油纸绝缘介质恢复电压测试结果分析要点及判据

1、油纸绝缘介质恢复电压测试结果分析要点及判据 摘要 本文在结合国外的有关文献资料和大量实际试验数据分析经验的基础上，总结出绝缘介质恢复电 压测试结果分析要点，并提出了对试验结果进行分析的判据。关键词 恢复电压测试 分析要点 判据近二十年来，虽然在电力变压器的诊断试验方面取得了很大的进展(如变压器油中溶解气体色谱 分析等)，但很少有在现场对变压器的绝缘状态作出评估的电气试验方法被提出来，国内外学者和电力 科技人员也一直都在寻求另外的新方法对油纸绝缘总体状态进行评估。利用绝缘介质的极化特性，进行 介质的返回电压测试的方法，可以说弥补了这一方面的空白。较之过去其它方法，利用rvm5461可 以得到被试

2、油纸主绝缘的更为全面和详细的信息。但是，因为恢复电压法是一种新方法，对试验结果进 行正确的分析和得到有用的试验结果需要一定的经验积累。因此，在结合国外的有关文献资料和大量实 际试验数据分析经验的基础上，针对rvm5461测试仪，总结岀了绝缘介质恢复电压测试结果分析要 点，提出了试验结果的分析判据，从而提高了变压器总体绝缘状态的分析诊断水平。1正确分析rvm数据的基本原则1. 1被试绝缘必须是油纸绝缘，整个绝缘被浸在某种形式的油箱中。但这并不是说，不能利用rvm 5461测试其它形式的绝缘介质，只是还不能对其它形式的绝缘 测试得到的数据进行正确的分析。12当第一次在某被试品上进行rvm试验时，最

3、好按照rvm自动设定的程序测完tc=20ms 到tc=10,000s之间的所有测试点，但最少不得低于loooso当再次对该试品进行测试时，可以根据 上次测试的情况，考虑将测试时间序列缩短。1. 3当被试品电容很大时，推荐采用下面的步骤对测试的结果进行检查。(a) 记录下tc=20ms时的恢复电压波形。(b) 同典型的恢复电压波形进行比较。一般地，典型的tc=20ms时的恢复电压波形如图1所示。ur图1典型的恢复电压波形对于大电容的被试品由于残余电荷的影响可能出现如图2的波形，即残余电荷电压可能比恢复电 压的最大值高，但是测试仪器却自动将最高电压umax看成是最大恢复电压urmax,导致错误的测

4、试 结果。图2大电容试品可能岀现的恢复电压波形（c）对于图2中出现的情况，建议从较大的起始充电时间tc （比如100ms）开始进行rvm测 试。另外上述办法对于检查可能存在的ac干扰也非常有用。图3叠加了交流干扰的恢复电压波形2. 油纸绝缘的纸中含水量的估计需要说明的是，通过rvm曲线估算油纸绝缘的纸中含水量是在实验室里的变压器模型上得到的, 现在还不能保证该估算具有普遍的意义。有鉴于此，对纸中含水量的估计要区别以下两种情况。2. 1当rvm测试得到的恢复电压曲线同在变压器模型上得到的最大恢复电压曲线比较相似时, 可以认为此时的纸屮含水量的估计值具有比较高的可信度。图4给出了变压器模型上得到的

5、最大恢复 电压曲线的典型波形，它只具有一个峰值点。urmax图4典型的单峰最大恢复电压曲线22如果测的波形具右多个峰值、平顶波或其它奇怪的形状时，则表明被试品同前述的变压器 模型不相匹配，此时不能简单地对纸中含水量进行估计。但是，如果试验操作正确，而且试验结果具有 很好的可重复性，则测得的最大恢复电压波形仍然代表了被试品的绝缘状态。对于这类波形的分析需要比较丰富的经验，同时还得参考其它可比较的测试结果，了解有关被试 品的另外有关信息，如被试品的运行年数、其它试验结果（如绝缘电阻、dga等）以及当时的试验状 况等。在遇到这种情况时，可以改变一些试验参数，如改变试验电压、试验线路的连接等。23异常

