電抗器(變壓器)的實驗操作流程

      電抗器(變壓器)的實驗操作流程
      前 言：常州(江蘇)博邦電氣是專業(yè)研發(fā)制造電抗器、串聯(lián)電抗器、進線電抗器、鋁殼電阻、制動電阻、制動單元、變壓器、濾波器的大型生產(chǎn)廠家。

      電抗器操作沖擊試驗順序為：a.波形測定；b.至少一次降低電壓值的負極性沖擊波；c.三次額定耐受電壓值的負極性沖擊波。電壓波形記錄的原則，總的說，與變壓器相同；不過示波器掃描時間最好是能把電壓波形的第二個半周的波形包括在內(nèi)。對于電流波形應(yīng)與電壓波形的時間相對應(yīng)，最好再采用一種更短的掃描時間，以便記錄初始時的電容瞬變電流。附錄B給出了電抗器(變壓器)實際試驗時，所記錄的一些有故障和無故障的波形圖，可供對試驗結(jié)果分析時作參考；但應(yīng)強調(diào)指出的是，由于各種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)不同，故障部位、性質(zhì)及損壞程度很難相同，即使波形圖畸變情況很相似，也很難說其故障性質(zhì)也相似。

      試驗結(jié)果分析，主要是靠所記錄的波形圖來判斷；而波形圖的判斷，是根據(jù)降低電壓和全試驗電壓或連續(xù)幾次全試驗電壓下所記錄的波形圖進行比較而得到的，這是一項技術(shù)性較強的工作，在試品正常的情況下，降低電壓所記錄的波形與全試驗電壓下所記錄的波形以及幾次全試驗電壓下的波形，除幅值外，應(yīng)完全相同。當波形發(fā)現(xiàn)不相符和畸變時，由于可能出現(xiàn)各種各樣的干擾，故均應(yīng)對它進行仔細分析和必要的檢查復試。
   
      為找出波形發(fā)生變化的原因，建議首先對試驗電路，測量電路和接地方式進行仔細檢查，確定它們是否會產(chǎn)生干擾，如果發(fā)現(xiàn)疑點，應(yīng)加以消除或盡量減少其影響。另外在多級沖擊發(fā)生器中，由于各級點火時間不同，可能使電流波形的起始高頻振蕩部分的幅值有少量的變化，但其基波頻率不變，出現(xiàn)的時間大都在波前，幅值為峰值的50%以下的范圍內(nèi)(參見附錄B圖B13)。
    
      其次，應(yīng)檢查鐵芯接地和內(nèi)部的任何非線性元件，確認它們不是干擾源。無間隙的非線性電阻元件隨外施電壓增高，波形圖可能會出現(xiàn)某種有規(guī)律的變化(參見附錄B圖B12)。一旦排除上述各種干擾原因和指明了干擾引起的波形變化情況。則：當降低電壓下和全試驗電壓下，或者幾次全試驗電壓下，所記錄的波形圖有畸變，均可以認為是由于試品絕緣故障而引起的。
   
      雷電沖擊截波試驗示波圖判斷更加困難，出現(xiàn)干擾的原因除上述原因外，還應(yīng)考慮截斷時間不同而引起的波形不相符。當截波的截斷時間不很一致時，一般波形都不大相符，波形截斷后的部分不容易比較。即使是采用了可控的截斷間隙，也只能得到近似相同的截斷時間，雖然截斷時間差別較小，但對某些變壓器而言，也可能使截斷后那部分波形不相符，這是由于沖擊波波前部分相對應(yīng)的瞬變現(xiàn)象和截斷時引起的瞬變現(xiàn)象疊加在一起，兩種現(xiàn)象的影響因素都很多，而且大都是一些隨機因素，這樣使得降低電壓下和全試驗電壓下，及幾次相同電壓下的波形圖均不大相符，造成混亂。容易誤判斷(參見附錄B圖B11)。

      用施加電壓的波形圖來判斷故障是不夠靈敏的，當發(fā)現(xiàn)波形畸變時，則說明試品絕緣中出現(xiàn)了較大的故障。記錄的波形，只要選擇合適的掃描時間，可以分析出畸變的原因，如：a.被試繞組加壓端部的主絕緣出現(xiàn)對地故障時，將使電壓波突然下跌(參見附錄B圖B1)；b.沿被試繞組發(fā)生爬電逐漸發(fā)展呈完全閃絡(luò)時，電壓波形一般呈階梯狀逐級下跌；c.沿被試繞組的某一部分閃絡(luò)時，將使試品阻抗降低，因而半值時間T2減小，并且在波形上還可能出現(xiàn)高頻振蕩(參見附錄B圖B3、圖B4和圖B5)；d.范圍不太大的故障，如段間或匝間擊穿時，一般電壓波形很難看出變化，但有時也可能在基本波形上出現(xiàn)附加的高頻振蕩，在高壓端部出現(xiàn)局部故障時，電壓波形上可能出現(xiàn)不相符的變化征兆(參見附錄B圖B6)。這種故障，通常電流波形圖可以看出明顯變化。傳遞到非試繞組上電壓波形圖亦能指示出上述故障，且靈敏度比施加電壓的波形圖要高一些。

