變壓器局部放電試驗設備及試驗方法

變壓器局部放電試驗是檢測和評估變壓器內部絕緣狀況最為重要、也最為靈敏的試驗項目之一。它旨在發現那些尚未貫穿電極的局部絕緣弱點（如氣泡、尖角、雜質等），從而預防潛在的故障。

試驗設備

局部放電測試系統是一個綜合性的測量系統，主要包括以下幾部分：

試驗電源

核心要求：必須是純凈的、無局放的中高頻電源。因為普通的工頻電源本身可能含有干擾，無法在試驗電壓下區分是試品放電還是電源干擾。

類型：

工頻諧振裝置：最常用、最理想的方式。包括調頻式串聯諧振裝置和固定頻率式串聯諧振裝置。它能利用電抗器補償變壓器的容性電流，使電源容量要求大大降低，并產生高質量的正弦波。

中頻發電機組：傳統方法，通過電動機-發電機組產生400Hz左右的電源，再降壓至所需的試驗電壓。體積大、噪音大，現已逐漸被諧振裝置取代。

耦合電容器

作用：為局放脈沖信號提供一條低阻抗的通道，并阻止工頻高電壓進入測量回路。它本身也必須是無局放的。

檢測阻抗

作用：串聯在耦合電容器和測量儀器之間，是一個關鍵傳感器。它從流過的局放脈沖電流中提取信號（電壓信號），并傳遞給測量儀器。

局部放電檢測儀

核心大腦：用于接收、處理、顯示和記錄局放信號。

功能：信號放大與濾波：放大微弱的局放信號，并濾除特定頻帶的干擾。

顯示：以橢圓、直線等多種方式顯示局放脈沖。

測量：測量關鍵參數，主要是視在放電量，以及放電重復率、平均電流等。

定位與識別：高級儀器具備多通道測量功能，可以通過比較不同繞組端子的信號到達時間來進行粗略定位，并能通過分析放電圖譜來識別放電類型（如內部放電、表面放電、電暈放電）。

校準器

作用：在試驗前，向試品兩端注入一個已知電荷量的標準脈沖，用以校準整個測量系統的刻度系數。這是保證測量結果準確可比的關鍵步驟。

試驗方法

變壓器局部放電試驗通常在變壓器出廠試驗或大修后進行，遵循嚴格的流程。

1. 試驗接線

主要有兩種基本接線方式：

直接法：最常用、靈敏度最高。

并聯法：檢測阻抗與試品并聯。適用于試品一端接地的場合。

串聯法：檢測阻抗與耦合電容器串聯。適用于試品兩端均不接地的場合。

平衡法：使用兩個相似的試品或一個無局放的耦合電容器，與試品組成電橋。抗干擾能力極強，但現場應用復雜，多用于實驗室。

對于變壓器，通常采用多端子測量，即在高壓繞組、中性點、低壓繞組等多個端子同時安裝檢測阻抗，以便于定位放電源。

2. 試驗程序

準備工作：

變壓器油化驗合格，靜置足夠時間（通常>48小時）以排除氣泡。

將所有套管電流互感器的二次側短路接地。

按照接線圖連接試驗電路，確保所有連接牢固可靠。

系統校準：

將校準器并聯在變壓器高壓端子與地之間。

向系統注入標準電荷量，調節檢測儀的增益，使儀器顯示值與注入值一致。記錄下此時的刻度系數。

預加壓：

平穩升高電壓至規定的預加電壓，并保持一定時間（如60秒）。此過程可以“激活”或“燒掉”一些不穩定的絕緣弱點。

測量：

將電壓降至 1.1倍 Um/√3，保持5分鐘，讀取背景干擾水平。

將電壓升至測量電壓，保持一段時間（標準規定不同，如30秒或更長），在此過程中測量并記錄最大局放量。

最后將電壓再次降至 1.1倍 Um/√3，再保持一段時間（如30分鐘），并進行長時間測量和觀察。

判斷與記錄：

在整個過程中，觀察局放信號的起始電壓、熄滅電壓、在測量電壓下的穩定放電量以及隨時間的增長趨勢。

記錄所有數據，并保存典型的局放圖譜。