变压器绕组绝缘电阻,吸收比和极化指数调试作业指导书.docx

变压器绕组绝缘电阻、吸收比和极化指数调试作业指导书

1. 概况及适用范围
本作业指导书适用于35KV及以下的油浸、干式变压器交接性试验时绝缘电阻、吸收比、极化指数试验。
2. 编制依据
本作业指导书如要依据和参考了如下文献编制而成：
《GB50150-2006电气装置安装工程电气设备交接试验》
《国家电网山东电力集团公司2007版电力设备交接和预防性试验规程》《电机实验技术及设备手册》《国家电网山东电力集团公司2007版电力设备交接和预防性试验规程》
3.知识拓展
3.1常识
3.1.1
a、变压器在生产商做例行试验时，绕组和铁心绝缘都处于最佳状态，在此后总的趋势是绝缘状况不断下降。变压器从生产出来到投入电网运行，要经过拆装、包装、运输就位、验收保管、器身内检、附件安装、以及真空注油等一系列工序。在这个相当复杂的过程中，任何一个环节发生问题，都可以引起绝缘状况不同程度的下降，最严重的情况是由于受潮或冲撞，引起绝缘的损坏，或者发生铁心多点接地。
b、在进行与温度及湿度有关的各种试验时，应同时测量被试
物周围的温度及湿度。绝缘试验应在良好天气且被试物及仪器周围温度不宜低于5℃，空气相对湿度不宜高于80%的条件下进行。对不满足上述温度、湿度条件情况下测得的试验数据，应进行综合分析，以判断电气设备是否可以投入运行。
3.1.2 本标准中所列的绝缘电阻测量，应使用60s的绝缘电阻值；
吸收比的测量应使用60s与15s绝缘电阻值的比值；
极化指数应为10min与1min的绝缘电阻值的比值。
3.1.3 测量绝缘电阻时，采用兆欧表的电压等级，在本标准未
作特殊规定时，应按下列规定执行：
①100V以下的电气设备或回路，采用250V 50MΩ及以上兆欧表；
②500V 以下至100V 的电气设备或回路， 采用500V 100MΩ及以上兆欧表；
③3000V以下至500V的电气设备或回路，采用1000V 2000MΩ及以上兆欧表；
④10000V以下至3000V的电气设备或回路，采用2500V 10000MΩ及以上兆欧表；
⑤10000V及以上的电气设备或回路，采用2500V或5000V 10000MΩ及以上兆欧表；
⑥用于极化指数测量时，兆欧表短路电流不应低于2mA。
⑦仪表的绝缘测试在500V最高可测20GΩ, 在1000V最高可测40GΩ, 在2500V最高可测100GΩ。
3.1.4绝缘电阻是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。对于低压电气装置的交接试验，常温下电动机、配电设备和配电线路的绝缘电阻不应低于0.5MΩ(对于运行中的设备和线路，绝缘电阻不应低于1MΩ/kV)。低压电器及其连接电缆和二次回路的绝缘电阻一般不应低于1MΩ；在比较潮湿的环境不应低于0.5MΩ；二次回路小母线的绝缘电阻不应低于10MΩ。I类手持电动工具的绝缘电阻不应低于2MΩ。
3.1.5 测量吸收比的目的是发现绝缘受潮。吸收比除反映绝缘受潮情况外，还能反映整体和局部缺陷。
变压器大修后在进行的电气试验项目之一就是测量绕组的绝缘电阻和吸收比。
吸收比在常温下不低于1.3；当R60s(60秒时的电阻)大于3000MΩ时，吸收比可不作为考核要求。
3.1.6极化指数在常温下不低于1.5；当R60s大于10000MΩ时，极化指数可不作要求。预试时可不测量极化指数；吸收比不合格时增加测量极化指数，二者之一满足要求即可。《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB 50150-2006），7.0.9第4条，变压器电压等级为220kV及以上且容量为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，在常温下不小于1.3；当R60s大于10000MΩ时，极化指数可不作为考核要求。
3.1.7绝缘电阻与绝缘体的温度有很大关系。当温度升高时，绝缘电阻明显下降，在差不多同一温度下测出的绝缘电阻。才有可比性。但在实际工作中要做到这一点是困难的，有时是不可能的。因此，一般情况下是将不同温度下的测量结果，利用温度系数，校正到20度的值，然后再进行比较。
3.2名词解释
3.2.1 电力变压器 power transformer
具有两个或多个绕组的静止设备，为了传输电能，在同一频率
下，通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为另一系统的电压和电流，通常这些电流和电压的值是不同的。
3.2.2 油浸式变压器 oil-immersed type transformer
铁芯和绕组都浸入油中的变压器。
3.2.3 干式变压器 dry-type transformer
铁芯和绕组都不浸入绝缘液体中的变压器。
3.2.4 绕组 winding
构成与变压器标注的某一电压值相对应的电气线路的一组线
匝。
3.2.5 绝缘电阻 insulation resistance
加直流电压于电介质，经过一定时间极化过程结束后，流过电介质的泄漏电流对应的电阻称绝缘电阻。
3.2.6 吸收比
绝缘电阻的实测值是要受很多因素的影响，其中包括绝缘物的结构大小，测量温度与测试仪表等。因此，仅依据绝缘电阻的绝对值，难以定出意判断绝缘状况的统一标准。为了尽可能避开上述的因素的影响，大约在50年代初期，开始提出了利用绝缘电阻的相对值，这就是吸收比。Km是测量绝缘电阻时，实验电压施加60s时的测量值RM60s与施加15s时的测量值RM15s之比。该值大于1.3或1.2为合格。
3.2.7 极化指数PI
鉴于现代大型电力变压器绝缘的吸收过程变长，吸收比对反映绝缘状况有其局限性，所以在同一次试验中，加压10min时的绝缘电阻值与加压1min时的绝缘电阻值之比，称为极化指数。极化指数继承了吸收比的利用绝缘电阻相对比值的优点，因而可以作为判断绝缘状况的一个指标。
3.3仪器使用
3.3.1仪表结构图（图1）

