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变压器冲击电压试验方案型式/出厂试验

变压器冲击试验是型式试验和出厂试验的关键项目,用于考核其主、纵绝缘(匝间、层间、饼间、绕组间、对地)承受过电压的能力。

1.试验目的

验证变压器绝缘设计能否承受雷电过电压。

检测制造缺陷(如匝间绝变压器冲击电压试验方案

变压器冲击试验是型式试验和出厂试验的关键项目,用于考核其主、纵绝缘(匝间、层间、饼间、绕组间、对地)承受过电压的能力。 

1.试验目的

验证变压器绝缘设计能否承受雷电过电压。

检测制造缺陷(如匝间绝缘薄弱、内部位移、电场集中等)。

2.试验标准

主要依据:IEC 60076-3, GB/T 1094.3, IEEE C57.98等。

试验顺序:通常先进行低电压标准波形校准,然后进行全电压试验。

3.试验类型与顺序(以高压绕组为例)

一次降低电压的全波冲击(50%-75%额定电压): 用于系统校准和示伤检查。

三次全电压雷电全波冲击(100%): 主要试验。

两次全电压雷电截波冲击(100%-110%): (如果规定有此项)。

注:中性点绝缘水平不同的绕组,也会对其单独进行相应电压等级的冲击试验。

4.关键试验步骤与方案要点

A.试验前准备

技术文件:确定试验标准、电压等级、连接方式(星形/三角形)、中性点接地方式。

设备状态:变压器注油静置完毕,试验回路连接牢固。

冲击电压发生器

接线方案:

被试端子:施加冲击电压。

非被试端子:

低压绕组:通常短路并接地(通过小电阻,以记录电流)。

中性点:直接接地或通过电流互感器接地。

铁芯和夹件:可靠接地。

典型接法:逐相试验。一相加压,其余两相短路接地。

B.低压波形校准

在不连接试品(或连接一个模拟电容)和连接试品两种情况下,分别调整Rf、Rt。

确保在实际试品上能产生标准的1.2/50µs波形(考虑试品电容Ct的影响)。

记录所有测量回路的标定系数。

C.全电压试验与故障检测(核心)

这是冲击试验的精髓,通过对比各次冲击的波形来判断绝缘是否受损。

主要检测方法(多方法同步比对):

电压波形比较法:比较降低电压和全电压下,施加在变压器端的电压波形。差异显著可能意味着放电。

中性点电流示伤法(最灵敏、最常用):

在接地中性点回路中串入无感电阻或电流互感器。

记录并叠加比较各次冲击下的中性点电流波形。匝间短路会导致电流波形振荡频率和幅值发生明显变化。

电容电流法:测量试品入口的电容电流。

转移函数法(频率响应分析法):通过比较冲击电压和电流计算得到的传递函数或频谱,检测微小的内部变化。

D.试验结果判定

主要依据:各次全电压冲击下的电压波形和中性点电流波形在幅值、形状、振荡上应高度一致。

判定准则:如果全电压下的波形与降低电压下的波形,或三次全电压波形之间,在主要部分没有显著差异(通常以标准规定的偏差百分比,如±10%为参考),则认为试验通过。

故障迹象:电流波形出现明显的幅值增加、振荡频率变化、出现新的尖峰或拐点。

5.安全注意事项

严格划定高压隔离区,设置联锁和警示。

所有设备(包括测量电缆)可靠接地。

每次放电后,必须对发生器电容进行充分放电并接地后,方可进入试验区。

防止反击和地电位升高。缘薄弱、内部位移、电场集中等)。

2.试验标准

主要依据:IEC 60076-3, GB/T 1094.3, IEEE C57.98等。

试验顺序:通常先进行低电压标准波形校准,然后进行全电压试验。

3.试验类型与顺序(以高压绕组为例)

一次降低电压的全波冲击(50%-75%额定电压): 用于系统校准和示伤检查。

三次全电压雷电全波冲击(100%): 主要试验。

两次全电压雷电截波冲击(100%-110%): (如果规定有此项)。

注:中性点绝缘水平不同的绕组,也会对其单独进行相应电压等级的冲击试验。

4.关键试验步骤与方案要点

A.试验前准备

技术文件:确定试验标准、电压等级、连接方式(星形/三角形)、中性点接地方式。

设备状态:变压器注油静置完毕,试验回路连接牢固。

接线方案:

被试端子:施加冲击电压。

非被试端子:

低压绕组:通常短路并接地(通过小电阻,以记录电流)。

中性点:直接接地或通过电流互感器接地。

铁芯和夹件:可靠接地。

典型接法:逐相试验。一相加压,其余两相短路接地。

B.低压波形校准

在不连接试品(或连接一个模拟电容)和连接试品两种情况下,分别调整Rf、Rt。

确保在实际试品上能产生标准的1.2/50µs波形(考虑试品电容Ct的影响)。

记录所有测量回路的标定系数。

C.全电压试验与故障检测(核心)

这是冲击试验的精髓,通过对比各次冲击的波形来判断绝缘是否受损。

主要检测方法(多方法同步比对):

电压波形比较法:比较降低电压和全电压下,施加在变压器端的电压波形。差异显著可能意味着放电。

中性点电流示伤法(最灵敏、最常用):

在接地中性点回路中串入无感电阻或电流互感器。

记录并叠加比较各次冲击下的中性点电流波形。匝间短路会导致电流波形振荡频率和幅值发生明显变化。

电容电流法:测量试品入口的电容电流。

转移函数法(频率响应分析法):通过比较冲击电压和电流计算得到的传递函数或频谱,检测微小的内部变化。

D.试验结果判定

主要依据:各次全电压冲击下的电压波形和中性点电流波形在幅值、形状、振荡上应高度一致。

判定准则:如果全电压下的波形与降低电压下的波形,或三次全电压波形之间,在主要部分没有显著差异(通常以标准规定的偏差百分比,如±10%为参考),则认为试验通过。

故障迹象:电流波形出现明显的幅值增加、振荡频率变化、出现新的尖峰或拐点。

5.安全注意事项

严格划定高压隔离区,设置联锁和警示。

所有设备(包括测量电缆)可靠接地。

每次放电后,必须对发生器电容进行充分放电并接地后,方可进入试验区。

防止反击和地电位升高。