      電流波形圖是故障判斷的主要依據(jù)，因為它具有較高的靈敏度，然而這種較高的靈敏度，也可能顯示出某些非故障的干擾訊號，如8.1條所述。它們可能使波形發(fā)生不相符或畸變，因此應(yīng)對此進行研究。
   
      若電流波形圖發(fā)生明顯變化，則說明繞組內(nèi)部或繞組對地可能發(fā)生了擊穿(參見附錄B圖B1)。根據(jù)所用的故障探測方法，其變化形式也不相同，電流可能增大，也可能減小，并且方向也可能變化，這些現(xiàn)象可作為確定故障性質(zhì)及發(fā)生部位的依據(jù)(參見附錄B圖B3)。a.中性點電流：若電流明顯增大，則表明被試繞組內(nèi)部出現(xiàn)故障；若電流變小時，則表明被試繞組對相鄰繞組或?qū)Φ爻霈F(xiàn)故障。
   
      b.電容傳遞電流：若被試繞組內(nèi)部或?qū)Φ爻霈F(xiàn)故障時，則使該電流的極性發(fā)生突然的變化，其基本頻率也有變化，幅值可能降低；如果是被試繞組對相鄰繞組的故障時，則將使該電流突然增加基本頻率也發(fā)生變化。所有這些故障均使波形圖上迭加不同程度的高頻振蕩。c.小量的，局部的，不規(guī)則，或持續(xù)時間較短(2～3μs)的畸變，一般情況下，可能是由于匝間，線段間或線段引線等處有局部擊穿或嚴重的放電而引起的。對于串聯(lián)電容小的繞組，即基本上能顯示行波特性的繞組，可根據(jù)電容電流畸變和行波電流發(fā)生畸變到達中性點時間的差異來分析故障的位置。

      上面提到了截波試驗對故障探測的困難之處，但截波試驗時只要仔細觀察波形，分析波形的各種情況，還是可以得出正確的結(jié)論的。a.當幾次施加電壓波形的截斷時間很接近時，利用電壓和電流波形圖在截斷后部分的差異，可以探測出試品是否存在故障(參見附錄B圖B8和圖B9)；b.當截斷前波形出現(xiàn)畸變，分析故障基本上和全波試驗相同(參見附錄B圖B2和圖B7)。

      操作沖擊試驗中，由于沿整個繞組上的電壓分布是均勻的，因此，出現(xiàn)故障，一般情況下， 都是較大的損壞，如段間。繞組的某一部分，繞組之間或繞組對地等出現(xiàn)了擊穿放電或沿面爬電，這將使波形圖出現(xiàn)明顯畸變，如：電壓波形突然下跌或T2時間明顯縮短，有時也可能只出現(xiàn)短時的下跌使波形呈一個凹陷。因此操作沖擊試驗中的電壓波形圖對大多數(shù)故障而言，是有足夠靈敏度的(參見附錄B圖B15)。
 
      應(yīng)注意的是，當波形的T2時間縮短時，應(yīng)區(qū)別是由于故障引起的，還是由于鐵芯的剩磁情況不同而導致的；因此試驗中應(yīng)盡量保持鐵芯的初始磁化狀態(tài)相同，這樣才能更好的對試驗結(jié)果進行分析。

      在第7.2.4.3項和7.3.4款中，已分別敘述了電抗器(變壓器)的電流波形圖情況。電流波形圖的靈敏度與電壓波形圖基本相同，當電壓波形圖出現(xiàn)畸變時，電流波形圖也相應(yīng)的出現(xiàn)畸變，則意味著絕緣發(fā)生了故障；對于在初始時間出現(xiàn)的故障，采用較快的掃描來記錄電流波形圖，將更為有利一些。

      備 注：常州(江蘇)博邦電氣是專業(yè)研發(fā)制造電抗器、串聯(lián)電抗器、進線電抗器、鋁殼電阻、制動電阻、制動單元、變壓器、濾波器的大型生產(chǎn)廠家。