电力变压器绝缘.docx
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电力变压器绝缘
本标准参照采纳国际标准IEC76-3（1980）《电力变压器第三部份绝缘水平和绝缘实验》。
1名词术语
见GB1094.1-85《电力变压器第一部份总那么》第3章。
2概述
电力变压器的绝缘要求和相应的绝缘实验，是按指定绕组及其接线端子而规定的。
应符合国家标准GB311.1～683的有关规定。
关于油浸式变压器，这些要求仅适用于内绝缘。
当需要对外绝缘提出补充要求或实验时，应由制造厂和利用部门商定。
注：
在适宜的情形下，能够在适合的结构模型上进行型式实验。
当利用部门在变压器上的接线可能减小变压器原有的绝缘距离时，必需在询价定货及技术要求单上专门注明。
当油浸式变压器需要在海拔超过1000m处运行时，那么绝缘距离应按其要求进行设计，同时也可选择绝缘水平比规定的变压器内绝缘水平高的套管。
套管和分接开关必需单独经受型式和出厂实验来验证其对地的内绝缘和外绝缘。
尽管所用的套管和分接开关都是按有关的标准设计制造和实验的，但仍需在装配完好的变压器上进行绝缘实验，以便对这些部件的利用和安装是不是正确进行检查。
通常，绝缘实验是在制造厂的车间里，且变压器放置在大致为规定的实验环境温度的地址进行。
实验时，变压器应和运行时一样装配完整，但关于油浸式变压器，外部冷却附件与实验无关的其他附件可不装配。
如因套管故障阻碍变压器实验时，许诺临时用另外的套管来代替有故障的套管，并当即对变压器继续实验，直至实验完为止。
当规定变压器利用这种套管时，在局部放电测量中，由于该套管介质中的局部放电量较高而使实验发生困难时，那么可在实验期间用局部放电合格的套管来代替（见附录A）。
采纳电缆盒连接的变压器或直接接到SF6（六氟化硫）全封锁金属外壳电器装置中的变压器，应设计成必要时可用临时套管进行临时连接的结构，以便进行绝缘实验。
假设在特殊情形下，制造厂需要在变压器内部或外部采纳非线性元件或避雷器以限制传递的瞬变过电压时，应提请用户注意。
3.设备的最高电压和绝缘水平
对变压器的每一个绕组应指出其设备的最高电压Um值（见GB款）。
依照Um的大小不同，变压器在瞬变过电压的绝缘配合规那么是不相同的。
当一台变压器中不同绕组的实验规那么之间有矛盾时，那么应采纳适合于具有最高Um值的绕组的实验规那么。
适用于特殊情形的其他规那么，在本标准第4章中给出。
Um的标准值在表2中列出。
用于变压器绕组的Um值能够等于或略大于绕组额定电压的一个值。
注：
①关于打算按星形联结接成变压器三相组的单相变压器，以相对地额定电压标明，例如500/
kV。
而相间的电压值那么决定着Um的选取，在那个地址Um＝550kV。
②对带有分接绕组的变压器，由于某些缘故，所选绕组的分接电压可能稍高于Um的标准值，但绕组所连接的系统的最高电压仍维持在那个标准值之内。
由于绝缘要求必需与实际系统条件相配合，因此，这一标准值应作为变压器的Um值，而不是选取最靠近的一个较大值。
组成绕组绝缘水平的额定耐受电压是由一组绝缘实验来验证的，而这一组绝缘实验（见本标准第5章）是随Um值而改变的。
变压器每一个绕组上的Um值和绝缘水平与GB311.1的规定不同时，应在询价或签定合同时提出。
若是变压器的绕组是分级绝缘而且Um≥300kV，那么应按“方式1”或“方式2”（见本标准第5章表1）进行实验，而且还应进一步给出在感应耐压实验（见本标准第11.4条）中采纳哪一种方式的说明资料。
所有绕组的额定耐受电压值应在铭牌上给出。
标志的缩写原那么，如以下各例所示。
注：
所用缩写标志含义如下：
LI——雷电冲击耐受电压；
SI——操作冲击耐受电压；
AC——工频耐受电压。
例1：
一台具有两个绕组的变压器，绕组UmkVkV，两个绕组都是全绝缘。
绝缘水平表示如下：
绝缘水平：
LI200AC85/LI75AC35
方框中不同绕组的数据用斜线分开，冲击水平写在前面。
例2：
一台变压器有以下几个绕组：
高压绕组Um＝252kV，分级绝缘，星形联结，中性点非直接接地，另一绕组Um＝126kV，星形联结，分级绝缘；第三绕组UmkV，三角形联结。
绝缘水平表如下：
绝缘水平：
LI850AC360-LI400 AC200/L1480
AC200-LI250AC95/LI75AC35
方框中分级绝缘的绕组，线端的数据写在前面，在连接号后面写中性点的数据。
例3：
一台自耦变压器，按方式2（见本标准第5.4条）确信标准Um＝363kV和126kV，其中性点直接接地。
第三绕组UmkV。
绝缘水平表示如下：
绝缘水平：
SI950LI1175-AC85/
LI480-AC85/LI200AC85
在本例中，方式2的标准也决定了126kV绕组的实验，关于该绕组的线端不需另行规定工频耐受电压。
按本标准第11.4条规定的感应耐压实验适用于自耦连接的两个绕组。
4适用于某些特殊类型变压器的规定
在变压器中，当具有不同Um值的全绝缘的绕组在变压器内部连接在一路（一般是自耦变压器）时，其外施工频耐受实验电压应按具有最高Um的绕组确信。
当变压器的高压绕组具有Um≥300kV时，雷电全波冲击实验关于所有绕组都是出厂实验。
Um＝252kV的变压器见本标准表1注。
变压器一个或多个分级绝缘的绕组由于感应耐受实验的电压及操作冲击实验（若是采纳）电压系按具有最高Um值的绕组确信，因此Um值较低绕组可能经受不到其相应的实验电压，这种不同一样是能够同意的。
若是绕组间的匝数比是由分接来改变的，应利用适当分接，使Um值较低绕组上的实验电压值尽可能接近其实验电压值。
在操作冲击实验时，不同绕组的两头产生的电压大致与其匝数比成正比。
若是对几个绕组都确信了各自的额定冲击耐受电压，有关问题应按上述方法来解决。
一个具有较低Um值，同时未指定操作冲击耐受电压值的带有分接的绕组，当做操作冲击实验时，它最好是接在主分接位置上。
增压变压器、移相变压器等的串联线圈尽管其额定电压仅为系统电压的一小部份，但其Um值仍然是相当于系统电压的一个值。
严格地按本规定对这一类变压器进行实验是比较困难的，为此有关实验项目应由制造厂与利用部门商定。
5绝缘要求和绝缘实验的大体规定
5.1概述
绝缘要求和绝缘实验的大体规定见表1。
注：
①对全绝缘的三相变压器，当中性点不引出时，中性点的全波冲击实验为特殊实验。
全波冲击施加于并联连接的三个线端上，其电压值应等于该线端冲击耐受电压值的70%，但对电压品级为20kV及以下的变压器，加到线端上的电压值应等于线端冲击耐受电压值减去1/2额定电压。
②Um＝252kV，容量等于或大于120MVA的变压器，雷电全波冲击实验为出厂实验。
③Um＝252kV的变压器，带有局部放电测量的感应耐压实验为出厂实验，实验条款见本标准第11.4条。
询价和定货时必需提供有关变压器的绝缘要求和绝缘实验的说明资料，见GB1094.1附录A。
5.2Um＜300kV，全绝缘绕组的绝缘要求和绝缘实验
绕组的额定耐受电压：
a.额定短时工频耐受电压见表2；
b.线端的额定雷电冲击耐受电压见表2；
c.中性点端子额定冲击耐受电压的峰值与线端相同。
额定耐受电压由下述绝缘实验来验证：
a.外施耐压实验见本标准第10章（属出厂实验）。
本实验用来查验被试绕组对其他绕组和对地的工频电压耐受强度。
b.感应耐压实验见本标准第11.2条（属出厂实验）。
本实验用来查验被试绕组对其他绕组和对地的工频电压耐受强度。
c.线端的雷电全涉及截波冲击实验见本标准第12及13章（属型式实验）。
