能，并準(zhǔn)確記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。這些信息為后續(xù)的運(yùn)維工作提供了寶貴的參考，有助于更好地掌握變壓器的絕緣狀況，從而采取有效措施降低絕緣性事故的發(fā)生率。

1.1試驗(yàn)條件

高壓試驗(yàn)在電壓高于正常水平的狀態(tài)下進(jìn)行的試驗(yàn)，其電壓值可能達(dá)到正常數(shù)值的幾倍甚至更高。為確保試驗(yàn)的順利進(jìn)行及結(jié)果的準(zhǔn)確性，在正式實(shí)施高壓試驗(yàn)前，必須對(duì)各種工況條件進(jìn)行全面提取和嚴(yán)格把控。在試驗(yàn)準(zhǔn)備階段，首要任務(wù)是確保試驗(yàn)室的溫度和濕度符合既定標(biāo)準(zhǔn)。具體來說，溫度應(yīng)控制在25～30℃的范圍內(nèi)，而濕度則不應(yīng)超過85%。同時(shí)，對(duì)試驗(yàn)室周圍環(huán)境的溫度和濕度也要進(jìn)行有效監(jiān)控和調(diào)整，以確保其不會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生不良影響。在安裝變壓器時(shí)，必須確保試驗(yàn)室內(nèi)不存在任何可能影響其正常工作的氣體和物體。這是保障變壓器在高壓試驗(yàn)過程中能夠穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。此外，試驗(yàn)室還應(yīng)配備充足的保護(hù)電阻。這一措施的目的是在高壓試驗(yàn)狀態(tài)下，有效防止變壓器出現(xiàn)斷合現(xiàn)象，從而保障試驗(yàn)的安全進(jìn)行。此外，在試驗(yàn)操作過程中相關(guān)人員還需對(duì)電壓和額度容量進(jìn)行嚴(yán)格控制，這樣既能確保高壓試驗(yàn)順利進(jìn)行，又能保證充分發(fā)揮變壓器的熱量，從而為試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障。

1.2實(shí)驗(yàn)保障

在變壓器高壓試驗(yàn)檢測(cè)過程中，為確保試驗(yàn)的順利進(jìn)行及結(jié)果的準(zhǔn)確性，參與試驗(yàn)的工作人員應(yīng)做到分工明確、各司其職。在試驗(yàn)正式開始之前，試驗(yàn)人員應(yīng)進(jìn)行一系列細(xì)致的準(zhǔn)備工作。例如：仔細(xì)檢查線路的完整性，確保所有連接都牢固可靠，避免在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)線路故障。確保變壓器的外殼和高壓繞組尾端都可靠接地，這也是保障試驗(yàn)安全的重要措施。在試驗(yàn)過程中相關(guān)人員也要密切關(guān)注電壓的上升情況，保證電壓的連續(xù)性。試驗(yàn)人員還要觀察和記錄電壓表指針的變化，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)任何可能的異常或故障。一旦出現(xiàn)故障或問題，試驗(yàn)人員應(yīng)立即進(jìn)行斷電處理，防止問題擴(kuò)大并對(duì)設(shè)備造成損害。此外，為了更全面地保障試驗(yàn)的順利進(jìn)行，試驗(yàn)人員還應(yīng)在試驗(yàn)前對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)核對(duì)和確認(rèn)。確保所有試驗(yàn)參數(shù)的設(shè)定都準(zhǔn)確無誤，并根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的試驗(yàn)方法和步驟。在試驗(yàn)過程中，他們還應(yīng)定期記錄和分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正任何可能的偏差或錯(cuò)誤。