3.3.2试验前应拆除被试设备电源及一切对外连线，并将被试物短接后接地放电1min，电容量较大的应至少放电2min以免触电和影响测量结果。
效验仪表指针是否在无穷大上，否则需调整机械调零螺丝。
注意：在调整机械调零螺丝时，左右调整量为半圈。过度调整容易引起表头损坏。
3.3.3屏蔽端（GUARD）的使用方法
在电力电缆等的绝缘测量或外界电磁场干扰时，为了消除表面漏电和外界电磁场的干扰而影响测量结果的准确度，在实际测量过程中，采用仪表的屏蔽端来消除漏电电流、屏蔽干扰。
对于两节及以上的被试品，例如避雷器、耦合电容可采用图5所示的接线进行测量。图中将屏蔽端接到被测避雷器上一节法兰上，这样，由上方高压线路等所引起的干扰电流由屏蔽端子屏蔽掉，而不经过测试主回路，从而避免了干扰电流的影响。对最上节避雷器，可将其上法兰接仪表地端（EARTH）后再接地，使干扰电流直接入地。但后者不能将干扰完全消除掉。

图5 利用屏蔽端屏蔽干扰

4.作业流程
1) 作业（工序）流程图
准备试验用品

编制计划、测试仪器

组织安全、技术保障措施

摆放设备、试验结线

检查试验接线

绝缘试验

实施安全监督，把握技术环节

试验记录

拆除结线，恢复现场

检查设备，编写报告

2）角色分工表
顺序
作业工序
实施人
角色
具体工作
1
准备试验仪器
组员
试验操作人
组员准备5.2表所列物品。
2
准备试验计划、测试仪器

组长
试验负责人
试验负责人应首先制定试验计划，维护需用仪器。具体为去现场前准备和测试仪器的可用性。
3
组织安全、技术保障措施
组长
试验负责人
对组员进行安全和技术交底，危险点分析，构筑现场安健环设施。
4
摆放设备、试验结线

组员
试验操作人
组员首先对变压器进行清洁，摆设试验仪器设备，进行试验接线，准备完毕后向试验负责人报告。
5
检查试验结线
组长
试验负责人
对安全设施、试验接线、参数设置、档次选择、进行检查之后下令开始。
6
绝缘试验

组员
试验操作人
操作设备，对被试品进行测量。
7
实施安全监督，把握技术环节

组长
试验负责人安全监督人
对组员的操作安全进行监督，对操作中的技术环节进行把握。
8
试验记录

组长
试验记录人
对试验结果的现场分析和确认，如实记录并审核试验记录
9
拆除结线，恢复现场
组员
试验操作员
拆除试验结线和安健环设施，对设备进行必要清洁。试验完成交还仪器设备时复核其状态。
10
检查设备，编写报告
组长
试验负责人
如实检查设备状况，如果存在问题要如实向上级反映。分析试验结果，如实填写试验报告

5.作业准备
5.1人员准备
在本试验中应使用两人合作组成小组，组长应为持证上岗之熟悉技工，组员可以安排普工或零工。

5.2设备准备
序号
设备名称
型号/规格
数量
备注
1
温度计
/
1

2
湿度计

1

3
数字式绝缘表
500/1000/2500型
1
根据相应变压器选择
4
抹布
/
1

5
万用表
/
1

6
裸铜线
/
几根

7
工具包
/
1

8
安全标识
有电危险标识等
1

9
记录本
/
1

5.3安全准备
5.3.1测量前应断开变压器与引线的连接，并应有明显断开点。
5.3.2变压器试验前应充分放电，防止残余电荷对试验人员的伤害。
5.3.3为保证人身和设备安全，要求必须在试验设备周围设围栏并有专人监护。负责升压的人要随时注意周围的情况，一旦发生异常应立刻断开电源停止试验，查明原因并排除后方可继续试验。
5.3.4接地线必须牢固可靠。
5.3.5注意对试验完毕的变压器组必须充分放电。

