变压器标准解析

!!!!!://!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!3!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!://://!!666!!!!##!!变压器标准变压器标准解析（１１）张宜倜!沈阳变压器研究所，辽宁沈阳110179４．５电力变压器外绝缘及其试验要求４．５．１概述与老标准ＧＢ１０９４．３－１９８５相比#新标准!文献[１]有一个明显的特点#即判断变压器外绝缘性能是否符合要求#一般不再使用繁杂费时的绝缘耐压试验手段#而是采用一种非常简单的测量各种外绝缘空气间隙的实际距离值是否低于该标准规定的相应空气间隙的最小值$只要实测距离值不低于%最小值&!其中还包括对各出线端子的电极外形尺寸和其表面有无尖角’毛刺及凹凸不平等状态也要检查合格#以免恶化电场分布#就认为变压器的外绝缘性能符合要求#不必再用外绝缘耐压试验方法来确认了$故这个特点#实际上是一个明显的优点$从该标准的发展史看#上世纪８０年代起我国已确立了采用ＩＥＣ标准的政策#并在１９８５年发布的ＧＢ１０９４．３－１９８５中标准中采用了ＩＥＣ７６．３－１９８０标准$因此#以下笔者着重介绍ＩＥＣ标准关于此问题的历史变化过程$在１９８０年发布的ＩＥＣ７６．３－１９８０标准及在更早的１９６７年版的ＩＥＣ７６标准!尚未像１９８０年版标准分成５个组成部分的分标准中#均无专门条款给出有关外绝缘方面’特别是没有%最小空气间隙&方面的技术规定$但在ＩＥＣ７６．３－１９８０标准发布后不久#ＩＥＣ已感到此问题的紧迫性并决定要制订一个关于变压器外绝缘要求及其试验方面的标准$最终于１９８７年发布了一个ＩＥＣ７６．３．１(电力变压器外绝缘空气间隙)标准$一年后#我国按ＩＥＣ标准的原则#制订并发布了同一标准名称的ＧＢ１０２３７－１９８８标准$实践表明#贯彻这个标准确实有良好的效果$因此#在上世纪９０年代中期开始正式对ＩＥＣ７６．３－１９８０版标准进行全面修订时#就注意到未来新标准应将ＩＥＣ７６．３．１标准并入其内#以使ＩＥＣ７６．３标准内容更加完整#且又便于人们更好地使用该标准$现在#不论是ＧＢ１０９４．３－２００３标准还是ＩＥＣ６００７６．３－２０００标准#均已将%外绝缘空气间隙&的有关规定列入各自的第１６章内$４．５．２关于验证变压器实际外绝缘空气间隙是否符合要求的绝缘耐压试验方法规定当变压器实际外绝缘空气间隙需要用比最小空气间隙值还要小时#或者在新开发的电压等级更高的电力变压器时尚无%最小空气间隙&规定值的情况下#如何通过外绝缘耐压试验来决定所选用的空气间隙值是否符合要求的技术规定#文献[１#２]均已在１６．１条及其所属各款中#有较详细的叙述#不需在此一一重复$但是#为了便于将外绝缘试验方法的一些主要特点阐述清楚且能更好地了解它与内绝缘试验方法的差异#现用表１０形式介绍文献[１#２]中的有关规定内容$此外#按文献[１#２]的规定#对于Ｕｍ≤１７０ｋＶ变压器以及对于分级绝缘变压器中性点端子对地绝缘的外绝缘耐压试验用雷电冲击电压波进行*对于Ｕｍ＞１７０ｋＶ变压器#其外绝缘试验用操作冲击电压波进行$再者#在考虑变压器外绝缘空气间隙时或在进行外绝缘耐压试验时#不必考虑套管自身的闪络或爬电距离问题$因为套管均已单个地通过了其出厂前的各种绝缘耐压试验项目$从表１０中的各项对比可以看出#内’外绝缘试验方法及试验要求差异比较大$因此#内绝缘冲击试验合格#不能表示外绝缘也自然地合格#尤其是相间外绝缘$通过这个对比#还可较深刻地理解该标准所述的%相间空气间隙的操作冲击试验程序与相间内绝缘操作冲击试验程序是不能彼此代替的&的含义$至于外绝缘试验为什么要采用如此多的冲击次数#甚至当其发生１次～２次放电时#还认为外绝缘合格等问题#由于其涉及的理论知识较多#不是几句话能阐述清楚$所以#对此表示关心的读者#可从有关的教科书和一些专门著作中查找出$最后还要指出#在实际进行油浸式变压器产品外绝缘的出厂试验或研究性试验时#完全可以在无器身的情况下进行#从而不存在变压器内绝缘受到第45卷第11期2008年11月ＴＲＡＮＳＦＯＲＭＥＲＶｏｌ．