本实验用来查验每一线端对地、对其他绕组和沿被试线圈本身的冲击电压耐受强度。
款（属型式实验）。
本实验用来查验中性点端子对地及对其他绕组的冲击电压耐受强度。
注：
在某些地域安装的配电变压器会受到严峻的大气过电压，现在经制造厂与利用部门协商，可用较高的实验电压值或增加补充实验项目。
本标准不作具体规定。
5.3Um＜300kV，分级绝缘绕组的绝缘要求及绝缘实验
绕组的额定耐受电压：
a.线端的额定短时工频耐受电压见表2；
b.线端的额定雷电冲击耐受电压见表2；
c.中性点端子的额定短时工频耐受电压见本标准第5.5条及表3。
表1对不同种类绕组的要求和实验导那么
绕组种类
构成绝缘水平的耐受电压及有关条款和表格
试验项目和试验条款号
试验类别
Um＜300kV全绝缘
1.工频，见第5.2条，表2
2.雷电冲击，见第5.2条、表2
（3）中性点端子上的雷电全波冲击，见第款、表2
外施耐压试验，见第10章
出厂
在线端上的雷电全波、截波冲击试验，见第12及13章
型式
中性点端子上的雷电全波冲击试验，见第款
型式
出厂
Um＜300kV分级绝缘
（1）线端上的工频，见第5.3条、表2
（2）在线端上的的雷电冲击，见第5.3条，表2
（3）中性点端子上的工频，见第5.5条，表3（4）中性点端子上的雷电全波冲击，见第款、表3
与中性点绝缘水平相应的耐压试验，见第10章
出厂
在线端上雷电全波、截波冲击试验，见第12及13章
型式
中性点端子上的雷电全波冲击试验，见第款
型式
出厂
Um≥300kV分级绝缘按方法1（见第款）确定的规范
（1）在线端的工频，见第款、表2
（2）在线端上的雷电全波和截波冲击，见第款、表2（3）在中性点端子上的工频，见第5.5条、表3
（4）中性点端子的雷电全波冲击，见第款、表3
与中性点绝缘水平相应的耐压试验，见第10章
出厂
在线端上的雷电全波冲击试验，见第12章
出厂
在线端上的雷电截波冲击试验，见第13章
型式
中性点端子上的雷电全波冲击试验，见第款
型式
出厂
出厂
Um≥300kV分级绝缘按方法2（见第款）确定的规范
（1）在线端上的雷电全波和截波冲击，见第款、表2
（2）在线端上的操作冲击，第款、表2
（3）中性点端子上的工频，见第5.5条、表3
（4）中性点端子上的雷电全波冲击，见第款、表3
与中性点绝缘水平相应的耐压试验，见第10章
出厂
在线端上的雷电全波冲击试验，见第12章
出厂
在线端上的雷电截波冲击试验，见第13章
型式
中性点端子上的雷电全波冲击试验，见第款
型式
在线端上的操作冲击试验，见第14章
出厂
出厂
表2电压品级为3～500kV的变压器绕组的绝缘水平
电压等级
kV
设备的最高电压UmkV（有效值）
额定短时工频耐受电压（有效值），kV
额定雷电冲击耐受电压（峰值），kV
额定操作冲击耐受电压（相到中性点，峰值），kV
全波
截波
3
18
40
45
6
25
60
65
10
35
75
85
15
45
105
115
20
55
125
140
35
85
200
220
63
140
325
360
110
200
480
530
220
360
395
850
950
935
1050
330
460
510
1050
1175
1175
1300
850
950
500
630
680
1425
1550
1550
1675
1050
1175
d.中性点端子的雷电全波冲击实验见本标准第12.3.2款（属型式实验）。
中性点端子的雷电全波冲击耐受电压见表3。
表3分级绝缘绕组中性点的绝缘水平
电压等级
kV
设备的最高电压Um
（有效值），kV
中性点接地方式
额定短时工频耐受电压（有效值），kV
雷电全波冲击耐受电压（峰值），kV
110
126
95
250
220
