第六章电气试验编写稿件

1、第六章 电气试验第一节 概述一、电气试验的意义及目的电气设备的绝缘在制造、运输、检修过程中，有可能发生意外事故而残留缺陷。在长期运行中，又会受到水分、潮气的侵入，还会受到机械应力、电场、导体发热的作用以及大自然等各种因素的影响，这些都会使绝缘逐渐发生老化而形成缺陷。绝缘缺陷的存在和发展可造成设备损坏，从而使电力系统发生意外的停电事故。因此需要对电气设备进行试验。二、 电气试验的分类按作用和要求不同，电气设备的试验可分为绝缘试验和特性试验两大类。1、绝缘试验电气设备的绝缘缺陷，一种是制造时潜伏的，另一种是在外界的作用下发展起来的。外界作用有工作电压、过电压、潮湿、机械力、热、化学等等。电气设备绝

2、缘内部的缺陷存在，降低了电气设备的绝缘水平。我们通过一些试验的方法，可以把隐藏的缺陷检查出来。试验方法一般分为非破坏性试验和破坏性试验两类。为了避免破坏性试验对绝缘的无辜损伤而增加修复难度，破坏性试验往往在非破坏性试验之后才进行。如果非破坏性试验已表明绝缘存在不正常情况，则必须在查明原因并加以消除后再进行破坏性试验。2、特性试验通常把绝缘以外的试验统称为特性试验。这类试验主要是对电气设备的电气或机械方面的某些特性进行测试，如变压器和互感器的变比试验、极性试验、线圈的直流电阻测量；断路器的导电回路电阻等等。上述试验共同的目的就是揭露缺陷，但又各具一定的局限性。试验人员应根据试验结果，结合出厂及历

3、年的数据进行“纵”的比较，并与同类型设备的试验数据及标准进行“横”的比较，经过综合分析来判断缺陷或薄弱环节，为检修和运行提供依据。第二节 电气设备的基本试验一、直流电阻测量发电机、电动机、变压器及互感器等有绝缘线圈的电气设备,在运行中可能会因较长时间过负荷，线圈间故障或相间短路及其他原因导致焊头开焊，线匝匝间短路等故障。III1I2UUU1U2测试仪图6-1绕组直流电阻测量接线线断路器的触头、母线及引接线的接头、架空线及电缆的中间接头等长期流过大电流，接触电阻过大会使设备的运行温度上升，导致其机械强度下降或绝缘加速老化。测量电气设备的直流电阻是寻找上述缺陷的有效方法。测量直流电阻可用电流、电压

4、表(或称电压降)法或平衡电桥法。新的仪器有快速直流电阻测试仪等，试验人员可根据不同设备及所具备的试验设备，参考有关规定选择试验方法。如图6-1为电桥法测量绕组直流电阻的接线。二、测量绝缘电阻和吸收比测量电气设备的绝缘电阻，是检查其绝缘状态，判断其可否投入或继续运行的最为简便的辅助方法，电气设备的绝缘电阻与其绝缘上所施加的电压和所通过的电流有关，因而将施加在绝缘上的直流电压V和通过它的总电导电流(包括沿绝缘表面的泄漏电流和通过绝缘内部的电导电流)之比称为绝缘电阻如以R表示绝缘电阻，则它们的关系为： R=VI （6-2-1）1、测量绝缘电阻在现场普遍采用兆欧表来测量电气设备的绝缘电阻。常用的兆欧表

5、多数为手摇式，所以又称摇表。现在也有用电动机驱动的兆欧表以及采用晶体管的兆欧表。兆欧表用M(兆欧)表示。2、测量吸收比有些绝缘物体，在直流电压的作用下，其电导电流瞬间即可达到稳定值，所以测量这些材料的绝缘电阻时，也很快就达到稳定值。但对于发电机、电动机、变压器，电缆、互感器等电器设备而言，它们的绝缘是由复合介质构成，在直流电压的作用下，会产生多种极化现象，而且从极化开始到完成需要相当长的时间。电路中的电流主要由电导电流、电容电流、吸收电流三部分组成，随着加压时间的增长，三种电流的总和值下降，绝缘电阻相应增大，这就是绝缘电阻的吸收现象。一般来说，设备的容量愈大，吸收现象愈明显。但当绝缘受潮或有缺

6、陷时，电流的吸收现象却不明显，总电流随时间而缓慢下降。一般情况下，可以根据15s和60s的绝缘电阻比值来判断绝缘的状况，这一比值称之为绝缘电阻的吸收比，用K表示。 K=R60/R15 （6-2-2）式中 R15加压15s时的电流和相应的绝缘电阻；R60加压60s时的电流和相应的绝缘电阻。3、影响绝缘电阻测量结果的因素影响绝缘电阻测量结果的因素主要有温度、湿度和放电时间。绝缘电阻随温度升高而降低；湿度越大绝缘电阻越小；测试完毕之后应将试品充分放电，放电时间应大于充电时间，否则在重复测量时会造成绝缘电阻值增大的假象。三、直流泄漏电流及直流耐压试验直流耐压试验与直流泄漏电流的测量是考验绝缘的耐电强度

