任務一　絕緣電阻、吸收比、極化指數測量

一、測量目的

測量電力變壓器的絕緣電阻和吸收比或極化指數，對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，部件表面受潮或臟污以及貫穿性的缺陷。當絕緣貫穿性短路、瓷瓶破損、引接線接外殼、器身銅線搭橋等這樣半貫穿性或金屬短路性的故障，測量其絕緣電阻時才會有明顯的變化。同時干燥前后絕緣電阻的變化倍數，比介質損耗因數值變化倍數大很多。例如7500kV·A的變壓器，干燥前后介損數值變化2.5倍，但絕緣電阻變化有40多倍，變化相當明顯。

測量絕緣電阻時，采用空閑繞組接地的方法，其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。

吸收比K為絕緣電阻60s值與15s值之比，變壓器繞組絕緣電阻值及吸收比對判斷變壓器繞組絕緣是否受潮起到一定作用。吸收比主要取決于介質的不均勻程度，即當油和紙兩層介質均良好或均很差時，其作用均使吸收比下降，給判斷絕緣優劣帶來復雜性。

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，受潮或絕緣內部有局部缺陷的變壓器的吸收比接近于1.0。考慮到變壓器的固體絕緣主要為纖維質絕緣，而這些固體絕緣僅為變壓器絕緣的小部分，其主要部分是由絕緣油組成的，絕緣油是沒有吸收特性的，故在注入弱極性的變壓器油以后，其吸收特性并不顯著。

用吸收比K判斷絕緣狀態有不確定性。特別是對于大型變壓器，因吸收時間常數T較大，往往不能取得大的吸收比。由于絕緣結構的不同，使測試的吸收時間常數延長，吸收過程明顯變長，穩態時一般可達10min或以上。大量數據表明，10min絕緣電阻均大于1min絕緣電阻值，說明這些變壓器的吸收電流確實衰減很慢。因而出現絕緣電阻提高、吸收比小于1.3而絕緣并非受潮的情況。若仍然按傳統的吸收比來判斷大型變壓器的絕緣狀況，已不能有效地加以判斷。

為更好地發揮絕緣電阻項目的作用，根據目前我國廣泛采用晶體管兆歐表測試的情況，在電力變壓器繞組的測試中，用“極化指數PI”作為另一種判斷繞組絕緣是否受潮的依據。極化指數是指測試讀取10min時的絕緣電阻值與讀取1min時絕緣電阻值之比。

PI=R600/R60　　（2-1）

由公式（2-1）可知，極化指數PI隨吸收時間常數有直接變化的關系。即絕緣狀況良好時，時間越長，PI越大。所以用極化指數對判斷絕緣狀況有較好的確定性。但對于小容量變壓器，因吸收時間常數較小，極化指數PI也較小。考慮到變壓器的不同電壓等級和容量，《電力設備預防性試驗規程》中規定：吸收比（在10～30℃范圍）不低于1.3或極化指數不低于1.5，是指吸收比大于1.3（可能極化指數小于1.5），或僅極化指數大于1.5（可能吸收比小于1.3）都作為符合標準，如表2-1所示。所以對吸收比小于1.3，一時又難以下結論的變壓器，可以補充測量極化指數作為綜合判斷的依據。

測量繞組的絕緣電阻和吸收比，是檢驗變壓器絕緣狀況簡單而通用的方法，具有較高的靈敏度，對絕緣整體受潮或貫通性缺陷，如各種短路，接地，瓷件裂等能有效地反映出來。當測量溫度與變壓器出廠試驗時的溫度不符合時，需要換算到同一溫度時的數值進行比較，如表2-2所示。

二、測量方法

測量時，記錄好環境溫度和濕度，按順序依次測量各繞組對地和對其他繞組間的絕緣電阻和吸收比值。變壓器繞組絕緣電阻測量順序及部位如表2-3所示。被測繞組所有引線端短接，非被測繞組所有引線端短接并接地。可以測量出被測繞組對地和對非被測繞組間的絕緣狀況，同時能避免非被測組中剩余電荷對測量的影響。

測量繞組絕緣電阻時，對額定電壓為1kV及以下的繞組時，應使用量程不高于0.5kV的兆歐表，電壓為2.5kV及以上的繞組時，可用1kV或2.5kV的兆歐表。對額定電壓為10kV及以上的繞組采用5kV絕緣電阻表測量，并記錄頂層油溫。

對絕緣電阻測量結果的分析，采用比較法，主要依靠本變壓器的歷次試驗結果相互進行比較。一般交接試驗值不應低于出廠試驗值的70％。絕緣電阻換算到20℃時，220kV及其以下的變壓器不應小于800MΩ，500kV的變壓器不小于2000MΩ，吸收比不低于1.3。