3電力變壓器中高電壓測(cè)試技術(shù)應(yīng)用措施

3.1把控高壓測(cè)試環(huán)境濕度與溫度條件

在電力變壓器的日常維護(hù)和檢測(cè)中為了保證高電壓試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性，測(cè)試人員需要嚴(yán)格把控高壓測(cè)試環(huán)境的濕度與溫度條件。這兩個(gè)主要因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果精確性具有直接顯著的影響。濕度過高會(huì)導(dǎo)致絕緣材料表面受潮，從而降低其絕緣性能。當(dāng)變壓器處于高電壓狀態(tài)時(shí)，受潮的絕緣材料容易發(fā)生擊穿現(xiàn)象不僅會(huì)損壞變壓器，還可能引發(fā)嚴(yán)重安全事故。濕度過高還會(huì)導(dǎo)致測(cè)試設(shè)備內(nèi)部電路短路或損壞，影響試驗(yàn)的順利進(jìn)行。測(cè)試人員在高電壓試驗(yàn)中，需要明確測(cè)試環(huán)境的濕度處于合適的范圍內(nèi)，通常要求相對(duì)濕度不超過60%。在試驗(yàn)前，測(cè)試人員要采用除濕劑和干燥劑等工具對(duì)測(cè)試環(huán)境進(jìn)行充分除濕處理，并且實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境濕度數(shù)據(jù)，還可以在測(cè)試環(huán)境中設(shè)置濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)。測(cè)試人員通過自動(dòng)調(diào)節(jié)除濕設(shè)備的工作狀態(tài)，確保環(huán)境濕度始終保持在合適的范圍內(nèi)。高電壓測(cè)試溫度也是影響絕緣材料性能的重要因素之一，測(cè)試溫度過高會(huì)加速絕緣材料老化過程，降低其絕緣性能。溫度過低則會(huì)導(dǎo)致絕緣材料變脆和開裂影響變壓器絕緣性能，溫度的變化還可能引起測(cè)試設(shè)備內(nèi)部電路元件的性能變化，從而影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性[3]。因此，在試驗(yàn)前，測(cè)試人員需根據(jù)變壓器的絕緣等級(jí)和試驗(yàn)要求，設(shè)定合適的溫度范圍。通常溫度范圍應(yīng)控制在20～30℃之間。在試驗(yàn)過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度并通過調(diào)節(jié)空調(diào)和加熱器等設(shè)備，使環(huán)境溫度始終保持在設(shè)定范圍內(nèi)。測(cè)試人員還可以設(shè)置溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱和制冷設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度的精確控制。

3.2優(yōu)化更新高壓電氣測(cè)試

高電壓測(cè)試是評(píng)估電壓力變壓器設(shè)備性能的主要手段，通過設(shè)備可以檢測(cè)出變壓器內(nèi)部存在的安全事故和隱患，為變壓器安全運(yùn)行提供有力保障[4]。絕緣電阻測(cè)試是評(píng)估變壓器絕緣性能的基本方法之一。使用絕緣電阻測(cè)試儀，按照規(guī)定的接線方式連接變壓器繞組與地（或另一繞組），并施加直流電壓。絕緣電阻值（R）的計(jì)算基于歐姆定律，但實(shí)際測(cè)量中需考慮溫度對(duì)絕緣材料電阻率的影響。絕緣電阻值校正到20℃時(shí)的值（R20）可通過以下公式計(jì)算：當(dāng)實(shí)測(cè)溫度高于20℃時(shí)：R20=AR。當(dāng)實(shí)測(cè)溫度低于20℃時(shí)：R20=A×Rt。其中，Rt是測(cè)量溫度下的絕緣電阻值，A是溫度換算系數(shù)，根據(jù)實(shí)測(cè)溫度與20℃的差值K（K=實(shí)測(cè)溫度-20℃的絕對(duì)值）通過查找表或公式A=1.5K/10計(jì)算得出。直流電阻測(cè)試主要用于檢測(cè)變壓器繞組的直流電阻，以發(fā)現(xiàn)繞組內(nèi)部的故障，如斷股、匝間短路等。測(cè)試時(shí)，采用直流電阻測(cè)試儀，分別測(cè)量變壓器各繞組的直流電阻。使用雙臂電橋（凱爾文橋）或單臂電橋（惠斯登電橋）根據(jù)繞組電阻大小選擇。測(cè)試時(shí)，確保電橋平衡，讀取穩(wěn)定后的電阻值。對(duì)于三相變壓器，各相繞組直流電阻的不平衡率應(yīng)滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，通常不超過三相平均值的2%～4%，具體取決于變壓器容量。在變壓器一次側(cè)加入額定電壓，二次側(cè)開路。使用電壓表分別測(cè)量一次側(cè)和二次側(cè)的電壓值（U1和U2）。計(jì)算變壓比：K=U2/U1，并與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較。介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試用于評(píng)估變壓器絕緣材料的整體受潮與劣化程度。測(cè)試時(shí)，通過施加交流電壓，使用介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試儀，將其連接到變壓器的繞組上。施加交流電壓，并測(cè)量電流的有功分量（Ir）與無功分量（Ix）。計(jì)算介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ=Ix/Ir，并與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。