7、、检查绝缘的状况、发现局部缺陷的行之有效的办法。进行直流泄漏试验时所施加的电压较测量绝缘电阻时兆欧表的电压要高。1、直流泄漏电流试验原理直流泄漏电流试验主要是在试验设备上加规定的直流试验电压，测量通过设备的电流大小来反映设备的绝缘状况，其测试原理是欧姆定律。2、直流泄漏电流试验的特点（1）直流泄露电流试验时所用的电源一般采用可调的直流高压装置，并用微安级电流表直接测量流过试品的电流。（2）试验电压较高，并可随意调节。（3）根据被试品不同的电压等级施以相应的直流试验电压。（4）测泄漏电流比用绝缘电阻表测绝缘电阻更易发现某些绝缘缺陷（如瓷质绝缘裂纹、局部损伤、绝缘油劣化、绝缘沿面炭化等）。（5）用

8、微安级电流表监测泄漏电流，灵敏度高，可多次重复比较。（6）根据泄漏电流测量值可以换算出绝缘电阻值，而用绝缘电阻表测出的绝缘电阻值一般不能换算出泄漏电流值。3、试验结果判断方法将试验电压值保持规定的时间后，如试品无破坏性放电，微安表指针没有向增大方向突然摆动，则认为直流耐压试验通过。温度对泄漏电流的影响是极为显著的，因此，最好在以往试验相近的温度条件下进行测量，以便于进行分析比较。4、注意事项试验完毕、降压、切断高压电源后，均应对被试设备进行充分放电。放电前被试设备应先通过有高阻值电阻的放电棒放电，最后直接接地放电。对大容量试品如长电缆、电容器、大电机等，需放电5min以上，以使试品上的充电电荷

9、放尽。另外对附近电气设备，有感应静电电压的可能时，也应予放电或事先短路。经过充分放电后，才能接触试品，进行更改接线或结束试验，拆除接线。对电力电缆、电容器，发电机、变压器等必须先经适当的放电电阻（如放电棒）对试品进行放电，如果直接对地放电可能产生频率极高的振荡过电压，对试品的绝缘有危害。在表面泄漏电流影响较大的情况下，应采取屏蔽措施。四、介质损耗试验1、介质损耗的基本概念绝缘材料在电压作用下，总会流过一定的电流，所以都有能量损耗。我们把电介质在电压作用下产生的一切损耗称为介质损耗或介质损失。如果电介质损耗很大，会使电介质温度升高，促使材料发生老化（发脆、分解等），如果介质温度不断上升，甚至会把

10、电介质熔化、烧焦，丧失绝缘能力，导致热击穿，因此电介质损耗的大小是衡量绝缘介质电性能的一项重要指标。2、介质损耗试验的基本原理介质损失是绝缘介质在交流电场作用下的能量损失。数值上为介质中的电流有功分量与无功分量的比值，它的大小用介质损失角的正切值tan表示，是一个无量纲的数。用介质损失角的tan，可判断电气设备的绝缘状况，且比较灵敏有效。一般用的试验仪器有QS1电桥，自动介损测试仪等。3、介质损耗因数试验的目的介质损耗因数测量是一项反映电气设备绝缘性能灵敏度较高的试验，它可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣化变质及小电容试品贯通和未贯通的局部缺陷，但不易发现大电容试品的局部缺陷。但如果绝缘内的缺陷

11、不是分布性而是集中性的，则tan有时反映就不灵敏。因此，测量各类电力设备tan时，能分解试验的尽量分解试验。如测量变压器整体tan时，由于变压器整体绝缘体积比变压器套管大得多，套管的缺陷就不能灵敏反映出来，因此还须单独测量套管的tan。4 、影响测量介损tan的因素在现场测试tan值时，由于被试物受电场、磁场、表面泄漏的影响，使得测试tan很困难，且往往使测得的tan值不真实。同时tan值受温度的影响也很大，因此要在测试中正确地得出tan值，必须排除外界各种干扰因素，为判断被试品绝缘状况提供准确的依据。5、 tan结果分析对于tan的分析，一是同历年测试结果进行比较，一是与同类设备进行比较，看

12、其之间有无明显差异。此外，还配合其他绝缘试验结果，进行全面综合分析判断，以确定试品绝缘状态。五、交流耐压试验工频交流(以下简称交流)耐压试验是考验被试品绝缘承受各种过电压能力的有效方法，对保证设备安全运行有重要意义。绝缘电阻和吸收比试验、泄漏电流和直流耐压试验以及介质损失角测量试验等虽然能发现很多绝缘缺陷，但因其试验电压低于被试品的工作电压，往往对一些绝缘缺陷还不能检出，这对于保证电气设备安全运行是不够的。为了进一步暴露设备缺陷检查电气设备绝缘水平和确定是否能投入运行，有必要进行交流耐压试验。交流耐压试验是鉴定电气设备绝缘强度的最有效和最直接的方法，它对于判断电气设备能否投入运行具有决定性的意

13、义，也是保证设备绝缘水平，避免发生绝缘事故的重要手段。交流耐压试验能有效地发现电气设备存在的较危险的集中性缺陷。但交流耐压试验对于固体有机绝缘来说，它会使原来存在的绝缘弱点进一步发展，使绝缘强度逐渐减弱，形成绝缘内部劣化的积累效应。因此必须正确地选择试验电压的标准和耐压时间。试验电压越高，发现绝缘缺陷的有效性越高，但被试品被击穿的可能性越大，积累效应也越严重。反之，试验电压低，而难以发现缺陷，使设备在运行中击穿的可能性增加。因此交流耐压试验必须按电气设备规定的试验电压进行试验。图6-2交流耐压试验的常用原理接线。图6-2交流耐压试验的常用原理接线T1试验变压器；T2调压器；R1、R2保护电阻器

