变压器局部放电试验是检测与评估变压器内部绝缘状况的重要且灵敏的试验项目,核心目的是发现气泡、尖角、杂质等未贯穿电极的局部绝缘弱点,提前规避潜在故障风险。
试验设备
局部放电测试系统为综合性测量系统,核心组成部分及相关要求、功能如下:
试验电源
作为试验的核心供电部分,要求为纯净、无局放的中高频电源,避免工频电源自身干扰导致无法区分试品放电与电源干扰信号,主要包含两种类型:
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工频谐振装置:应用最广泛、适配性最佳的类型,分为调频式串联谐振装置和固定频率式串联谐振装置,可通过电抗器补偿变压器容性电流,大幅降低电源容量要求,同时产生高质量正弦波。
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中频发电机组:传统供电方式,由电动机 - 发电机组产生 400Hz 左右电源,再降压至试验所需电压,因体积大、噪音大的特点,目前已逐步被谐振装置替代。
耦合电容器
核心作用是为局放脉冲信号提供低阻抗传输通道,同时阻挡工频高电压进入测量回路,设备本身需满足无局放的使用要求。
检测阻抗
作为串联在耦合电容器与测量仪器之间的关键传感器,可从流过的局放脉冲电流中提取电压信号,并将信号传递至测量仪器。
局部放电检测仪
是整个测试系统的核心控制与分析单元,负责局放信号的接收、处理、显示及记录,核心功能包括:
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信号放大与滤波:对微弱的局放信号进行放大处理,同时滤除特定频带的干扰信号,保证信号有效性。
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信号显示:支持椭圆、直线等多种显示形式,直观呈现局放脉冲特征。
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参数测量:精准测量视在放电量、放电重复率、平均电流等核心参数,其中视在放电量为主要测量指标。
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定位与识别:高端仪器配备多通道测量功能,可通过对比不同绕组端子的信号到达时间,实现放电源的粗略定位;同时能通过分析放电图谱,识别内部放电、表面放电、电晕放电等不同放电类型。
校准器
试验前的关键校准设备,可向试品两端注入电荷量已知的标准脉冲,以此校准整个测量系统的刻度系数,是保障测量结果准确、具备可比性的必要环节。
试验方法
变压器局部放电试验主要在设备出厂阶段或大修完成后开展,试验流程遵循标准化规范要求,整体分为试验接线、试验程序两大核心环节:
1. 试验接线
包含直接法、平衡法两种基本接线方式,其中直接法为常用且灵敏度最高的方式,又可细分为并联法与串联法;多端子测量为变压器试验的常规操作形式:
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直接法 - 并联法:检测阻抗与试品并联,适用于试品一端接地的试验场景。
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直接法 - 串联法:检测阻抗与耦合电容器串联,适用于试品两端均不接地的试验场景。
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平衡法:利用两个相似试品,或一个无局放耦合电容器与试品组成电桥,抗干扰能力优异,但现场操作流程复杂,多应用于实验室环境。
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多端子测量:在变压器高压绕组、中性点、低压绕组等多个端子同时安装检测阻抗,便于后续放电源的定位分析。
2. 试验程序
试验程序按操作顺序分为准备工作、系统校准、预加压、测量、判断与记录五个步骤,各步骤均有明确的操作要求与标准:
准备工作
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变压器油需完成化验且结果合格,同时静置超 48 小时,充分排除油中气泡。
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将所有套管电流互感器的二次侧短路并接地,做好防护处理。
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严格按照接线图连接试验电路,确保所有连接部位牢固、可靠。
系统校准
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将校准器并联在变压器高压端子与地之间。
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向系统注入标准电荷量,调节检测仪增益,使仪器显示值与注入值保持一致,并记录此时的刻度系数。
预加压
平稳将电压升高至规定预加电压,保持规定时长(如 60 秒),通过该过程激活或消除部分不稳定的绝缘弱点。
测量
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将电压降至 1.1 倍 Um/√3,保持 5 分钟,读取背景干扰水平。
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将电压升至测量电压,按标准规定保持相应时长(如 30 秒及以上),同步测量并记录最大局放量。
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再次将电压降至 1.1 倍 Um/√3,保持规定时长(如 30 分钟),对局部放电情况进行长时间测量与持续观察。
判断与记录
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试验全程观察局放信号的起始电压、熄灭电压,以及测量电压下的稳定放电量、放电量随时间的增长趋势等关键信息。
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完整记录试验过程中的所有数据,同时保存典型的局放图谱,为绝缘状况评估提供依据。