文档介绍：变压器感应耐压测试仪技术原理及应用
变压器感应耐压测试仪技术原理及应用
摘要: 文章简单介绍了变压器感应耐压测试仪的组成原理及特点, 并对其应用范围和应用方法作了详细的说明, 最后结合 5W 小型变压器的测试实例介绍功率判定变压器匝间短路的方法。关键词:感应耐压纵绝缘功率判定作者:青岛艾诺仪器公司研发中心焦学增王志强变压器感应耐压测试仪检测原理相对于变压器的主绝缘即绕组与绕组之间以及绕组与铁芯之间的绝缘而言, 变压器还有另外一项重要的绝缘性能指标――纵绝缘。纵绝缘是指变压器绕组具有不同电位的不同点和不同部位之间的绝缘,主要包括绕组匝间、层间和段间的绝缘性能,而国家标准和国际电工委员会(IEC)标准中规定的“感应耐压试验”则是专门用于检验变压器纵绝缘性能的测试方法之一。变压器的纵绝缘主要依赖于绕组内的绝缘介质——漆包线本身的绝缘漆、变压器油、绝缘纸、浸渍漆和绝缘胶等等(不同种类的变压器可能包含其中一种或多种绝缘介质) ;纵绝缘电介质很难保证 100%的纯净度,难免混含固体杂质、气泡或水份等,生产过程中也会受到不同程度的损伤;变压器工作时的最高场强集中在这些缺陷处,长期负载运作的温升又降低绝缘介质的击穿电压,造成局部放电, 电介质通过外施交变电场吸收的功率即介质损耗会显著增加,导致电介质发热严重,介质电导增大,该部位的大电流也会产生热量,就会使电介质的温度继续升高,而温度的升高反过来又使电介质的电导增加。如此长期恶性循环下去,最后导致电介质的热击穿和整个变压器的毁坏。这一故障表现在变压器的特性上就是空载电流和空载功耗显著增加,并且绕组有灼热、飞弧、振动和啸叫等不良现象。可见利用感应耐压试验检测出变压器是否含有纵绝缘缺陷是极其必要的。感应耐压试验原理变压器刚出产时,没有经过恶劣环境长时间的考验,外施其额定电压和频率的电源作试验,绕组匝间、层间和段间的电压不足以达到电介质缺陷处的击穿电压难以造成这些绝缘缺陷处的放电和击穿,这种存在绝缘故障隐患的变压器与绝缘性能良好的同类变压器的空载电流和空载功耗没有太大的差别,故而难以发现这些隐患; 而感应耐压试验给变压器施加2倍额定电压以上的电压,可在纵绝缘缺陷处建立更高更集中的场强,绕组匝间、层间和段间的电压达到并超过电介质缺陷处的击穿电压;感应耐压试验给变压器施加频率在2倍的额定频率以上,较高的频率又可以大大降低固体电介质的击穿电压,使得绝缘缺陷更容易被击穿;感应耐压试验所规定的外施电压的作用时间亦可保证绝缘缺陷的击穿;故感应耐压试验可以可靠地检测出变压器纵绝缘性能的好坏。感应耐压试验给变压器施加电源的频率之所以在2倍的额定频率以上,是因为: 变压器的激磁电流 i――主磁通振幅Фm 的特性曲线一般设计在额定频率和额定电压下接近弯曲饱和部分(如图 1 所示) ,又因在电源频率不变的情况下,主磁通Фm 决定于外施电压 U: U= E= Фm
U ――外施电源电压,V △Фm E ――加电绕组的感应电动势,V f ――外施电源频率,Hz W――加电绕组的匝数,n 所以给变压器加2倍额定电压以上的电压△i i 必然会导致铁芯严重饱和
,主磁通Фm 增大△Фm, 图 1 由图 1 可知激磁电流 i 会急剧增加, 致使变压器发热烧毁; 为使变压器在加2倍压以上铁芯仍不饱和,则需要提高电源的频率至2倍频以上。