14、；F球隙；S开关；CX被试品电容；C1、C2分压电容器绝缘击穿电压值不但与所加电压有关，而且还与加压的持续时间有关，尤其对有机绝缘更明显，其击穿电压随加压时间的增加而逐渐下降。现有标准规定耐压时间为lmin，一方面是为了便于观察被试品情况，使有弱点的绝缘有时间暴露，特别是固体绝缘发生热击穿需要一定的时间，另一方面，又不致时间过长而引起不应有的击穿。在进行交流耐压试验之前必须对被试品先进行绝缘电阻、吸收比；泄漏电流、介质损失角等项目的试验，初步鉴定一下设备绝缘情况。若已发现设备的绝缘情况不良(如受潮和局部缺陷等)，则为避免在进行耐压试验过程中，造成不应有的绝缘击穿而延长检修时间或影响设备投入运行

15、，应先进行处理后再做耐压试验。1、试验方法工频高电压通常采用高压试验变压器来产生。对电容量较大的被试品，可以采用串联谐振回路来产生高电压，对于电力变压器、电压互感器具有绕组的被试品，可以采用100300Hz的中频电源对其低压侧线圈激磁产生高电压。2、试验注意事项(1)交流耐压试验时加至试验标准电压后的持续时间，凡无特殊说明者，均为1min。(2)升压必须从零开始，切不可冲击合闸。升压速度在40试验电压以内可不受限制，其后均匀升压，速度大约为每秒3试验电压。耐压试验后，迅速均匀降压到零，然后切断电源。(3)任何被试品在交流耐压试验前，应测量绝缘电阻，合格后再进行试验。(4)升压过程中应密切监视高

16、压回路，监听被试品有何异响。升至试验电压，开始计时读取试验电压。时间到后，降压然后断开电源。试验中如无破坏性放电或击穿发生，则认为通过耐压试验。(5)对于绝缘良好的电气设备，在交流耐压中不应有击穿、放电及其他异常现象，在试验过程中应认真监视。试品是否击穿可根据下述现象进行分析。根据试验回路接入表计的指示进行分析：一般情况下，当试验回路中电流表指示突然上升，电压表指示明显下降，说明试品已被击穿。 根据控制回路的状况进行分析：如果过流继电器整定值适当，当被试品击穿时，过流继电器应动作，并使自动控制开关跳闸，若整定值过小，因电容电流的充电作用而使开关跳闸；整定值过大时，即使试品放电或小电流击穿，继电

17、器也不会动作。因此正确整定过流继电器的动作电流是很重要的。一般应整定为试验变压器额定电流的1.31.5倍。根据被试品的状况进行分析：被试品发出击穿响声(或断续放电声)，冒烟、出气、焦臭、闪弧、燃烧等，都是不容许的，应查明原因。这些现象如果确定是绝缘部分的，则认为是被试品存在缺陷或击穿。(6)被试品为有机绝缘材料时，试验后应立即触摸，如出现普遍或局部发热，则认为绝缘不良，应即时处理，然后再作试验。(7)对夹层绝缘或有机绝缘材料的设备，如果耐压试验后的绝缘电阻，比耐压前下降30，则认为该试品不合格。(8)在试验过程中，若由于空气湿度、温度，表面脏污等影响，引起试品表面滑闪放电，不应认为试品不合格，

18、须经清洁、干燥处理后再行试验。(9)耐压试验后应测量被试品的绝缘电阻。第三节 电机试验电机试验包括发电机定子绕组绝缘试验、转子故障检查试验、特性试验和参数测量、交流电动机试验等。我们主要讲一下电机的定期试验项目。一、发电机定子绕组绝缘试验发电机运行的可靠性和寿命很大程度上取决于定子绕组的绝缘。定子绕组的主要试验项目包括定子绕组的绝缘电阻、吸收比或极化指数，定子绕组泄漏电流和直流耐压试验，定子绕组交流耐压试验等。1、定子绕组的绝缘电阻、吸收比或极化指数发电机定子绕组的绝缘电阻、吸收比或极化指数的测量，是检查绝缘状况最简便而常用的非破坏性试验方法。（1）测量方法1）额定电压为1000V以上者，采用

19、2500V兆欧表，量程一般不低于10000M，水内冷定子绕组用专用兆欧表，200MW及以上机组推荐测量极化指数；2）一般应分相试验进行，分别测量每相或每分支对地及对其余接地相的绝缘电阻；3）测量前被测绕组要充分放电，否则所测得的绝缘电阻值将偏高，吸收比值将偏低。（2）分析判断1）绝缘电阻值自行规定。若在相近试验条件(温度、湿度)下，绝缘电阻值降低到历年正常值的1/3以下时，应查明原因； 2）各相或各分支绝缘电阻值的差值不应大于最小值的100%； 3）吸收比或极化指数：沥青浸胶及烘卷云母绝缘吸收比不应小于1.3或极化指数不应小于1.5；环氧粉云母绝缘吸收比不应小于1.6或极化指数不应小于2.0；

20、水内冷定子绕组自行规定。2、定子绕组泄漏电流和直流耐压试验（1）测量方法1）直流耐压及泄漏电流测量的接线按微安表所处的位置分为高压侧和低压侧两种，见图11-3。 （a） （b）图6-3直流耐压及泄漏电流测量试验接线图（a）微安表在高压侧； （b）微安表在低压侧； Q短路开关 ；R限流电阻；C稳压电容；PV高压直流电压测量表计2）分析判断：在规定试验电压下，各相泄漏电流的差别不应大于最小值的100%，最大泄漏电流在20以下者，相间差值与历次试验结果比较，不应有显著的变化； 泄漏电流不随时间的延长而增大。3）注意事项应在停机后清除污秽前热状态下进行。处于备用状态时，可在冷态下进行。氢冷发电机应在充