45ＮｏｖｅｍｂｅｒＮｏ．１１２００８第45卷试验要求及试验方法外绝缘内绝缘施加电压波形雷电冲击波全波：１．２μｓ／５０μｓ；无截波全波：１．２μｓ／５０μｓ；截波：２μｓ～６μｓ操作冲击波２５０μｓ／２５００μｓ（其中２５００μｓ是指由波的起点到波尾处半峰值之间的持续时间，又称为半峰值时间），参见本文图１１００μｓ～２５０μｓ／５００μｓ～１０００μｓ（其中５００μｓ～１０００μｓ是指由波的视在原点到第一个过零点之间的持续时间）；超过９０％峰值的持续时间≥２００μｓ。参见本文图１相间操作冲击耐压试验时，两个加压线端（电极）上的施加电压值的分配关系（其中相对地的操作冲击耐压值按文献[１]表３；外绝缘用的相对地及相间操作冲击耐压值按文献[１]表６）相间耐压值为１．５～１．６倍额定相对地操作冲击耐压值。每个受试线端上的施加电压值相同，为相间耐压值的０．５倍（或为相对地耐压值的０．７５倍～０．８倍），但加压线端上的电压极性彼此相反相间耐压值为１．５倍额定相对地操作冲击耐压值。当其中一个线端施加额定相对地操作冲击耐压值进行相对地耐压试验时，其余不接地线端便感应出反极性的幅值为０．５倍额定相对地操作冲击耐压值，从而同时进行了相间操作冲击耐压试验施加电压波的极性对于相对地（包括中性点端子对地和高低压绕组之间）绝缘，是用更严格的“＋”极性进行试验。对于相间绝缘，则先在一个线端上施加“＋”极性电压波，其余线端为“－”极性下进行相间耐压试验。然后各线端极性对换，再次进行相间耐压试验为使内绝缘试验时的外绝缘裕度更大，在进行相对地冲击波耐压试验时的受试线端上只施加“－”极性冲击波。对于相间操作冲击试验，不接地的线端便感应出“＋”极性的幅值为０．５倍的相对地耐压值在某一极性下的冲击试验中的冲击波施加次数；冲击试验合格的条件雷电冲击波３次／９次。若前３次冲击中，试品不放电，则合格，不必再施加９次冲击；若发生了１次放电，则应再施加９次冲击且试品不再发生放电，则试品仍合格；在总数为３次或３＋９＝１２次冲击中，出现了２次或以上的放电时，则试品不合格不分雷电冲击波和操作冲击波，均是采用３次冲击法。当试品不发生放电时，则合格。否则，便不合格操作冲击波１５次冲击。若只出现了不多于２次的试品放电时，则试品合格。反之，试品不合格是否要就变压器安装地点的高海拔和高温条件，以及就试验时试区的实际大气条件对标准中所规定的额定耐受电压值进行校正需要。按ＧＢ３１１．１和ＧＢ／Ｔ１６９２７．１等标准进行耐压值的校正不需要表１０变压器内、外绝缘冲击耐压试验要求及方法之间的对比（按ＧＢ１０９４．３－２００３）多次的高电压作用引起的内绝缘受损问题。这是由于油箱盖起了电场屏蔽的作用，使外绝缘电场分布与油箱内部的电场截然分开，相互之间无任何影响。当然，此时应确保套管下部原有出线端屏蔽罩及瓷套表面完全浸入油中，以避免出现放电现象。（待续）≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥≥新批准发布的国家标准中华人民共和国国家标准批准发布公告２００８年第２号批准了１９９项国家标准，其中涉及变压器行业的标准有２项，具体如下：序号标准号标准名称代替标准号实施日期１ＧＢ／Ｔ６４５１－２００８油浸式电力变压器技术参数和要求ＧＢ／Ｔ１６２７４－１９９６,ＧＢ／Ｔ６４５１－１９９９２００８－０９－０１２ＧＢ／Ｔ２１４１９－２００８电力变压器、电源装置、电抗器和类似产品电磁兼容(ＥＭＣ)要求２００８－０９－０１中华人民共和国国家标准批准发布公告２００８年第６号批准了２０６项国家标准，其中涉及变压器行业的标准有１项，具体如下：序号标准号标准名称代替标准号批准日期实施日期１ＧＢ／Ｔ１０２２８－２００８干式电力变压器技术参数和要求ＧＢ／Ｔ１０２２８－１９９７１９８８－１２－２２２００８－１２－０１42变压器标准试验项目相对地额定耐受电压／kV相间额定耐受电压／kV说明操作冲击（SI）耐压试验１０５０１１７５１５７５（内绝缘用）１７６３（内绝缘用）按文献[１]第１５章，内绝缘相间耐压值为相对地耐压值的１．５倍短时交流感应或外施交流耐压试验６３０６８０６３０６８０按文献[１]表３和表D２表A１５００kV变压器的各种有关的额定耐受电压值变压器标准解析（１２）张宜倜（沈阳变压器研究所，辽宁沈阳110179）5结束语（１）本文不采取“照本宣读”方式，将标准中的技术规定一一摘录出，而是选择几个关键性的技术规定，从历史发展的背景和（或）该技术的原理来阐明该技术规定的来龙去脉，从而达到有助于更好地理解该规定，自觉地执行该规定地目的。但是，由于个人水平有限，本文有可能达不到笔者原来的初衷。文中可能有这样或那样的不足之处或缺点错误，敬请读者批评指正。（２）通过本文的介绍，笔者希望传播这样的观念，即标准是来自于实践，且又是随生产和科学技术不断发展而发展。例如，从最初的变压器绝缘试验项目只有单一的短时外施工频耐压试验逐步增加至今还有ACSD耐压试验、LI和SI耐压试验以及长时和短时的PD测量试验。再如绝缘的额定耐受电压值，已从最初的主要按经验确定的相对地短时工频耐压值为２Ur发展到今天按绝缘配合技术要求决定的LI、SI耐受电压值以及由按与它们等价得出的额定短时工频耐压值。（３）对于在贯彻执行标准中出现的新问题，要通过自己的工作（包括科研）实践（例如，设计生产、运行和绝缘试验）来解决，或者，还要通过积极参与IEC标准制、修订工作的活动来解决，从而推动标准发展。（４）关注国内、外关于７５０kV～１０００kV特高压输变电设备制造和输电线路建设方面的问题，思考其中相关的标准技术规定问题。附录A从PD测量时的U１值来看，关于Um＝５５０kV变压器的相间额定短时工频感应耐受电压值的确定原则的探讨。A１问题提出的依据由文献[１]表１（见本文表２）可知，我国标准已规定了５００kV变压器要进行SI（操作冲击）试验和ACLD试验等例行试验项目。此外，也指出了，还可按供需双方之间的协议要求，进行带PD测量的ACSD试验的特殊试验。至于雷电冲击试验的规定，因与本附录内容无关，不予叙述。为进行上述试验项目的试验，须施加的试验电压值（包括耐压值和为了测局部放电（PD）的放电量而需施加的U１和U２值），今按文献[１]有关规定，重新整理后列入如下两个表内。从表A１、表A２中可知：（１）相间操作冲击耐压值明显地大于相对地的操作冲击耐压值，且为后者的１．５倍。但相间短时工频耐压值仍等于相对地短时工频耐压值。（２）文献[１]和文献[２]均已强调指出ACLD试验不是耐压试验。因此，相间额定短时工频耐受电压值应大于９３５kV（在对称三相加压方式下）或８０８kV（在单相加压方式下）。（３）按ACSD试验有关规定，对称三相加压方式下的相间U１（又称为相间额定耐受电压），当相间U２降至１．２Um＝６６０kV（正常规定时的U２＝１．３Um）时，它或小于U２（当U１＝６３０kV）或略大于U２（当U１＝６８０kV）。由此可知，作为相间耐压值的U１是嫌低了，至少应适当地提高到略大于相间U２＝１．２Um。A２在不改变现有的如表A１所示的诸耐受电压值的前提下，有无可能提高相间额定短时工频耐压值？如有，其相应的耐压值是多少？笔者认为有可能，其主要理由如下：第45卷第12期2008年12月TRANSFORMERVol．４５DecemberN