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淺談電力變壓器絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)的綜合分析

一、吸收比與極化指數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)，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(nèi)有銅線搭橋等現(xiàn)象引起的半貫穿性或金屬性短路等。
經(jīng)驗：變壓器絕緣在干燥前后其絕緣電阻的變化倍數(shù)比介質(zhì)損失角正切值變化倍數(shù)大得多。
三、絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)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(yīng)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(yīng)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(yōu)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(tài)，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(yīng)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(yīng)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(yīng)充分放電。為避免繞組上殘余電荷導(dǎo)致測量誤差，測量前應(yīng)將被測繞組與油箱短路接地，其放電時間應(yīng)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(huán)，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(zhǔn)，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(shù)、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(yīng)在充滿合格油并靜止一定時間，帶氣泡消除后，方可進(jìn)行試驗。
4、絕緣電阻試驗結(jié)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(jié)構(gòu)、運行方式、環(huán)境和設(shè)備溫度、絕緣油的油質(zhì)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(shù)據(jù)分散性很大，很難規(guī)定一個統(tǒng)一判斷標(biāo)準(zhǔn)，因此往往強調(diào)綜合判斷、相互比較。
溫度對絕緣電阻有很大影響，當(dāng)溫度增加時，絕緣電阻值將按指數(shù)規(guī)律下降，為便于比較各次測量所得的數(shù)據(jù)，能在相近的溫度下進(jìn)行測量，當(dāng)測試溫度不同時，應(yīng)對測量結(jié)果進(jìn)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(guān)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(shù)不變的情況下，絕緣電阻必然降低。
2)吸收比
當(dāng)測量溫度在10~30℃時，未受潮變壓器的吸收比應(yīng)在1.3~2.0范圍內(nèi)，受潮或結(jié)緣內(nèi)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(zhì)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(shù)
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(xiàn)絕緣電阻高、吸收比反而不合格的極不合理現(xiàn)象。
2)對于一般工廠新生產(chǎn)的變壓器，當(dāng)吸收比偏低時，多數(shù)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(fā)生過問題。
這些現(xiàn)象究竟是何原因造成的，有各種各樣的分析，一時難以統(tǒng)一。但有的看法是共同的，即吸收比不是一個單純的特征數(shù)據(jù)，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(zhì)的改善和變壓器的大型化，吸收過程明顯變長，出現(xiàn)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(dāng)絕緣電阻高于一定值時，可以適當(dāng)放松對吸收比的要求。
基于上述原因，若仍然按傳統(tǒng)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(shù)來判斷大型變壓器的絕緣狀況，極化指數(shù)一般不小正常值。