21、氢后氢纯度为96%以上或排氢后含氢量在3%以下时进行，严禁在置换过程中进行试验； 试验电压按每级0.5Un分阶段升高，每阶段停留1min； 泄漏电流随电压不成比例显著增长时，应注意分析；试验时，微安表应接在高压侧，并对出线套管表面加以屏蔽。3、定子绕组的工频耐压试验发电机定子绕组绝缘工频耐压试验接线，如图11-4。图6-4 发电机定子绕组绝缘工频耐压试验接线图T-试验变压器；TV-测量用电压互感器；PV-静电电压表；G-保护球隙发电机定子绕组绝缘工频耐压一般在大修前或更换绕组后进行，试验方法如前所述。注意事项： （1）试验变压器必须满足试验电压的要求，并能提供试验时所需的电流；（2）试验电压必

22、须在高压侧测量，试验电压应尽量采用线电压；（3）应在停机后清除污秽前热状态下进行。处于备用状态时，可在冷状态下进行； （4）水内冷电机一般应在通水的情况下进行试验，进口机组按厂家规定。二、其他电机的定期试验1、直流电机绕组的绝缘电阻测量 直流电机绕组的绝缘电阻用1000V兆欧表测量，对励磁机应测量电枢绕组对轴和金属绑线的绝缘电阻，绝缘电阻值一般不低于0.5M。2、中频发电机绕组的绝缘电阻测量1000V以下的中频发电机绕组的绝缘电阻应使用1000V兆欧表测量；1000V及以上者使用2500V兆欧表测量，绝缘电阻值不应低于0.5M。3、交流电动机的试验（1）交流电动机的绝缘电阻值测量 1）额定电压

23、3000V以下者，室温下不应低于0.5M；2）额定电压3000V及以上者，交流耐压前，定子绕组在接近运行温度时的绝缘电阻值不应低于UnM(取Un的千伏数，下同)；投运前室温下(包括电缆)不应低于UnM； 3）转子绕组不应低于0.5M；4）吸收比自行规定。说明：500kW及以上的电动机，应测量吸收比(或极化指数)； 3kV以下的电动机使用1000V兆欧表；3kV及以上者使用2500V兆欧表； 小修时定子绕组可与其所连接的电缆一起测量，转子绕组可与起动设备一起测量； 有条件时可分相测量。（2）交流电动机绕组的直流电阻测量1）试验周期为1年(3kV及以上或100kW及以上)；2）3kV及以上或100

24、kW及以上的电动机各相绕组直流电阻值的相互差别不应超过最小值的2%，中性点未引出者，可测量线间电阻，其相互差别不应超过1%；3）其余电动机自行规定；4）应注意相互间差别的历年相对变化。第四节 电力变压器试验电力变压器的绝缘试验包括：绝缘电阻、吸收比、泄漏电流、介质损失角的正切值、绝缘油和交流耐压试验。另外，在变压器的试验中的几个重要项目还有变压器绕组的直流电阻测量和变压器的变比、极性和组别试验等。一、测量绝缘电阻及吸收比使用兆欧表测量绝缘电阻和吸收比，是检查变压器绝缘状态简便而通用的方法。一般对绝缘受潮及局部缺陷，如瓷件破裂、引出线接地等，均能有效地查出。1、测量绝缘电阻Rt变压器绕组绝缘电阻

25、的测定一般在大修后或13年进行一次。通常采用2500V或5000V的兆欧表测量。测量前后均应将变压器绕组短路接地，使其充分放电。变压器瓷套管应该擦拭干净，去除污垢。测量时，被测线圈的引线端应短接，非被测试的线圈引线端应短路接地。由于Rt与变压器的容量和电压等级有关，随其几何尺寸、结构、材质、和干燥处理情况而不同。同型号变压器的Rt可能相差很大，而无法统一规定标准。因此，对于所测得的数值，通常是和同批生产的同类型变压器进行比较，或者把被试变压器的各线圈历次测量的数据相互进行比较。测量温度以上层油温为准。Rt还随温度变化，温度每上升10，Rt将降低约1.5倍。因此，比较绝缘电阻数值时，应换算到同一

26、温度。交接试验时，绝缘电阻值不低于出厂试验值的70%。2、测量吸收比吸收比对绝缘受潮反应比较灵敏，对于新装电力变压器，变压器电压等级为35kV及以上且容量在40000kVA及以上时，应测量吸收比。吸收比与产品出厂值相比应无明显差别，在常温下应不小于1.3；当R60S大于3000M时，吸收比可不做考核要求。变压器电压等级为220kV及以上，且容量在120MVA及以上时，宜用5000V兆欧表测量极化指数。测得值与产品出厂值相比应无明显差别，在常温下应不小于1.3；当R60S大于10000M时，极化指数可不做考核要求。小于上述数值时可能是干燥不良或绝缘有局部缺陷。整体或局部严重受潮时，吸收比接近于1

27、。二、测量泄漏电流测量泄漏电流与测量绝缘电阻相似，但因施加的试验电压较高，因而能发现某些绝缘电阻试验不能发现的绝缘缺陷，如变压器绝缘的部分穿透性缺陷和引线套管缺陷等。试验时的加压部位与测量绝缘电阻相同。试验电压的标准如表6-1。表6-1 油浸式电力变压器直流泄漏试验电压标准绕组额定电压（kV）610kV2035kV63330kV500kV直流试验电压（kV）10203040将电压升至试验电压后，在高压端读取lmin时通过被试绕组的直流电流，即为所测得的泄漏电流值。泄漏电流的大小与变压器的绝缘结构，试验温度和测量方法等因素有关。当绝缘良好时，利用泄漏电流值换算的绝缘电阻与使用兆欧表加屏蔽测得的绝

