電力變壓器絕緣電阻與吸收比判斷分析

1、電力變壓器絕緣電阻與吸收比判斷分析寧夏紅寺堡揚(yáng)水管理處摘要：介紹了紅寺堡揚(yáng)水管理處新圈二泵站主變?cè)囼?yàn)絕緣電阻測(cè)試中吸收比異常的情況，分析了絕緣電阻和吸收比兩個(gè)絕緣參數(shù)的意義，提出了應(yīng)用絕緣電阻和吸收比相結(jié)合判斷變壓器絕緣的方法。關(guān)鍵詞：變壓器 絕緣性能 絕緣電阻 吸收比1前言：絕緣電阻測(cè)量是電氣設(shè)備尤其是高壓電力設(shè)備絕緣性能測(cè)試的最基本手段，正確進(jìn)行絕緣測(cè)試和判斷，可以及早發(fā)現(xiàn)和修復(fù)設(shè)備絕緣缺陷，避免絕緣缺陷的擴(kuò)大甚至設(shè)備損壞。近年來電力設(shè)備高電壓大容量產(chǎn)品的廣泛使用，各種絕緣材料和制作工藝的創(chuàng)新，絕緣水平不斷提高，絕緣測(cè)試手段和測(cè)量?jī)x器的新發(fā)展，利用測(cè)試結(jié)果判斷設(shè)備絕緣狀況也變得更具復(fù)雜性，

2、出現(xiàn)了許多新問題，甚至出現(xiàn)判斷結(jié)果與實(shí)際絕緣相矛盾的情況。對(duì)紅寺堡系統(tǒng)新圈二泵站主變壓器進(jìn)行絕緣測(cè)試中，出現(xiàn)了絕緣電阻很大而基本參數(shù)吸收比不合格的現(xiàn)象。2 吸收比異常 其中1#主變壓器實(shí)驗(yàn)時(shí)絕緣電阻測(cè)試結(jié)果見表1被試設(shè)備1#變壓器S9630/10環(huán)境溫度溫度 170C 濕度 60% 天氣 晴加壓繞組對(duì)應(yīng)時(shí)間下的絕緣電阻吸收比15秒60秒高壓對(duì)地17000 M20000 M1.17低壓對(duì)地12000 M15000 M1.25高壓對(duì)低壓13000 M15000 M1.15經(jīng)過多次測(cè)量，1#主變的吸收比異常，只達(dá)到1.25不能達(dá)到規(guī)程要求，而多次測(cè)量的絕緣電阻都很大R60=15000M,查看出廠實(shí)驗(yàn)

3、報(bào)告，吸收比同樣小于1.3.為正確判斷該變壓器絕緣是否異常，但是介損實(shí)驗(yàn)、直流耐壓、交流耐壓實(shí)驗(yàn)都正常，對(duì)2#主變及新圈一泵站兩臺(tái)主變進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象具有普遍性，絕緣電阻較大而吸收比很小或者不合格。反之絕緣電阻絕對(duì)值很小時(shí)，則吸收比可達(dá)1.3以上，這給判斷絕緣狀況帶來困難，為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象了，有必要對(duì)絕緣電阻吸收比的本質(zhì)意義進(jìn)入深入分析，對(duì)設(shè)備絕緣作出判斷。3 絕緣電阻 吸收比 1）絕緣電阻 電力設(shè)備的絕緣是由各種絕緣材料構(gòu)成的。通常把作用于電力設(shè)備絕緣上的直流電壓與流過其中穩(wěn)定的體積泄漏電流之比定義為絕緣電阻。顯然，電力設(shè)備的絕緣電阻高表示其絕緣良好，絕緣電阻下降，表示其絕緣已經(jīng)受潮或

4、發(fā)生老化和劣化，所以測(cè)量絕緣電阻可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器絕緣整體受潮，部件表面受潮或臟污以及貫穿性的集中缺陷。 2）吸收比對(duì)電容量比較大的電力設(shè)備，在用兆歐表測(cè)其絕緣電阻時(shí)，把絕緣電阻在兩個(gè)時(shí)間下讀數(shù)的比值，成為吸收比。按規(guī)定吸收比是指60s與15s時(shí)絕緣電阻讀數(shù)的比值，它用下式表示：K=R"60/R"15測(cè)量吸收比可以判斷變壓器的絕緣是否受潮，這是因?yàn)榻^緣材料干燥時(shí)，泄漏電流成分很小，絕緣電阻由充電電流所決定。在搖到15s時(shí)，充電電流仍比較大，于是這時(shí)的絕緣電阻R"15就比較?。粨u到R"60時(shí)，根據(jù)絕緣材料的吸收特性，這時(shí)的充電電流已較接近飽和，絕緣電阻R&