3.3提升測(cè)試人員專業(yè)技能與安全理念

高電壓測(cè)試是電力變壓器維護(hù)與檢測(cè)中的重要環(huán)節(jié)。檢測(cè)人員通過模擬變壓器在實(shí)際運(yùn)行中的高電壓環(huán)境，高電壓測(cè)試可以全面評(píng)估變壓器的電氣性能、絕緣強(qiáng)度以及耐壓能力，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障和隱患。這一過程中，測(cè)試人員不僅需要具備扎實(shí)的電氣知識(shí)，還需要掌握先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)和設(shè)備操作技能。高電壓測(cè)試具有較高的危險(xiǎn)性和復(fù)雜性，測(cè)試人員需要掌握高電壓測(cè)試的基本原理和方法，了解測(cè)試過程中安全規(guī)范和操作要求。測(cè)試人員需要熟悉測(cè)試設(shè)備使用方法和操作規(guī)程，能夠準(zhǔn)確快速的完成測(cè)試任務(wù)。測(cè)試人員還要具備處理突發(fā)情況和應(yīng)急事故的能力，以確保測(cè)試過程安全可控。相關(guān)單位可根據(jù)測(cè)試人員的不同需求和水平，進(jìn)行高電壓測(cè)試基本原理和測(cè)試設(shè)備的操作與維護(hù)、安全規(guī)范和應(yīng)急處理等方面有針對(duì)性的專業(yè)培訓(xùn)[5]。電壓比和連接組標(biāo)號(hào)的測(cè)量方法主要包括雙電壓表法和變比電橋法。首先，從高壓側(cè)輸入適當(dāng)幅值的單相電壓，分別測(cè)量高低壓兩側(cè)的電壓值。其次，通過計(jì)算變比K=U1/U2，得出實(shí)際變比與標(biāo)準(zhǔn)變比的偏差。在此過程中，應(yīng)使用0.1級(jí)高內(nèi)阻的數(shù)字電壓表以確保測(cè)量精度。連接組標(biāo)號(hào)的測(cè)量則采用三相電源法。在高壓側(cè)施加適當(dāng)幅值的三相電壓（通常取380V），確保高、低壓側(cè)的任一相同名端相連。最后，分別測(cè)量高低壓各個(gè)端子間的電壓，并繪制矢量圖以判斷連接組標(biāo)號(hào)。另一種方法是變比電橋法，它利用標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器式電壓比電橋或電阻分壓器式電壓比電橋進(jìn)行測(cè)量。這些電橋具備0.1級(jí)的精度，并且還應(yīng)具備連接組標(biāo)號(hào)測(cè)量功能。在進(jìn)行這些測(cè)量時(shí)，務(wù)必注意接線的正確性和接觸的良好性，以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)于三繞組變壓器，需要測(cè)量高-中、高-低、中-低壓間各個(gè)分界的變壓比。而對(duì)于雙繞組變壓器，則只需測(cè)量高-低壓間各個(gè)分界的變壓比。

4結(jié)語

綜上所述，電力變壓器中的高電壓試驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用是確保變壓器安全和高效運(yùn)行的重要保障。相關(guān)單位通過嚴(yán)格控制試驗(yàn)條件和科學(xué)應(yīng)用試驗(yàn)技術(shù)以及提升測(cè)試人員專業(yè)技能和安全意識(shí)，可以有效提高變壓器的絕緣性能和運(yùn)行穩(wěn)定性。同時(shí)，檢測(cè)人員也需要定期對(duì)變壓器進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)工作以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。未來，隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，高電壓試驗(yàn)技術(shù)也將不斷完善和創(chuàng)新，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供更加堅(jiān)實(shí)的保障。

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