28、缘电阻值接近。对测量结果进行分析判断时，主要是与同类型变压器的历年试验数据进行比较，不应有显著变化。若其数值逐年增大时，则应引起注意，这通常是由于绝缘逐渐劣化(包括绝缘油质)所致，若测量结果与历年数据比较突然增大时，则说明绝缘可能有严重缺陷，应查明原因。对于电压为35kV及以上且容量为8000kVA及以上的变压器应在大修时或13年进行一次绕组连同套管的泄漏电流的测量。测量时读取1min时的泄漏电流值，且与前一次测试结果相比应无明显变化。三、 测量介质损失(tan)对容量为8000kVA及以上的变压器应在大修后或13年（也可自行规定）、必要时进行绕组连同套管一起的介质损失角正切值tan的测量。这

29、项测量主要是为了检查变压器是否受潮、绝缘老化，油质劣化、绝缘上附着油泥及严重局部缺陷等。有时为了检查套管的绝缘状态，可单独测量套管的介质损耗正切值。由于测量结果常受试品表面状态和外界条件(如电场干扰、空气湿度)的影响，要采取相应的措施。如试验时远离或通过操作切除干扰源，采用屏蔽法消除电场干扰和表面泄漏的影响，用倒相法、移相法等减少测量误差。测量时被测绕组两端短接，非测量绕组均要短路接地，以避免由于绕组电感与电容的串联作用，改变了电压与电流的相角差而给测量结果带来误差。当绕组两端短路后，由于电容电流从绕组两端进入，在电感线圈流动的方向相反，产生的磁通互相抵消，使电感最小，故由电感带来的误差将大为

30、减小。 在测量介质损失角正切值时，因变压器的外壳直接接地，所以只能采用QSl型交流电桥(或自动变比电桥)反接线进行。变压器测量介质损失角tan值时应符合下列规定：1、在20时330500kV的tan值不大于0.6%，66220kV的tan值不大于0.8%，35kV及以下的tan值不大于1.5%；2、测量得到的tan值与历年的数值比较不应有显著变化（一般不大于0）；3、测量时非被试绕组应接地或屏蔽；4、测量温度以顶层油温为准，尽量使每次测量的温度相近。5、尽量在油温低于50时测量，不同温度下的tan值一般可按下式换算tan2= tan1×1.3(t2- t1)/10 (6-4-1)式中

31、tan1、tan2分别为温度t1、t2时的tan值。四、测量直流电阻测量变压器绕组直流电阻的目的是：检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路现象；电压分接开关各个位置接触是否良好及分接开关的实际位置与指示位置是否相符；引出线有无断裂，多股导线并绕的绕组是否有断股等情况。变压器在大修时或改变分接头位置后，或者出口故障短路后需要测量绕组连同套管一起的直流电阻，13年进行1次预防性试验测量。1、测量部位（1）交接或大修时应在各侧绕组的所有分接头位置上的测量；（2）对无励磁调压方式，在变换分接头位置后或每13年1次的测量，只在分接头位置上测量；（3）对有载调压方式，在分接开关检修后，一般在所有分接头上

32、测量。2、注意事项（1）测量时绕组温度的测定，当变压器的上、下层油温相差不超过3时，以上层油温作为绕组的温度。当无法测定绕组温度时，测量结果只能按三相是否平衡进行比较判断；（2）测量大型高压变压器绕组的直流电阻时，其他非被测的各电压等级的绕组应短路接地，以防止直流电源投入或开断时产生的高电压危及安全。（3）测量结果的判断1）1600kVA以上的变压器，各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的2%，无中性点引出时的线间差别应不大于三相平均值的1；2）1600kVA及以下的变压器，相间差别一般不大于三相平均值的4，线间差别一般不大于三相平均值的2；3）测得的直流电阻值与以前(出厂或交接时)相应

33、部位测得值比较，其变化也应不大于2。相间差或线间差百分数的计算公式为： ×100 （6-4-2）式中：x相间差或线间差的百分数，%；Rmax三线或三相实测电阻值中的最大电阻值，；Rmin三线或三相实测电阻值中的最小电阻值，；Rav三线或三相实测电阻值中的平均电阻值，。五、变压器的变比、极性和联结组别的试验1、变压器的变比测试变压器变压比是指变压器空载运行时一次电压U1与U2的比值，简称变比，即 （6-4-3）三相变压器铭牌上的变比是指不同绕组的线电压之比。接线组别不同的变压器，高、低压绕组运行电压有线电压和相电压之别。测量变比的实用意义有以下几点：1）检查变压器绕组匝数比的正确；2）

34、检查分接开关的工作状况；3)作为分析变压器有无匝间短路的依据；4)作为变压器并列运行的条件。并列运行的变压器其空载电压如相差1%额定值，则两台变压器中环流可达额定电流的10%左右。因此，电力设备预防性试验规程(DL/T596-1996)规定了并列运行变压器变比的允许偏差为不大于±0.5%，变比小于3的，允许偏差为±1%。(2)双电压表法测量变比双电压表法是施加电压于变压器一次绕组，测得二次绕组电压，以两侧电压比值求变比。注意事项如下。1）试验电源电压最好要高于变压器额定电压的1/3以上，以加在变压器一次绕组为佳，即升压变压器加于低压侧；降压变压器加于高压侧。2）试验电源电压