5、quot;60就比較大，所以吸收比就比較大。而絕緣受潮時(shí)，絕緣電流分量就大大地增加，隨時(shí)間變化的充電電流影響就比較少，這時(shí)泄漏電流和搖的時(shí)間沒有關(guān)系，這樣R"60和R"15就很相近，換言之，吸收比就降低了。這樣，通過所測(cè)得的吸收比的數(shù)值，可以初步判斷電力設(shè)備的絕緣受潮。4 絕緣參數(shù)分析 圖1變壓器主絕緣示意圖 圖2 變壓器主絕緣的等值電路 1紙板；2油隙；3紙撐條或墊塊 RP、CP紙板的的等值絕緣電阻和電容量；R0、C0油層的等值絕緣電阻和電容量；R1紙撐條和紙墊塊的等值絕緣電阻在直流電壓作用下，吸收電流為 i=A0+Aet/ (1)絕緣電阻為 （2）式（2）中絕緣電阻穩(wěn)定

6、值為 （3）吸收系數(shù) (4)吸收時(shí)間常數(shù) (5)顯然 G=A/A0;R=U/ A0式（2）表達(dá)了絕緣電阻R(t)隨時(shí)間增加而增大的吸收過程。也是分析絕緣電阻和吸收比反映絕緣缺陷不確定性的基礎(chǔ)。 由式（2）得可見R60 正比于穩(wěn)定值R，能反映變壓器油紙串聯(lián)的絕緣情況。然而，R60還取決于吸收參數(shù)G和T，這就給判斷絕緣狀況優(yōu)劣帶來復(fù)雜性。 吸收比 (6) 由式（6）看出，G增加導(dǎo)致K增加。吸收系數(shù)G主要取決于介質(zhì)的不均勻度()。由式（4）可知，當(dāng)較大時(shí)，G值增大；反之，當(dāng)時(shí)，既兩層介質(zhì)均良好或均很差時(shí)，G值很小，均使吸收比下降，這也給判斷絕緣優(yōu)劣帶來復(fù)雜性。此外。式（6）還表明，在固定的吸收系數(shù)G

7、值情況下，某一吸收時(shí)間常數(shù)T=T0時(shí)，吸收比K取得最大值Km。當(dāng)時(shí)，T增加導(dǎo)致K下降；當(dāng)T<T0時(shí)，T減少導(dǎo)致K也下降。由式（5）知，吸收時(shí)間常數(shù)T與RPRO/(RP+R0)成正比。兩層介質(zhì)兩層或其中一層介質(zhì)劣化時(shí)RPRO/(RP+R0)小，T小導(dǎo)致K小；但兩層介質(zhì)均良好時(shí)RPRO/(RP+R0)大，T大( ),K也小。變壓器絕緣不良時(shí)，吸收比K較??；但K小，也可能是絕緣良好的表現(xiàn)，出現(xiàn)絕緣缺陷的不確定性。所以認(rèn)為吸收比不是一個(gè)單純的特征數(shù)據(jù)，而是一個(gè)易變動(dòng)的測(cè)量值，總結(jié)起來有以下特點(diǎn)。（1）吸收比有隨著變壓器繞組的絕緣電阻值升高而減小的趨勢(shì)。（2）絕緣正常情況下，吸收比有隨溫度升高而增大的趨勢(shì)。（3）絕緣有局部問題時(shí)，吸收比會(huì)隨溫度上升而呈下降的現(xiàn)象。當(dāng)絕緣電阻高到一定程度，可以認(rèn)為其絕緣狀況沒有受潮，可以對(duì)吸收比不做考核要求，一般為在溫度10°C時(shí)，絕緣電阻大于3000 M；另一個(gè)辨別受潮與否的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)是，絕緣受潮的變壓器，R15和R60之差通常在數(shù)十兆以下，且最大值不會(huì)超過200 M。4 結(jié)束語