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1、 电力变压器雷电冲击试验故障分析 随着国家经济发展水平的逐渐攀升，全国对电力能源提出了更高的需求，电力系统也拓宽了其原有的建设规模，其电压等级也明显上升。在这种形势下，电力设备的价值、覆盖范围、故障出现率以及电容量等同样有所增加，怎样维护电力设备自身的安全性成为电力企业共同关注和急需解决的问题。当面对雷电冲击，配电变压器具有强烈的电感或者是电容特性，而大容量的配电变压器，其电感值相对偏小，想要通过普通冲击试验，形成 4060s 波尾，其难度相对偏大。标签：电力变压器;雷电冲击;试验故障;分析 1 导言 电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种
2、数值不同的电压设备。变压器的作用是多方面的，不只升高电压，还能把电能送到用电地区以满足用电需要。在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功率两部分损耗，利用变压器提高电压，可以减少送电损失。工程上，为了考验电力设备耐受雷电过电压能力，使用冲击电压发生器进行模拟雷击试验，这就是雷电冲击电压试验。雷电冲击电压波是单极性的（正或负）。2 雷电冲击波概述 事实上，雷电冲击试验电压，大部分均是由变压器的保护决定，主要取决于避雷器保护水平的好坏，这些与雷电过电压没有什么关系。如果避雷器放电以后，雷电流所形成的残压是变压器承受的雷击过电压，将避雷器残压作用在变压器上的波形标准化就是模拟雷电冲击试验波形，
3、这个可以分为截波和全波两种。由于大型电力变压器绕组的等值电容非常大，并且等值电感非常小，这样的波形就会有一些偏差。由于试验品有电感存在，并且单极性波形不好，在波尾部分还有一定的过零振荡，因此对振荡反峰值有一定的要求，其幅值必须小于电压中幅值的50%。这样大部分的变压器有不过零现象存在，在分析波形的时候一定要注意。由于电压等级不相同，标准电压波形对雷电冲击试验的电压也有不同的要求，冲击试验的判断结果，必须结合一些可靠的方法进行鉴定，这样才可以知道是否合格。3 雷电冲击电压试验概述 为考核及鉴别变压器绝缘自身的冲击强度和国家标准，以及变压器改进之后的绝缘结构符不符合要求，我们大部分情况下都需要开展
4、冲击电压试验。雷电冲击试验，就是在绕组端子上加入模拟状态下的冲击波（和雷电较为接近）。针对变压器等电气设备，利用该种冲击波实施考验，我们还可判断其有没有被破坏。截波，也就是雷电波抵达变电所时出现了保护间隙或者是空气绝缘所引起的波形。它是雷电全波在截断状態下产生的波形，电压骤降时将变成零。截断时刻，可以出现在波前，也可以是在波尾。截波试验，也是对变压器设备作出的一种考验。试验回路大体上包含下列几个关键组分：一是发生器本体;二是被试品;三是截波装置;四是测试系统;五是测量分压器;六是回路引线。冲击发生器本体还可由脉冲电容器、阻尼电阻以及球隙等诸多组件构成;截波装置则可细分成脉冲电容器以及球隙等多个
5、成分;分压器有两个关键的部位，即高压和低压臂电阻，以及其他相关部件。4 雷电冲击试验有无故障的判断 在冲击电压试验前，变压器应进行下列准备工作：一是大型变压器要进行真空注油，中小型变压器注油后也要抽真空。冲击电压试验对这一点要求特别严格，因油中有气泡存在时，气泡放电往往会造成对试验结果的误判断。二是应进行全部项目的例行试验，包括绝缘特性测定、外施耐压试验和感应耐压试验，以检查绝缘是否存在缺陷。三是尽可能进行一次低电压冲击波下的电压分布测量，以掌握绕组各部的电位和梯度分布，估算各部绝缘裕度。四是将开关调到电压最小分接位置，这是对纵绝缘考验最严厉的情况。变压器冲击试验过程较为直观的判断方法如：变压
6、器油箱中有声响，油箱内烟、气泡逸出，冲击试验后重复高周波感应耐压试验，空载试验的空载电流和空载损耗显著增加。在进行变压器雷电冲击试验以后，还会进行工频耐压、倍频感应、局部放电、空载等试验项目，然而对于这些试验项目来讲，只是作为了一种辅助办法。由于变压器在工频耐压、感应以及雷电冲击作用下的绝缘特性有着非常大的差异，在某个地方发生了故障，梯度和冲击电位会非常高，其它试验很难发现，并且冲击电压截波的电位和全波的绕组电位梯度也是不一样的，而且电位的分布也不一样，截波和全波基本上都是运用了各自范围试验的结果进行分析判断。电力变压器冲击试验的过程判断方法非常直观，变压器油箱里面有声音，在变压器油箱里有烟类
7、气体冒出来，并且在变压器雷电冲击试验后，空载试验的损耗和空载电流明显增加。但是，电力变压器在进行雷电冲击试验的时候，如果变压器绕组有少部分出现了损伤现象，达到了轻微击穿的程度，以上现象根本看不出来。现在，判断冲击故障最基本的方法主要是波形比较法，也就是比较冲击试验在下降电压下以及全电压下的电流波形和电压波形，看有没有发生畸变而进行分析判断。5 冲击故障分析 电压波形法。根据不同电压等级的电压波形来比较，如果波形可以明显看出发生畸形改变的话，就说明有较为明显的故障。电压波形法是比较 50%和 100%时波形的变化，主要看波形振幅和振荡频率，波形走势变化，但是灵敏度较低，即线圈大面积受损击穿才能在
8、电压波形上有所反应。中性点电流法。中性点电流是由流过绕组电容的各种电流合成的电流。当对变压器施加冲击波时，可以假设匝间、段间、层间出现了击穿现象，那么短路线匝的去磁作用，绕组的电抗值也会随之发生改变。具体的故障实例分析：一是进行 25MVA/110KV 变压器电压引线对升高座放电时，施加电压端对地放电，由于电压截断导致中性点电流中的电感电流得不到有效发展，因此在最后得到的中性 点电流波形为截波式，对试验数据带来了影响。二是全波电压绕组中部对地放电，故障发生的原因通常为绕组一半对地放电，电压突然间降落，引起中性点电流时间缩短，从而使波形发生畸变。三是高压绕组对低压或者铁心放电，所得到的波形开始起
9、伏明显，后期趋于直线，对数据的整理带来了极大的不便。6 结论 综上所述，随着计算机技术以及数字技术飞速发展，电力变压器雷电冲击试验技术已经开始引用函数传递法和超声波诊断法，该类方法的引用使电力变压器雷电冲击试验技术得到进一步发展和完善。电力变压器雷电冲击试验故障分析研究，对于发现变压器内部潜在的隐患，提高变压器的质量，提高电网的安全运行有着至关重要作用，同时将为我们带来巨大的经济效益和社会效益。参考文献：1蔡建昌.电力变压器雷电冲击试验故障分析J.通讯世界，2018（02）：208-211.2万长鸿.电力变压器雷电冲击试验故障分析探讨J.水利天地，2013（07）：43.3仇太幸.通信用电力变压器雷电防护措施J.电源技术应用，2010，13（02）：57-59.4周志强，韩洪刚，王海宽，程显福.一起电力变压器雷电过电压事故分析J.变压器，2004（11）：37-39.5胡宪牛.电力变压器雷电冲击试验故障分析探讨J.安徽电子信息职业技术学院学报，2003（05）：5-6+9.6王承，何志伟.电力变压器雷电冲击试验波形的电阻调节J.电机电器技术，2001（01）：15-17.