35、应保持稳定，双电压表读数应同时。3）电压表连线应牢靠，引线尽量短，尤其要避免二次长线引起测量误差。4）电压表精度不低于0.5级，若需应用电压互感器，其精度应比电压表高一级，即0.2级。5）三相电压用电压互感器V接测量时，应注意两台电压互感器的极性以保证开口电压读数的正确性。6）测量三相变压器的变比，用三相电源简便，用单相电源试验则便于发现缺陷所在的相别。 （a） （b）图6-5 单相变压器和三相变压器经电压互感器用电压表测变压器变比（a）单相变压器测量 （b）三相变压器测量7）用单相电源分相测量三相变压器变比时，三角连接的绕组中非测试相绕组必须短接，以保证加压相铁芯柱中磁通一致。图6-5为单相

36、变压器和三相变压器经电压互感器用电压表测变压器变比。(3)用变比电桥测量变比图6-6 变比电桥测量原理图及试验接线（a）变比电桥测量原理图 （b）变比电桥试验接线图用变比电桥测量三相变压器的变比与双电压表法一样，也是采用单相电源，在电桥内部装设了切换电路，对不同的接线组别，按不同的测量方式进行测量。因此用变比电桥进行变比试验时，必须按照说明书正确接线、正确操作。图6-6为变比电桥测量原理图及试验接线图。2、变压器的极性试验变压器在更换绕组后或者在内部接线变动后，应进行极性和接线组别试验，以判明是否与变压器的标志（铭牌和顶盖上的符号）相符。在变压器中同一铁芯上两个绕组感应电势相量的相对关系，常用

37、“极性”来加以说明，这种相量的相对关系直接取决于这两个绕组的绕向和端头标号。当两个绕组被同一磁通穿过时，两绕组的感应电势同相位，通常称之为同极性或减极性；当两个绕组被同一磁通穿过时，两个绕组的感应电势相位相反，称之为异极性或加极性。由于单相变压器的两个绕组之间存在着极性关系，所以，当几个绕组互相连接组合时，无论是接成串联或并联，都必须知道其极性才能正确地进行连接。测试方法：变压器的极性常采用直流法确定。如图6-7所示， 图6-7 直流法测定变压器的极性按图6-7接线，将1.53V直流电源经闸刀QK接入变压器高压端UX，低压绕组接直流毫伏表（或微安表），电源和表计的正极端子接于绕组同名端。当U、

38、u为减极性时，合QK瞬间，表针偏向正向，断开QK瞬间，表针偏向负方向；当U、u为加极性时，上述操作表针偏转于上述相反。应当注意，电源应接于高压绕组一侧，否则高压侧可能感应出危险高压。3、变压器联结组别的试验图6-8 Y，y0连接组别的直流法测试情况（a）uv（+）；（b）vw(-)；(c)uw(+)；(d)uv(-)；(e)vw(+)；(f)uw(+)；(g)uv(+)；(h)vw(+)；(i)uw(+)变压器原边和副边的绕组主要有两种联结方法，即星形接法(Y接法)和三角形(接法)。在电力变压器中，常采用下列三种联结组作为标准联结组：1Y，yno，2Y，d11和3YN，d11，其中YN表示把中

39、性点引出箱外的星形接法。目前现场常用的试验方法主要有直流法、相位表法、变比电桥法三种。（1）直流法用3V直流电源轮流接于变压器的高压侧UV、VW、WU端子，在低压侧测量对应端子间的电压，电压表正负极与电源侧端子对应，如图6-8所示在Y，y0组别的变压器所进行的9次测试情况，图6-8中正、负号是指电源开关闭合瞬间低压表计偏转的正、负方向，如记录开关分开瞬间的指示，其符号恰为相反。每种接线方式的测试规律是不一样，因此根据变压器各连接组别的测试规律即可确定变压器的连接组别。 （2）相位表将相位表的电压和电流线圈分别接入被试变压器的高、低压侧对应相的端子之间，如图 6-10所示。低压侧电流用可变电阻调

40、节，使之不超过相位表的标称电流。由于变压器低压侧负荷为一线性电阻，高压侧电压对低压侧电流的相对相位可认为与高、低压侧电压间的相对相位相等，因此相位表指出的高、低压对应相间的相位可用来确定其接线组别。 相位表可直读变压器高、低压电压间的夹角，所以又称之为“直接法”。图6-10 相位表测变压器组别接线（3）变比电桥法按设备铭牌所示接线组别及变比输入电桥，根据电桥测试的变比及显示的接线组别来判断。六、空载试验1、试验目的变压器空载试验是指从变压器任意一侧绕组（一般为低压绕组）施加正弦波形、额定频率的额定电压，其他绕组开路的情况下测量变压器空载损耗和空载电流的试验。一般在更换绕组或必要时进行。空载试验

41、的主要目的，是发现磁路中的铁芯硅钢片的局部绝缘不良或整体缺陷，如铁芯多点接地、铁芯硅钢片整体老化等；根据交流耐压试验前后两次空载试验测得的空载损耗比较，判断绕组是否有匝间击穿情况等。2、空载试验方法 图6-10单相变压器空载试验接线 图6-11 三相变压器空载试验接线（1）单相变压器空载试验接线如6-10，三相变压器空载试验接线如图6-11所示。当试验电压和电流不超出仪表的额定值时，可直接将测量仪表接入测量回路，当电压、电流超出仪表额定值时，可通过电压互感器及电流互感器接入测量回路。对应图6-10，单相变压器空载电流通常以额定电流的百分数I0%表示 I0%=（I0/IN）×100%

