变压器交流耐压试验的故障分析

对更换的一台有载调压变压器发生的放电矿障进行分析，经详细分析计算、断定是某一部分的绝缘件表面受潮引起事故、并通过试验验证了上述判断的准确性。

变压器交流耐压试验的故障分析

一、事故经过

我局北洛35kV 变电站增容，更换1 号主变。由原来的无励磁调压SL 7 - 3150／35 主变更换为有载调压SFZ7 - 10000／3 5 主变。吊心前试验时，除交流耐压试验项目没做外，其它所有的试验项目均合格。经吊心检查，最后做交流耐压试验。使用的是交流耐压配套试验设备。

试验变压器特性参数：

型号: TDJ; 容量: 25kVA; 电压比:150kV ö3 80V; 电流比: 0. 168A ö65. 8A; 阻抗:7. 9%。

感应式移圈调压器的特性参数为: 型号:TDJA - 25ö 0. 5; 输出容量: 25kVA; 输入电压:380V; 负载电压: 0～ 450V; 最大输入电流:85A; 最大负载电流: 55A。

根据试验规程标准，变压器高压侧短时交流耐压U el 为72kV。应在试验变压器低压侧施加的电压为U 1 = U el／Ke =72000／(150000／380) = 182V。变压器低压侧短时交流耐压U e2 为30kV ，应在试验变压器低压侧施加的电压为U 2 = U e2／Ke =30000／(150000／380)= 76V。

试验前，考虑变压器容量较大，能使变压器线端电压升高，估计升高电压△U = 2kV 左右，那么高压侧耐压时，应从试变低压侧施加的电压U 实加= (72000 - 2000)／(150000／380) =177V。

试验过程中，先对变压器低压侧做耐压试验，合格后对高压侧试验。高压侧试验时，在试

变低压侧施加电压到174V 时，变压器内部有很大的放电声。立即停电，外观检查无异常后，又加压试验，在施加电压到170V 时，又产生放电响声。经研究，决定在高压试验回路中串接一电流表，直接测量高压侧电流，观察其变化规律，经查正常后，再次试验。当电压指示172V ，电流为158mA 时，又发生放电现象，稍停3s，放电持续激烈，但电流却不增大，只在158～ 170mA之间摆动。还不足以使试验保护装置跳闸，故再一次停电研究。

二、事故分析

经分析，这种现象不是绝缘不良造成的。因为当绝缘不良击穿时，电流随电压的增加而增大很多，而在本测试过程中电流却是缓缓增加。故考虑有两种因素: 一是高压引线对外壳或铁心距离不够引起放电; 二是高、低压绕组之间放电。

把低压侧短路接地线拆除后，再加压试验仍放电，由此判断是高压引线及绕组对地距离不够而放电，再一次吊心检查理。吊心后，认真检查发现A 相高压引线与上轭的距离为2cm ，并且高压引线的绝缘纸约有长2cm 严重烧焦。

更换烧焦的绝缘纸，加大引线对铁轭的距离。工作完成就盖上钟罩，注油静置放一段时间后，重新加压试验，在电压升到170V 时，又发生放电现象，断定是变压器绕组内部故障。进一步分析认为，绝缘纸不是放电烧焦的。若放电击穿，纸上应有小孔，短时间去穿放电，不能发热烧焦。再则，这段距离虽然很近，但是浸在击穿强度为55kV ／2. 5mm 的绝缘油中，是远远不能引起放电的，经查实，高压引线时，还没有全部降温就包上绝缘纸造成的。

究竟是设备内部故障还是所加电压太高造成的击穿?分析计算如下:

变压器高压侧电容量为:

Cx = R 4CN（100 + R 3）／R N (R 3 + ρ)= 3184 × 50 × （100 + 74）／60 × (74 + 0. 5)= 6197pF

式中　R 4 —— 标准固定无感电阻，其值为

31848Ω

CN —— 标准真空电容器，电容量为50p F

R N —— 分流器位置电阻，它随分流器

开关位置的不同而不同，这里取RN = 608Ω

ρ—— 滑线电阻，取Q= 0. 58Ω

R 3—— 高压侧可调电阻，取R 3 = 748Ω

变压器高压侧耐压试验电流为:

Ic = ωCxU el= 314 × 6197 × 10- 12 × 72 × 103= 140mA

变压器线端电压升高值为:

△U = U elωCxU 2HZK%／SH　= 72 × 103 × 314 × 6197 × 10- 12×(150 × 103) 2× 7.9％／25 × 103 = 9961V ≈ 10kV

式中　CX —— 变压器电容量

U H —— 试变额定电压

SH —— 试变额定容量

Zk —— 试变额定阻抗

由此得知变压器端部电压升高值△U > 2 kV ，那么照此推算，则试变低压侧应施加的电压为:

U =（U e - △U）／Ke= 157V

以前试验时，相当于变压器高压侧施加的电压为70kV + 10kV = 80kV ，超出试验规程规定的试验标准72kV ，但是没有超出出厂试验标准85kV 。通过以上分析计算，断定造成事故的原因是某一部分的绝缘件表面受潮(如夹件、绝缘木、白布带等) ，当电压低时，不能造成电压的游离; 当电压高时电子游离加快，沿绝缘件表面同接地铁件间形成回路(即沿表面放电) ，放电后恢复正常，然后，再游离，再放电，持续循环。

三、事故处理及结论

最后重新吊心，对暴露在空气中的器身缓缓加压，发现A 相高压引线绝缘支撑木下表面首先闪络放电。经查，此支撑木下表面粗糙潮湿，并带有毛细纤维之类东西，估计是吊心过程中，用抹布擦试时的遗留物。经更换后，试验合格。

综上所述，得出如下结论：

(1) 对高电压大容量设备进行交流耐压试验时，因电容引起端部电压升高，其值应详细计算，不能盲目估算。

(2) 进行交流耐压试验时，直接在被试设备的加压端进行电压测量。

(3) 严格执行规程，做变压器吊心前的耐压试验，发现问题，吊心处理。

(4) 吊心过程中，认真仔细检查所有部件，遇有问题要谨慎处理。