三、技術標準

規定35kV級及以下的大型電力變壓器吸收比不應低于1.3，電壓等于或高于60kV的大型電力變壓器吸收比應控制不低于1.5。電力行業在驗收交接試驗中相應規定吸收比分別不低于1.2和1.3。

所以對吸收比小于1.3，一時又難以下結論的變壓器，可以補充測量極化指數作為綜合判斷的依據。

四、結果判斷

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。所以在安裝時，絕緣電阻值R60s不應低于出廠試驗時絕緣電阻測量值的70％。預防性試驗時，絕緣電阻值R60s不應低于安裝或大修后投入運行前的測量值的50％。對500kV變壓器，在相同溫度下，其絕緣電阻不小于出廠值的70％，20℃時最低阻值不得小于2000MΩ。

變壓器繞組吸收比對判斷繞組絕緣是否受潮起到一定的作用，但它不是一個單純的絕對特征數據，而是一個易變動的測量值，換言之，吸收比反映絕緣缺陷有不確定性。所以特別是新生產變壓器，可能出現絕緣電阻高、吸收比反而不合格的極不合理現象，也有運行中有的變壓器，吸收比低于1.3，但一直安全運行，未曾發生過問題。例如，據西北地區統計，對于正常運行的72臺變壓器的905次測量結果，其中吸收比小于1.3的占測量總數的13.9％。對110kV及以上的275臺變壓器歷年統計結果，吸收比小于1.3者占7.8％。鑒于上述原因，若仍然按傳統的吸收比來判斷超高壓、大容量變壓器的絕緣狀況，已不能有效地加以判斷。綜上所述，用吸收比K判斷絕緣狀態有不確切性。特別是對于大型變壓器，因吸收時間常數T較大，往往不能取得比較大的吸收比值。由于絕緣結構的不同，使測試的吸收時間常數延長，吸收過程明顯變長，穩態時一般可達10min或以上。大量數據表明，10min絕緣電阻均大于1min絕緣電阻值，說明這些變壓器的吸收電流確實衰減很慢。因而出現絕緣電阻提高、吸收比小于1.3而絕緣并非受潮的情況。

但是基本也有規律就是吸收比有隨著變壓器繞組的絕緣電阻值升高而減小的趨勢，絕緣正常的情況下，吸收比有隨著溫度升高而增大的趨勢；絕緣有局部問題時，吸收比會隨著溫度升高而下降的趨勢。

因此，在《電力設備預防性試驗規程》中規定采用吸收比和極化指數來判斷大型變壓器的絕緣狀況。極化指數的測量值不低于1.5。應當指出，吸收比與溫度是有關的，對于十分良好的絕緣，溫度升高，吸收比增大。對于油或紙絕緣不良時，溫度升高，吸收比減小。

五、特別提示

（1）變壓器內部鐵芯、夾件、穿心螺栓等部分的絕緣介質單一，基本不能承受電壓，只是絕緣“隔電”作用，繞組絕緣部分可以承受高壓，所以鐵芯等部件的絕緣電阻能更有效地檢查出變壓器絕緣整體受潮，部件表面受潮或污穢，以及貫穿性的集中性缺陷，如變壓器本體繞組金屬接地、瓷件破裂等。

（2）測量時非被測繞組（空閑繞組）所有引線端短接并接地，目的是測量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。實測表明，測量絕緣電阻時，非被測繞組接地比接屏蔽時其測量值普遍低一些。

（3）《電力設備預防性試驗規程》中規定，絕緣電阻需要進行溫度換算。吸收比和極化指數不進行溫度換算。所以測量前的溫度和濕度記錄就變得尤為重要了。

（4）對于變壓器絕緣電阻、吸收比或極化指數測試結果的分析判斷最重要的方法就是與出廠試驗比較，比較絕緣電阻時應注意溫度的影響。由于干燥工藝的改進變壓器絕緣電阻越來越高，一般能達到數萬兆歐，這使變壓器極化過程越來越長，原來的吸收比標準值越來越顯示出其局限性，這時應測量極化指數。而不應以吸收比試驗結果判定變壓器不合格。變壓器絕緣電阻大于10000MΩ時，可不考核吸收比或極化指數。

復習與思考

1.請說明變壓器有哪幾個重要的預防性試驗，并闡述試驗的目的。

2.測量絕緣電阻的目的是什么？

3.變壓器的吸收現象是指什么？變壓器的吸收比和極化指數在判斷絕緣主要起到什么作用？

4.變壓器的吸收比只有1.2，能不能判斷絕緣不合格？下一步應采用什么措施？