252
死接地
85
185
不死接地
200
400
330
363
死接地
85
180
不死接地
230
550
500
550
死接地
85
180
经小阻抗接地
140
325
5.3.2额定耐受电压由下述来验证
a.感应耐压实验，见本标准第11章（属出厂实验）。
本实验用来验证受试绕组线端对地及对其他绕组的工频电压耐受强度，和相间和沿被试绕组本身的工频电压耐受强度。
实验按第11.3条进行。
b.线端的雷电全波和截波冲击实验，见本标准第12及13章（属型式实验）。
本实验目的同第5.2.2c条所述。
c.中性点端子上的外施耐压实验，见本标准第10章（属出厂实验）。
本实验目的是用来验证中性点端子对地的工频电压耐受强度。
d.中性点端子的雷电全波冲击实验，见本标准第12.3.2条（属型式实验）。
本实验目的与第5.2.2d同。
Um≥300kV，分级绝缘绕组的绝缘要求和绝缘实验
凡属于这一类绕组的变压器，其有关标准和实验有如下两种方式可供选择，应在“询价和定货时需提出的技术要求”中说明用哪一种方式。
关于带有局部放电测量的感应耐压实验，还应注明两个不同标准当选定哪一种。
见本标准第11.4条。
5.4.1方式1
5.4.1.1绕组的额定耐压电压：
a.线端的额定短时工频耐受电压见表2；
b.线端的额定雷电冲击耐受电压见表2；
c.中性点端子的额定短时工频耐受电压见表3；
d.中性点端子的额定雷电全波冲击耐受电压见表3。
5.4.1.2耐受电压由下述绝缘实验来查验：
a.感应耐压实验见本标准第11章（属出厂实验），实验方式按本标准第11.3条进行。
本实验的目的如本标准第5.2条所述。
b.线端的雷电全涉及截波冲击实验见本标准第12及13章（属出厂和型式实验）。
本实验的目的如本标准第5.2条所述。
c.中性点端子的外施耐压实验见本标准第10章（属出厂实验）。
本实验的目的如本标准第5.3条所述。
d.中性点端子的雷电冲击实验见本标准第12.3.2款（属型式实验）。
本实验目的如本标准第5.2条所述。
5.4.1.3带有局部放电测量的感应耐压实验见本标准第11.4条（属出厂实验）。
5.4.2方式2
5.4.2.1绕组的额定耐受电压：
a.线端的额定操作冲击耐受电压见表2；
b.线端的额定雷电冲击耐受电压见表2；
c.中性点端子的额定短时工频耐受电压见表3；
d.中性点端子的额定雷电冲击耐受电压见表3。
5.4.2.2额定耐受电压由下述绝缘实验查验：
a.线端的操作冲击实验见本标准第14章（属出厂实验）。
本实验用来查验线端对地及三相变压器线端之间的操作冲击耐受能力。
b.线端的雷电全涉及截波冲击实验见本标准第12及13章（属出厂和型式实验）。
本实验的目的如本标准第5.2条所述。
c.中性点端子的外施耐压实验见本标准第10章（属出厂实验）。
本实验的目的如本标准第5.3条所述。
d.中性点端子的雷电冲击实验见本标准第12.3.2款（属型式实验）。
本实验的目的如本标准第5.2条所述。
5.4.2.3带有局部放电测量的感应耐压实验：
从正常运行条件下和临时过电压下的作用电压的角度来看，变压器应经受该实验，按本标准第11.4条进行（属出厂实验）。
本实验规定了两个能够选择的标准，应在定货时确信。
实验方式适用于分级绝缘变压器的所有绕组。
本实验应在其他绝缘实验做完以后进行。
注：
在三相变压器上进行操作冲击耐受电压实验时，相间实验电压大约为相对中性点端的耐受电压的1.5倍（见14.3条）。
5.5分级绝缘绕组中性点端子的绝缘要求和实验
5.5.1概述
绝缘水平取决于中性点端子是不是直接接地。
如中性点端子不直接接地，为限制瞬变过电压，过电压爱惜装置必需安装在中性点端子与地之间。
注：
下面的内容涉及到确信中性点端子需要的最小耐受电压。