42、（6-4-4） 式中 I0%空载电流百分数；对应图11-11，三相变压器空载电流百分数I0%用下式计算I0%=（I0u+I0v+I0w）/3 IN×100% （6-4-5） P0 =（P1+ P2 ） （6-4-6）I0=（I0u+I0v+I0w）/3 （6-4-7）式中 I0%三相空载电流百分数； I0三相空载电流的算术平均值；I0u、I0v、I0wu、v、w三相实测得的空载电流；IN加压测量侧的额定电流。（2）三相变压器的单相空载试验当现场没有三相电源或变压器三相空载试验数据异常时，可进行单相空载试验。进行三相变压器的单相空载试验时，将三相变压器中的一相依次短路，按单相变压器的空

43、载试验接线图接好线，在其他两相上施加电压，测量空载损耗和空载电流。一相短路的目的是使该相没有磁通通过，因而也没有损耗。（3）直接用系统电源进行的空载试验由于设备及运输等方面的原因，电力系统运行部门在现场一般不用较大容量的调压器和变压器来进行空载试验，而直接采用系统电源进行控载试验。用系统电源进行空载试验时，由于没有调压过程，而是系统电压直接加到变压器上，相当于投空载变压器，对系统有一定影响。因此用这种方法试验时，应调整好各种继电保护、变压器及其他电力设备的运行方式，对变压器、线路、测量仪器设备进行细致的检查，确认无误后方可进行。用系统电压作空载试验时，为避免涌流和磁滞等的影响，合闸后应待涌流过

44、后和仪表读数非常稳定后方可读取测试数据，不应合闸后马上读取。系统电压一般很少恰好与试品电压相等，但相差不会太大，因此根据系统的实测电压与试品额定电压的差异来分析测量数据与出厂数据的差别，判断产品是否有故障。由于系统电源的容量足够，系统电压与额定电压接近，试验时可利用系统现有设备，不需要大容量的试验设备，试验电压波形无畸变，因而这种试验方法现场经常采用。七、短路试验1、试验目的短路试验即阻抗试验。由于它是个测量额定电流下的负载损耗和阻抗电压，也称为负载试验。规程规定，电力变压器在更换绕组后要进行短路阻抗和负载损耗试验，主要是检查绕组有无变形或存在股间短路等。当短路阻抗变化2%以上时，绕组存在明显

45、的变形。多股绕制的线圈，出现股间短路后，股间环流会造成损耗增加，从负载损耗数值中可反映出来。2、试验方法 图6-12 单相变压器短路试验接线 图6-13 三相变压器短路试验接线阻抗试验一般是从高压侧施加电压，低压侧短路。这样试验电流为高压额定电流，试验电流较小，容易满足要求，而测量的是从高压侧表示的阻抗电压，数值较大，比较准确。（1）单相变压器短路试验接线如6-12所示。对于图6-12，将单相电源可通过单相调压器接到被试变压器的高压侧，在低压侧短路的情况下慢慢升高电压，直至达到额定电流时读取各测量仪表的指示值，并根据测量结果进行计算。当试验电压和电流不超出仪表的额定值时，可直接将测量仪表接入测

46、量回路，当电压、电流超出仪表额定值时，可通过电压互感器及电流互感器接入测量回路。1）负载损耗为 PK=PWKW （6-4-8）PK=PWKWKTVKTA （6-4-9） 式中PK 、KW瓦特表的读数和倍率；KTV电压互感器的变比；KTA电流互感器的变比。2）阻抗电压为UK=UVKV （6-4-10）UK= UVKV KTV （6-4-11）式中 UV、KV电压表的读数和倍率；KTV电压互感器的变比。3）阻抗电压百分数为 UK%=（UK/ UN）×100% （6-4-12）（2）三相变压器短路试验接线如图11-13所示。对于图11-13，试验时将三相电源通过三相调压器接入被试变压器的高

47、压侧，在低压侧三相短路的情况下，慢慢升高电压，直至达到额定电流时读取各测量仪表的指示值。试验中若三相电压稍有不平衡，则电流以三相电流表指示的算术平均值为准。根据测量结果计算如下：1）三相负载损耗为两瓦特表测定值的代表和，即 PK=P1+P2 （6-4-13）2）阻抗电压为三个线电压的平均值，即UK=（UUV+UVW+UWU）/3 （6-4-14）计算PK、UK时，应注意计入仪表的倍率（互感器简介接入仪表的还要注意互感器的变比）。阻抗电压百分数为UK% =（UK/ UN）×100% （6-4-15）（3）当因条件限制或为寻找故障相别时可以用单相电源法进行试验，由三次单相测量结果计算出三

48、相数据。试验时可采用单相变压器阻抗试验的接线图。具体根据被试变压器的不同接线方式进行试验和计算。八、交流耐压试验变压器在大修、更换绕组后或在必要时应对变压器的绕组连同套管一起进行交流耐压试验。交流耐压试验应在绝缘特性试验均合格后，为了进一步考核变压器的主绝缘强度，检查局部缺陷时进行。通过这个试验可以有效地发现绕组主绝缘受潮、开裂或在运输过程中因振动而引起的绕组松动，移位等造成的引线距离不够以及绕组绝缘上附着污物等情况。1、试验方法试验时非被试绕组均应接地，各绕组都应短路连接。试验电压标准应符合电气设备预防性试验规程中的有关规定。2、试验结果的分析判断被试变压器进行交流耐压试验时，在规定的耐压时