6、波形的例子为了积累分析异常波形的经验，这里给岀了一些异常波形的例子。例1: 5mva, 66/3.3kv, 1958年制造的配电变压器，在进行rv测试前曾发生击穿事故，该 例子表明对于存在多个峰值的最大恢复电压曲线，折算得到的纸中含水量是不可信的。tc （折算到20°c）图5异常最大恢复电压曲线之例一tc(s)urmax(v)h2o(%)临界温度（°c）4.3913.13.6619.7113.63.266231.5130.61.794例2: 一台1964制造的主变在正常状况下测得的最大恢复电压曲线。第一个峰值tc=37s对应的含水 量2.6%比较可信，而后一个峰值对应的0.

7、3%的含水量则不可信，因为一台运行近40年的老变压器 其纸绝缘的含水量不可能这么低。图6异常最大恢复电压曲线之例二tc(s)urmax(v)h2o(%)临界温度（°c）36.68249.92.6757393.99219.90.3173例3:给出了一台变压器在干燥处理前后测得的最大恢复电压波形。曲线a代表干燥处理前的恢复电 压曲线，曲线b代表t燥处理后的恢复电压曲线。曲线a中峰值对应的含水量为3.3%,曲线b中两 个峰值对应的含水量分別为3.1%和1.2%。曲线b中的两个含水量均不能代表干燥处理后纸绝缘的总 体含水量，但它却清晰地反映了绝缘介质的绝缘状态的不均匀性。因为刚进行过干燥处理

8、，各处绝缘介 质的水分需要有一个扩散和平衡的过程。tc图7异常最大恢复电压曲线之例三目前，只有rvm仪器能对绝缘状态的这种不均匀性进行真实的反映。3. 油纸绝缘的总体状态的判据尽管在制造变压器时可以采用各种先进的工艺和材料，但是因为绝缘中含有有机材料，所以变压 器的老化、劣化现象是不可避免的。另外，变压器还可能由于受潮和局部放电等绝缘缺陷的作用，其总 体的油纸绝缘将会处于一种不良的状态。a.bognar教授提出了利用测量绝缘介质的极化谱图来反应 绝缘状况的新思路，并通过变压器模型得到了不同状态下的urmax-tc曲线，如图8所示。urmax/uc38 °c图8油纸绝缘在不同状态下的u

9、rmax/tc曲线图中的8条曲线分别对应于不同的绝缘状态，表现为固体介质的含水量不同，从4%到0.5%。 从图中可以看出，曲线的峰值对应的时间越小，相应的含水量越高，则绝缘的不良程度也越严重。需要说明的是，虽然urmax/tc曲线对应的峰值tc可以转换成，或者说可以表现为纸绝缘的含 水量，但并不代表其真实的含水量，而只是总体绝缘状态的一种反映。所以可以直接根据折算到209 的峰值tc的大小来判断变压器总体绝缘的好坏。图8中的曲线是对试验结果进行判断的根本依据，结合实际的测试结果，初步得出列于表1中的 判据。在不同的电压等级下，根据urmax/tc曲线对应的峰值tc的大小将绝缘划分为“优良”、“

10、一般” 和“较差”三个等级。表1 rvm试验结果判据（折算到20°c）电压等级优良一般较差500kvtc > looos250s < tc < 1000stc< 250s220kvtc > 800s200s < tc < 800stc< 200suokvtc > 600s100s < tc < 600stc< 600s6.3kv及以下tc > 400s50s < tc < 400stc< 50s对于互感器的试验可参照表1的标准进行分析判断。4. 部分现场实测结果从1999年4月到2001年