此电压值的提高，有时是容易做到的，同时能改善系统中变压器的互换性。
另外由于感应耐压实验时实验接线的缘故，可能需将绕组的中性点绝缘水平设计得较高些（见11.3条）。
5.5.2直接接地的中性点端子
中性点端子必需直接或通过电流互感器牢固地接地，而无任何成心接入的阻抗。
在线端上进行冲击实验期间，中性点端子应直接接地。
5.5.3不直接接地的中性点端子
中性点端子不直接接地，它能够通过相当大的阻抗（例如消弧线圈）接地。
独立的相线圈的中性点端子可连接到调压变压器上。
5.5.4中性点端子的额定雷电冲击加压方式
施加电压的方式由本标准第12.3.2款中所述的两种实验方式之一来查验。
对中性点的截波冲击实验，本标准不予推荐。
6带有分接绕组的变压器的实验
如分接范围等于或小于±5%，那么绝缘实验应在变压器处于主分接的情形下进行。
如分接范围大于±5%，实验时的分接位置用感应耐压实验和操作冲击实验的要求来选择（见第4章）。
雷电冲击实验时，绝缘中的场强散布是随变压器分接的连接和变压器的整体设计的不同而不同。
除经协议规定需在某一特殊分接上进行冲击实验外，冲击实验应在两个极限分接和主分接位置上进行，在三相变压器或变压器三相组的三个单独的相上各利用其中的一个分接进行实验。
7干式变压器的绝缘要求和实验条件
见相应国家标准。
8重复的绝缘实验
若是一台变压器已经全耐受了按本标准第5.二、5.3或5.4条规定的绝缘验收实验，而在其后进行重复实验时，那么实验电压应降低到原先值的85%（还有协议者除外），同时必需以在此期间内变压器的内绝缘不曾变更为条件。
注：
本规那么不适用变压器带有局部放电测量的感应耐压实验（见11.4条）。
9辅助接线的绝缘
除非有其他的规定，辅助电源的接线和操纵回路应经受2kV（有效值）1min工频耐压（对地）实验，辅助设备的电机和其他电器的绝缘要求应符合有关标准（如该标准的要求低于单独对辅助接线规定的值，为了对接线进行实验，有时需临时拆除这些器件）。
注：
大型变压器的辅助设备为了运输，通常在出厂时拆除。
在运行地址装配完毕后，推荐用1000V的兆欧表进行实验。
10外施耐压实验
外施耐压实验应采纳不小于80%额定频率的任一适当频率其波形尽可能接近于正弦波的单相交流电压进行。
实验电压值应是测量电压的峰值除以
。
实验应从不大于规定实验值的1/3的电压开始，并应与测量相配合尽快地增加到实验值。
实验完了，应将电压迅速地降低到实验值的1/3以下，然后再切断电源。
加在被试绕组与接地端子（包括其余绕组的所有端子及铁心、夹件、箱壳等连在一路并接地）之间的全电压实验值应施加60s。
若是未发觉内部绝缘击穿或局部损伤，那么实验合格。
注：
关于分级绝缘的绕组，仅按中性点端子规定的实验电压进行实验。
因此，绕组的线端只耐受本标准第11.3或11.4条所述的感应耐压实验。
11感应耐压实验
11.1概述
有三种可采纳的方式供绝缘种类不同的绕组进行实验。
这三种方式如11.二、11.3、11.4条所述。
在变压器一个绕组的端子上施加交流电压，其波形应尽可能为正弦波。
为了避免实验时励磁电流过大，实验时频率应适当大于额定频率。
实验电压值应是测量感应实验电压的峰值除以
。
实验应从小于1/3实验电压的电压下开始，并应与测量相配合尽快地增加到实验值。
实验完了，应将电压尽快地降低到实验值的1/3以下，然后再切断电源。
除非还有规定，在下述各条中，当实验电压的频率等于或小于2倍额定频率时其全电压下的施加时刻应为60s。
当实验频率超过两倍额定频率时，实验时刻应为：
（s），但很多于15s
11.2高压绕组为全绝缘的变压器的感应耐压实验
通常规定，加在变压器不带分接的线圈两头的实验电压等于两倍的额定电压，可是任一三个相线圈的相间实验电压不该超过表2第3栏中所列的额定短时工频耐受电压。
