淺談電力變壓器絕緣電阻、吸收比和極化指數的綜合分析

淺談電力變壓器絕緣電阻、吸收比和極化指數的綜合分析

一、吸收比與極化指數的定義
吸收比就是1min的絕緣電阻與15s的絕緣電阻的比值。
極化指數就是10min的絕緣電阻與1min的絕緣電阻的比值。
二、測量絕緣電阻、吸收比的極化指數的意義
測量繞組連同套管一起的絕緣電阻和吸收比或極化指數，用檢查變壓器整體的絕緣狀況具有較高的靈敏度，能有效地檢查出變壓器絕緣整體受潮、整體劣化、部件表面受潮或臟污以及貫穿性的集中缺陷。例如，各種貫穿性短路、瓷件破裂、引線接殼、器身內有銅線搭橋等現象引起的半貫穿性或金屬性短路等。
經驗：變壓器絕緣在干燥前后其絕緣電阻的變化倍數比介質損失角正切值變化倍數大得多。
三、絕緣電阻、吸收比和極化指數的試驗方式
1、絕緣電阻表的選擇
測量絕緣電阻時,對額定電壓為1000V以上的繞組，用2500V或5000V絕緣電阻表測量，其量程一般不低于10000MΩ；對額定電壓為1000V以下的繞組，用1000V或2500V絕緣電阻表測量。
2、測量接線
測量繞組絕緣電阻時，應依次測量各繞組對地和其他繞組間絕緣電阻值。被測繞組各引線端應短路，其余各非被測繞組都短路接地。采用空閑繞組接地的方式，其主要優點是可以測出被測部分對接地部分和不同電壓部分間的絕緣狀態，且能避免各繞組中剩余電荷造成的測量誤差。
對于雙繞組變壓器，應分別測量高壓繞組對低壓繞組及地，低壓繞組對高壓繞組及地，共測量2次。
對于三繞組變壓器，應分別測量高壓繞組對中、低壓繞組以及地，中壓繞組對高、低壓繞組及地，低壓繞組對高、中壓繞組及地，共測量3次。
3、測量注意事項
1)測量前，被測繞組應充分放電。為避免繞組上殘余電荷導致測量誤差，測量前應將被測繞組與油箱短路接地，其放電時間應不少于10min。
2)如果外絕緣(如瓷套)表面受潮、污穢，需在外絕緣表面接屏蔽環，接入絕緣電阻表屏蔽柱，消除表面影響，保證測量值正確性。
3)測量溫度以頂層油溫為準，并注意盡量使用每次測量的溫度相近。
4)絕緣電阻試驗時要同時記錄儀表讀數、試驗時間、上層油溫，決不能隨意估計。
5)對于新投入的大修后的變壓器，應在充滿合格油并靜止一定時間，帶氣泡消除后，方可進行試驗。
4、絕緣電阻試驗結果的分析判斷
1)絕緣電阻
絕緣電阻在一定程度上能反映繞組的絕緣情況，但是它受絕緣結構、運行方式、環境和設備溫度、絕緣油的油質狀況及測量誤差等因素的影響很大。不同電壓等級變壓器的測試數據分散性很大，很難規定一個統一判斷標準，因此往往強調綜合判斷、相互比較。
溫度對絕緣電阻有很大影響，當溫度增加時，絕緣電阻值將按指數規律下降，為便于比較各次測量所得的數據，能在相近的溫度下進行測量，當測試溫度不同時，應對測量結果進行修正。
變壓器油中含水量對絕緣電阻的影響比較顯著，含水量增大，絕緣電阻減小，吸收比下降。
絕緣電阻與變壓器容量和電壓等級的關系。在變壓器容量相同的情況下電壓等級越高，絕緣距離越大，絕緣電阻升高。在變壓器電壓等級相同的情況下，絕緣電阻值隨容量的增大而降低，這是因為容量越大，等效極板面積也增大，在電阻系數不變的情況下，絕緣電阻必然降低。
2)吸收比
當測量溫度在10~30℃時，未受潮變壓器的吸收比應在1.3~2.0范圍內，受潮或結緣內部有局部缺陷的變壓器的吸收比接近于1.0。變壓器的固體絕緣主要為纖維質絕緣，因此在注入弱極性的變壓器油以后，其吸收特性并不顯著。
3)極化指數
隨著電力變壓器電壓的提高、容量的增大，在吸收比的測量中回遇到下列一些問題：
1)出現絕緣電阻高、吸收比反而不合格的極不合理現象。
2)對于一般工廠新生產的變壓器，當吸收比偏低時，多數絕緣電阻值缺比較高。
3)運行中的變壓器，吸收比低于1.3，但一直安全運行，未曾發生過問題。
這些現象究竟是何原因造成的，有各種各樣的分析，一時難以統一。但有的看法是共同的，即吸收比不是一個單純的特征數據，而是一個易變動的測量值，其特點如下：
1)吸收比隨著變壓器的絕緣電阻值升高而減小。
2)絕緣正常情況下，吸收比隨溫度升高而增大。
3)絕緣有局部問題時，吸收比會隨溫度上升而下降。

由于干燥工藝的提高、油紙絕緣材質的改善和變壓器的大型化，吸收過程明顯變長，出現絕緣電阻提高、吸收比小于1.3而絕緣并非受潮的情況是可以理解的。因此，當絕緣電阻高于一定值時，可以適當放松對吸收比的要求。
基于上述原因，若仍然按傳統的吸收比來判斷超高壓變壓器的絕緣狀況已不能有有效地加以判斷。因此，采用極化指數來判斷大型變壓器的絕緣狀況，極化指數一般不小正常值。