49、间内，不击穿着为合格，反之为不合格。对被试变压器是否被击穿，主要根据仪表指示，监听放电声音和观察有无冒烟、冒气等异常情况进行判断。此外，在试验时，空气中有轻微电晕或瓷件表面有轻微的树枝状放电乃属于正常现象。九、绝缘油试验在高压电气设备中，有大量的充油设备如变压器、互感器、油断路器、充油电缆、电力电容器等，这些设备中用的绝缘油是由石油精炼而成的矿物油。在变压器中，绝缘油是主要的绝缘和冷却介质。油的质量直接影响整个变压器的绝缘性能和寿命。电气设备的电压等级越高，容量越大，对绝缘油性能的要求也就越高。由于运行中的油受到正常运行电压和过电压的作用，同时还受到温度、湿度、氧化和杂质的作用。其性能将逐渐变

50、坏，影响设备的电气性能，因此必须定期地对绝缘油进行试验，监督油质的变化。变压器油出现劣化后，油的颜色会由微黄色逐渐加深变为棕褐色，其透明度也随之显著降低，粘度变大，并会有黑褐色固态或半固态物质(油泥)产生。油泥附在线圈之上，堵塞油道，妨碍散热。变压器局部过热引起油氧化分解，会使变压器油的闪点温度降低和酸价增加。水分和脏污将使油的绝缘电阻下降，击穿电压降低，介损值上升。因此，测量介质损失角能灵敏地反映油的初期老化程度，水分和脏污程度。在取油样和分析试验的过程中，如发现有水珠，必须查明原因，并采取有效措施(如滤油、烘烤等)。实践证明，有这种情况的变压器在运行中极容易损坏而造成严重事故。因此，定期进

51、行油试验是保证变压器安全运行的可靠措施。根据目的和内容，绝缘油的试验可以分为理化和电气特性试验：1、理化特性试验：包括全分析试验和简化分析试验。对每批新到的绝缘油，或当带油设备发生故障时，或在认为有必要的特殊情况下，为了检验油的质量，应进行全分析试验；当按照主要的特征参数来监督油的质量时，应定期对运行中的绝缘油进行简化试验，其试验项目有：物理性能试验(闪点；水分、机械杂质、游离炭)，化学性能试验(酸值、水溶性酸和碱)和电气性能试验。2、电气特性试验：包括电气强度试验和介质损失角正切值tan的测试。绝缘油在受潮后，其击穿强度急剧下降；纤维、尘埃和游离炭的存在也使击穿强度大为降低，同时油的介质损失

52、角正切值tan也将增大，体积电阻和表面张力值降低，这将对设备的运行带来极大的危险。十、变压器在线监测技术除了用传统的试验方法检验变压器的绝缘状况外，还可以通过在线监测技术检测变压器的老化状况。1、油中气体在线分析在构成变压器绝缘的材料中，绝缘油的老化可以通过多种方法进行检测。若油发生了老化，可以通过净化处理、换油等方法改变油的性能，而绝缘的老化是不可逆的，老化的绝缘纸也很难被代替，因此可以认为变压器的老化由绝缘纸的老化所决定。如果变压器的内部发生局部过热或局部放电，由于绝缘纸的分解、绝缘油的氧化，分解气体将溶入油中。变压器内部的局部过热或局部放电而产生氢气（H2），甲烷（CH4），乙烯（C2H

53、4），乙烷（C2H6），丙烯（C3H6），丙烷（C3H8）等气体，只要检测出这类特征气体，就能诊断变压器的老化程度。根据气体量，可将变压器的运行状态分成三个等级：警告级，警告级和异常级。警告级表示不能判定是否异常，只能判定由于某种内部变化而偏离了正常状态。警告级表示可以判定变压器内部已出现了异常征兆的级别。各气体成分中，选择故障判定有效性高的气体为乙炔C2H2，乙烯C2H4，无论发生哪一个条件时都判定为警告级。因为C2H2是电弧放电以及发生高温热分解时产生的特征气体，所以对设备尤其需要注意。异常级是警告级的进一步发展，可以确定变压器内部已发生了异常。与警告级一样，选择故障判定有效性高的气体是乙

54、炔C2H2，乙烯C2H4，气体发生量比警告级约增加一个数量级。另外，对新指标可燃性气体总量规定了月增加限定值。在各油所产生的气体中，氢气是最常见的主要气体成分。因此也有只用氢气自动检测装置进行在线监测，以捕捉异常前兆的老化诊断。除此之外，通过发生气体进行老化诊断的方法中，还有以开放型变压器为对象，使用丙酮为老化判定指标的例子。2、在线诊断局部放电法 变压器的绝缘破坏事故以发生局部放电为前兆的情况很多，因此只要能够检测出局部放电，就可以使很多的绝缘破坏事故防患于未然。变压器内一旦发生局部放电，将产生脉冲电流和声波（从音频到超声频范围）。因此，局部放电的测量有脉冲电流检测法和透过绝缘油的声波检测法两种。另外，用这两种方法的组合，就还可以去掉从外部进入的噪声和确定局部放电的位置。第五节 互感器试验互感器是电力系统中供测量和保护用的重要设备，分为电压互感器和电流互感器两大类。电压互感器能将系统的高电压变成标准的低电压(100V或1003V)，电流互感器能将高压系统中的电流或低压系统中的大电流变成低压的标准的小电流(5A或lA)。由于有了互感器，使测量仪表、继电保护和自动装置与高压电路隔离，从而保