三个相线圈最好用对称三相电源在各相中感应出的电压来实验。
若是该绕组中有中性点端子，那么在实验期间可将其接地。
若是未发觉内部绝缘击穿或局部损伤，那么实验合格。
11.3高压绕组为分级绝缘的变压器的相对地感应耐压实验
Um＜300kV（见5.3条）或≥300kV，按方式1确信（见5.4.1款）。
线端的实验电压见表2。
单相变压器上的实验，一般是在中性点端子接地的情形下进行的。
假设绕组之间的电压比可用分接来改变，那么分接就能够够用来尽可能同时知足不同绕组上的实验电压的要求。
在特殊情形下（见第4章），中性点端子上的电压可用将其连接到一台辅助的增压变压器上的方式加以提高，或被试变压器的另一个绕组也可与高压绕组相串联。
三相变压器的实验程序包括三次逐相施加单相实验电压，每次将绕组的不同点接地。
图1所示的推荐的实验连接法能幸免太高的线端间的过电压。
另外还有其他可行的方法。
图1分级绝缘变压器单相感应耐压实验的联结方式
一台变压器中其余的独立绕组如为星形接法，应将其中性点接地，如为三角形接法，应将其中一个端子接地。
实验时，每匝电压随实验连接法不同，所达到的值也不相同。
实验接线方式的选择应依照变压器和实验设备的特性而定。
注：
当变压器的线圈布置复杂时，为了使实验尽可能代表实际运行中的各类电气作用强度的真实组合，推荐制造厂与利用部门在签定合同时期中对实验时所有线圈的接线进行一次审查。
若是未发觉内部绝缘击穿或局部损伤，那么实验合格。
联结法a1、a2、a3：
当中性点端子设计成至少能耐受1/3U的电压时，可采纳图中表示的发电机连接到低压绕组的三种不同方式。
若是变压器具有不套有线圈的磁回路（壳式或五柱铁心），那么只有a1可采纳。
联结法b：
若是三相变压器不套有线圈，而作为被试心柱磁通流过的磁回路，那么推荐用该联结法。
如变压器有三角形联结的绕组，那么实验期间三角形联结的绕组必需打开。
联结法c：
表示一台辅助增压变压器给予被试自耦变压器的中性点端以支撑电压Ut。
两个自耦连接绕组的额定电压为UN1、UN2，而相应的实验电压为U1、U2。
其关系为：
＝
Ut=
这种连接也可用于一台套有线圈磁回路的三相三柱铁心其中性点绝缘小于1/3U的三相变压器。
11.4高压绕组为分级绝缘的变压器在感应耐压下的局部放电测量
Um≥252kV，见5.4.3款。
实验施加于变压器所有分级绝缘的绕组上，而不管这些绕组是自耦连接的或是独立。
被试绕组的中性点端子应接地。
关于其他的独立绕组如为星形联结应将其中性点端子接地，如为三角形联结应将其一个端子接地。
一台三相变压器，即能够依照图2用单相连接的方式逐相地将电压加在线端进行实验，也能够采纳对称三相连接的方式实验。
施加实验电压应按图3所示的时刻顺序进行。
在不大于1/3U2的电压下接通电源并增加至U2，持续5min，再增加至U1，维持5s，然后，当即将U1降低到U2，维持30min，当电压降低到1/3U2以下时方可切断电源。
图2三相变压器的逐相实验
图3施加实验电压的时刻顺序
实验持续时刻与实验频率无关。
在施加实验电压的整个期间，应按下述的方式监测局部放电。
线路端子与中性点端子之间的实验电压以Um/
表示。
视在电荷量q值（用pC表示）不该大于规定值。
其值别离是：
U1为预加电压，其值为3Um/
＝Um；
U2为测量电压，当U2Um/
时，q不大于500pC；
当U2Um/
时，q不大于300pC；
测量电压U2值的选择，应由制造厂与利用部门在签定合同时商定。
注：
q值是暂定的，并将依照体会进行修订。
局部放电的观测如下所述（有关资料见附录A）：
a.应在所有的分级
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