5.4危险点辨识
序号
作业工序

等级
危险点分析
违规后果
4
摆放设备，试验接线
注意
在接线时，特别注意LINE（红色）与GUARD（绿色）的接法，不要将其短路。
设备损伤或损坏
6
绝缘试验
警告
测试过程中，严禁触模探棒前端裸露部分以免发生触电危险。
人体触电危险
9
拆除接线，恢复现场
注意
试验完毕或重复进行试验时，必须将被试物短接后对地充分放电（仪表也有内置自动放电功能，不过时间较长）
人体触电危险
6.作业方法
6.1准备试验仪器
组员在接到组长下达试验任务后，按前表5.2所示准备所需试验特品。
6.2准备试验计划、测试仪器
组长应首先拟定定现场试验计划，维护需用仪器。具体为去现场前准备和测试仪器的可用性，配件或组件是否完整、完好。仪器自动接通检测电池容量3秒钟。当指针停在BATT.GOOD区,则电池是好的,否则需充电（C型）或更换电池。然后转动波段开关，选择需要的测试电压（500V/1000V/2500V）。
6.3组织安全、技术保障措施
组长对组员进行安全和技术交底，对危害人身设备安全的危险点进行分析讲解。同时设立安全警示牌、悬挂安全警界线，根据现场条件构筑现场安健环设施。
组长测量并记录环境温度和湿度，并记录变压器顶层油温平均值作为绕组绝缘温度。
6.4摆放设备、试验结线
组员测量前应将被测绕组用裸铜线短路接地，变压器电容量较大的应至少放电2min以免触电和影响测量结果。并用干燥清洁的柔软布擦去被试物的表面污垢，必要时先用汽油洗净套管的表面积垢，以消除表面漏电电流影响测试结果。
组员将各非被测端绕组用裸铜线短接并接地，被测端绕组各引出端用裸铜线短接，兆欧表各量程选择参照3.1.3。其中红表笔插入L端插孔，黑色表笔插入E端插孔。准备完成后组员应向试验负责人报告：设备准备完毕，请求升压！
6.5检查试验接线
组长检查试验结线完整、正确，确认无误后通知所有人员撤离试区，下令：开始试验，升压！
6.6绝缘试验
组员按下或锁定测试键开始测试。这时测试键上方高压输出指示灯发亮并且仪表内置蜂鸣器每隔1秒钟响一声，代表LINE端有高压输出。
当绿色LED亮,在外圈读绝缘电阻值(高范围);红色LED亮,则读内圈刻度。测试完后,松开测试键⑩，仪表停止测试，等待几秒钟,不要立即把探头从测试电路移开。这时仪表将自动释放测试电路中的残存电荷。
组员报告：15S、60S、600S的绝缘电阻值。
6.7实施安全监督，把握技术环节
组长在以上操作中对组员实施安全监护，并对组员操作安全距离、技术细节进行监督。
6.8试验记录
组长观察并如实记录15S、60S、600S的绝缘电阻值。
6.9拆除结线，恢复现场
组长下令：试验结束，降压！后，组员关闭兆欧表，对被测绕组放进行充分放电，放电时间应约等于充电时间。拆除与更换试验接线
6.10检查设备，编写报告
组长对试验结果进行分析并记录。然后，依次对其它被测绕组进行测量。
7.质量控制与检验标准
7.1试验负责人应提前记录变压器位号、铭牌、日期、气温等参数。并如实记录数据并保存，用于试后编写试验报告。
试组负责人应自觉维护所用仪器设备，包括去现场前确认仪器的可用性，试验完成交还仪器设备时复核其状态，如实记录存在或出现的问题。
测量吸收比时应注意时间引起的误差，试验中应设法消除表面泄漏电流的影响。
7.2检测标准
7.2.1可利用公式R2=R1x1.5(t1-t2)/10，将不同温度下的绝缘值换算到同一温度下，与上一次试验结果相比应无明显变化，一般不低于上次值的70%（式中R1、R2分别为在温度t1、t2下的绝缘电阻值）。
7.2.2在10~30℃范围内，吸收比不小于1.3；极化指数不小于1.5。吸收比和极化指数不进行温度换算。
7.2.3对于变压器绝缘电阻、吸收比或极化指数测试结果的分析判断最重要的方法就是与出厂试验比较，比较绝缘电阻时应注意温度的影响。由于干燥工艺的改进变压器绝缘电阻越来越高，一般能达到数万兆欧，这使变压器极化过程越来越长，原来的吸收比标准值越来越显示出其局限性，这时应测量极化指数，而不应以吸收比试验结果判定变压器不合格。变压器绝缘电阻大于10000MΩ时，可不考核吸收比或极化指数。