11、7月一共进行了 16台次变压器测试和7台次电流互感器测试。现给 出其中部分的实测结果，以后对测试结果进行分析时可将之作为参考。4. 1丽水110kv古市变#2主变图9(a)古市变#2主变高压侧urmaxtc曲线 折算到209的高压侧urmax-tc曲线制造年月型号容量制造厂家1965年9月sfsz-15000/11015000kva/图10(a)古市变#2主变中压侧urmax-tc曲线(b)折算到20°c的中压侧urmax-tc曲线tctc (03020°c)图11(a)古市变#2主变低压侧urmax-tc曲线 折算到20°c的低压侧urmax-tc曲线 试验结果

12、及分析(折算到20°c)：tc(s)urmax(v)含水量()高压侧114.8198.02.0中压侧46.56188.02.5低压侧44.86166.32.5分析结论从试验结果分析得出该变压器已岀现较明显的老化现象，尤其是中、 低压侧，总体绝缘状况较差。实际吊芯检查发现纸绝缘已出现脆化， 无弹性，固体绝缘已老化。目前该变压器已退出运行。4.2北仑电厂500kv #1主变制造年月型号容量制造厂家1989 年/755 mvatoshiba试验结果及分析（折算到20°c）:tc(s)urmax(v)含水量（）峰值点17.119.03.4峰值点2843173.01.0分析结论从试验

13、结果可以看出，该urmax-tc曲线存在两个峰值，说明该变压 器的总体的固体绝缘介质存在不均匀性，比如存在局部的受潮点，其 总体绝缘状况一般。该变压器的油中h2含量时高时低，到目前为止 尚未找到确切原因。4.3云和变#1主变和#2主变的测试比较名称制造年月型号容量制造厂家#1主变1980 年sfszb-20000/11020000kva常州变压器厂#2主变1999 年sfsz9-31500/11031500kva南京变压器厂tc （折w到 2（rc）图13云和变#1主变高压侧urmaxtc曲线tc ( wj 20°c)图14云和变#2主变高压侧urmax-tc曲线试验结果及分析（折算

14、到20°c）:tc(s)urmax(v)含水量（）云和变#1主变58684.71.2云和变#2主变1355142.00.8分析结论从#1主变和#2主变的对比试验结果可以看出，#2主变的绝缘优 良，而#1主变的总体绝缘状况则一般。在排除受潮等其它因素的影 响下，#1主变的总体绝缘已出现老化。4.4 220kv ct的对比测试2000年6月丽水变220kv ct预试时发现介损异常，高电压介损超标。经多方反复研究，确定 对所有220kv ct进行更换处理。为了摸清ct介损异常的原因，利用rv5461现场对新旧ct进行 了对比测试。25日在现场对退下来怀疑有问题的两台ct进行了测试，测试结果

15、如下：（1） #1主变c相ct10m0.1110100 1k 10ktc(s)图15原#1主变c相ct的urmax-tc曲线tc (s)0.020.050.100.200.501.002.005.0010.0020.0050.00urmax(v )30.941.9052.0061.9069.9068.8058.7039.4036.0030.0026.20旁路a相ct10m0.11101001k10ktc图16原旁路a相ct的urmax-tc曲线tc (s)0.020.050.100.200.501.002.005.0010.0020.0050.00urmax(v)38.459.6077.209

16、3.60107.0110.0106.096.9088.4084.6077.20同时，我们对运到现场的部分新ct也进行了对比测试，测试结果如下:(3) ct-2000061290010m0.1110100 1k 10ktciii ii 1,"1illi illi 1图 17 ct-200006129 的 urmax-tc 曲线tc (s)0.020.050.100.200.501.002.005.0010.020.050.0100200urmax(v)5.349.1317.324.238.239.949.259.158.162.544.436.116.3(4) ct-200006124图 18 ct-200006124 的 urmax-tc 曲线tc (s)0.020.050.100.200.501.002.005.0010.020.050.0100200urmax(v)1.855.756.737.9822.833.040.648.150.560.652.9