變壓器感應耐壓試驗裝置的技術(shù)原理及應用

相對于變壓器的主絕緣即繞組與繞組之間以及繞組與鐵芯之間的絕緣而言，變壓器還有另外一項重要的絕緣性能指標――縱絕緣。縱絕緣是指變壓器繞組具有不同電位的不同點和不同部位之間的絕緣，主要包括繞組匝間、層間和段間的絕緣性能，而標準和電工委員會(IEC)標準中規(guī)定的“感應耐壓試驗”則是專門用于檢驗變壓器縱絕緣性能的測試方法之一。
變壓器的縱絕緣主要依賴于繞組內(nèi)的絕緣介質(zhì)——漆包線本身的絕緣漆、變壓器油、絕緣紙、浸漬漆和絕緣膠等等(不同種類的變壓器可能包含其中一種或多種絕緣介質(zhì));縱絕緣電介質(zhì)很難保證100%的純凈度，難免混含固體雜質(zhì)、氣泡或水份等，生產(chǎn)過程中也會受到不同程度的損傷;變壓器工作時場強集中在這些缺陷處，*負載運作的溫升又降低絕緣介質(zhì)的擊穿電壓，造成局部放電，電介質(zhì)通過外施交變電場吸收的功率即介質(zhì)損耗會顯著增加，導致電介質(zhì)發(fā)熱嚴重，介質(zhì)電導增大，該部位的大電流也會產(chǎn)生熱量，就會使電介質(zhì)的溫度繼續(xù)升高，而溫度的升高反過來又使電介質(zhì)的電導增加。如此*惡性循環(huán)下去，后導致電介質(zhì)的熱擊穿和整個變壓器的毀壞。這一故障表現(xiàn)在變壓器的特性上就是空載電流和空載功耗顯著增加，并且繞組有灼熱、飛弧、振動和嘯叫等不良現(xiàn)象?？梢娎酶袘蛪涸囼灆z測出變壓器是否含有縱絕緣缺陷是極其必要的。
感應耐壓試驗原理
    變壓器剛出產(chǎn)時，沒有經(jīng)過惡劣環(huán)境長時間的考驗，外施其額定電壓和頻率的電源作試驗，繞組匝間、層間和段間的電壓不足以達到電介質(zhì)缺陷處的擊穿電壓難以造成這些絕緣缺陷處的放電和擊穿，這種存在絕緣故障隱患的變壓器與絕緣性能良好的同類變壓器的空載電流和空載功耗沒有太大的差別，故而難以發(fā)現(xiàn)這些隱患;
    而感應耐壓試驗給變壓器施加2倍額定電壓以上的電壓，可在縱絕緣缺陷處建立更高更集中的場強，繞組匝間、層間和段間的電壓達到并超過電介質(zhì)缺陷處的擊穿電壓;感應耐壓試驗給變壓器施加頻率在2倍的額定頻率以上，較高的頻率又可以大大降低固體電介質(zhì)的擊穿電壓，使得絕緣缺陷更容易被擊穿;感應耐壓試驗所規(guī)定的外施電壓的作用時間亦可保證絕緣缺陷的擊穿;故感應耐壓試驗可以可靠地檢測出變壓器縱絕緣性能的好壞。
感應耐壓試驗裝置給變壓器施加電源的頻率之所以在2倍的額定頻率以上，是因為：變壓器的激磁電流i――主磁通振幅Фm的特性曲線一般設(shè)計在額定頻率和額定電壓下接近彎曲飽和部分，又因在電源頻率不變的情況下，主磁通Фm決定于外施電壓U:
U ――外施電源電壓，
V △Фm E ――加電繞組的感應電動勢，
V f ――外施電源頻率，
Hz W――加電繞組的匝數(shù)，
n 所以給變壓器加2倍額定電壓以上的電壓 △i i 必然會導致鐵芯嚴重飽和，主磁通Фm增大△Фm， 圖 1 由圖1可知激磁電流i會急劇增加，致使變壓器發(fā) 熱燒毀;為使變壓器在加2倍壓以上鐵芯仍不飽和，則需要提高電源的頻率至2倍頻以上。 感應耐壓試驗給變壓器原邊加2倍壓以上，2倍頻以上的電源，變壓器的主磁通會使原邊和副邊同時感應出感應電動勢E1和E2，且分別是其額定工作狀態(tài)下的2倍以上，所以感應耐壓試驗可以同時對主、副繞組進行縱絕緣性能的測試。當然，我們也*可以根據(jù)需要從變壓器的副邊進行測試，不過所施加的電壓應當是變壓器額定工作狀態(tài)下空載電壓的2倍以上，頻率同樣是額定頻率的2倍以上。