变压器局部放电试验设备及试验方法

变压器局部放电试验是检测和评估变压器内部绝缘状况最为重要、也最为灵敏的试验项目之一。它旨在发现那些尚未贯穿电极的局部绝缘弱点（如气泡、尖角、杂质等），从而预防潜在的故障。

试验设备

局部放电测试系统是一个综合性的测量系统，主要包括以下几部分：

试验电源

核心要求：必须是纯净的、无局放的中高频电源。因为普通的工频电源本身可能含有干扰，无法在试验电压下区分是试品放电还是电源干扰。

类型：

工频谐振装置：最常用、最理想的方式。包括调频式串联谐振装置和固定频率式串联谐振装置。它能利用电抗器补偿变压器的容性电流，使电源容量要求大大降低，并产生高质量的正弦波。

中频发电机组：传统方法，通过电动机-发电机组产生400Hz左右的电源，再降压至所需的试验电压。体积大、噪音大，现已逐渐被谐振装置取代。

耦合电容器

作用：为局放脉冲信号提供一条低阻抗的通道，并阻止工频高电压进入测量回路。它本身也必须是无局放的。

检测阻抗

作用：串联在耦合电容器和测量仪器之间，是一个关键传感器。它从流过的局放脉冲电流中提取信号（电压信号），并传递给测量仪器。

局部放电检测仪

核心大脑：用于接收、处理、显示和记录局放信号。

功能：信号放大与滤波：放大微弱的局放信号，并滤除特定频带的干扰。

显示：以椭圆、直线等多种方式显示局放脉冲。

测量：测量关键参数，主要是视在放电量，以及放电重复率、平均电流等。

定位与识别：高级仪器具备多通道测量功能，可以通过比较不同绕组端子的信号到达时间来进行粗略定位，并能通过分析放电图谱来识别放电类型（如内部放电、表面放电、电晕放电）。

校准器

作用：在试验前，向试品两端注入一个已知电荷量的标准脉冲，用以校准整个测量系统的刻度系数。这是保证测量结果准确可比的关键步骤。

试验方法

变压器局部放电试验通常在变压器出厂试验或大修后进行，遵循严格的流程。

1. 试验接线

主要有两种基本接线方式：

直接法：最常用、灵敏度最高。

并联法：检测阻抗与试品并联。适用于试品一端接地的场合。

串联法：检测阻抗与耦合电容器串联。适用于试品两端均不接地的场合。

平衡法：使用两个相似的试品或一个无局放的耦合电容器，与试品组成电桥。抗干扰能力极强，但现场应用复杂，多用于实验室。

对于变压器，通常采用多端子测量，即在高压绕组、中性点、低压绕组等多个端子同时安装检测阻抗，以便于定位放电源。

2. 试验程序

准备工作：

变压器油化验合格，静置足够时间（通常>48小时）以排除气泡。

将所有套管电流互感器的二次侧短路接地。

按照接线图连接试验电路，确保所有连接牢固可靠。

系统校准：

将校准器并联在变压器高压端子与地之间。

向系统注入标准电荷量，调节检测仪的增益，使仪器显示值与注入值一致。记录下此时的刻度系数。

预加压：

平稳升高电压至规定的预加电压，并保持一定时间（如60秒）。此过程可以“激活”或“烧掉”一些不稳定的绝缘弱点。

测量：

将电压降至 1.1倍 Um/√3，保持5分钟，读取背景干扰水平。

将电压升至测量电压，保持一段时间（标准规定不同，如30秒或更长），在此过程中测量并记录最大局放量。

最后将电压再次降至 1.1倍 Um/√3，再保持一段时间（如30分钟），并进行长时间测量和观察。

判断与记录：

在整个过程中，观察局放信号的起始电压、熄灭电压、在测量电压下的稳定放电量以及随时间的增长趋势。

记录所有数据，并保存典型的局放图谱。