变压器绝缘电阻偏低的原因分析

变压器绝缘电阻偏低的原因分析

冯洋

（国网宁夏中卫供电公司755000）

摘要：变压器是传递电能的主要设备，具有维护电力安全的重要功能。外界温度和湿度、测量时间和顺序、电磁场的干扰、兆欧表的接线方式等，都是引起变压器制造中绝缘电阻测量值失真的重要原因。本文对影响变压器的绝缘电阻值的因素进行分析，并提出一些针对性的措施。

关键词：变压器；绝缘电阻偏低；原因；对策

前言：

绝缘电阻偏低（即绝缘性能减弱），使变压器的绝缘导电性能增强。导电性能增大的原因是绝缘部分导电的因素增强，在变压器制造过程中水分和固体导电微粒是引起绝缘导电性能增强的主要物质。因为水分本身是极性物质，无论对绝缘材料的体积电导率还是绝缘材料的表面电导率均起着关键作用。当变压器油内部导电微粒含量达到一定量时，停留在绝缘表面的导电微粒最终在绝缘材料表面形成导电通路，使得绝缘件表面泄漏电流增大，最终体现为绝缘电阻偏低。

1导致变压器绝缘电阻偏低的原因

1.1外界因素干扰

导致变压器绝缘电阻偏低的原因之一是外界因素干扰，这是非常重要的一个原因。在变压器的使用和检验过程中，周围是不能有相关带电设备的，否则相关设备会和变压器一起产生感应电压，最终该电压会演变成为干扰电流。如果有这种干扰电流，就无法正常进行变压器检验，其检验结果准确性会大大降低，而如果检验结果不准确，就会大大降低变压器制造中绝缘电阻结果的准确性。虽然在当前的变压器检验当中，很多操作人员已经采取了相应的解决措施和抗干扰措施，大大减少了外界干扰因素，但是在变压器试验当中，外界干扰问题仍然比较严重。

根据油中出现污染物质的种类，又可分为以下几类：

（1）溶胶杂质的影响。变压器在生产或安装过程中油品或固体绝缘材料中存在着胶体等杂质。胶体粒子直径很小，扩散慢，在变压器注油后，胶粒受重力作用会缓慢沉降，在油中形成胶粒浓度梯度由上到下逐渐增大的特点。胶体是一种表面因吸附了离子而带电的粒子，在电场作用下胶粒会产生“电泳”现象而使介损增高。

（2）微生物污染的影响。微生物污染主要是在安装和大修中细菌类生物浸入所造成。构成微生物生长、代谢和繁殖的基本条件是油中含有水、空气、炭化物、有机物、各种矿物质及微量元素等；微生物的繁殖速度在常温下较慢，油温在50～70℃时繁殖速度最快。由于微生物都含有丰富的蛋白质，其本身具有胶体性质而带有电荷，使油介损增大。但根据有关实验研究表明，在较洁净的油中，微生物难以大量生长繁殖，只有在含有杂质、水分较多的油中，且温度适宜时才容易生长繁殖。

（3）水分的影响。变压器制造过程中绝缘材料干燥处理不彻底，或在运输、安装、运行过程中保护措施不当使油或固体绝缘材料受潮，这都将导致油中水分含量超标。水是一种极性物质，当油中含水量较大时，其对介损的影响急剧增加。

（4）金属离子的影响。变压器内部或油冷却系统中，金属构件的磨损或腐蚀（如裸露的铜引线腐蚀、油泵轴或叶轮磨损）、绕组导线严重过热或烧损等都会使金属离子溶入到油中，油中金属离子浓度增高，将导致油介损的升高。

（5）油中老化产物的影响。变压器在运行中，受电场、温度、氧气等因素影响，油会逐渐老化，其老化产物多为极性物质，油中老化产物增多会使油介损上升。

1.2温度变化

变压器绝缘电阻受温度变化的影响较为明显，当温度升高时，由于绝缘介质内部的离子运动速度加快，引起绝缘体内部水分、杂质等物质出现扩散，这就提升了电导量，进而造成绝缘电阻值降低。当被测验设备的温度低于周围空气的温度时，绝缘体表面会凝结露水，形成水膜，在很大程度上降低了绝缘电阻，导致绝缘表面泄漏。造成加热效率不足的主要原因有：

（1）作为加热媒质的煤油杂质含量过高（以变压器油为主的液体杂质影响最为严重），使得煤油所占比例减小，造成煤油汽化后压力不足、加热效果降低。

（2）加热系统中煤油输送系统能力减弱，造成单位时间内向罐内输送的煤油量减小，煤油被加热汽化的量降低，则由蒸发器喷出的煤油压力不足，使被加热体获得热量的来源减小，加热效果降低。

（3）干燥罐泄漏率过大，罐内外压力差减小，使煤油蒸汽进入干燥罐速度减弱、干燥罐内煤油蒸汽量不足，影响加热效率。

1.3残余电荷

在电力设备运行结束之后，会留下残余电荷，使用兆欧表可以有效检测绝缘电阻，也可以对绝缘材料的受潮程度进行合理检测。当剩余电荷与检测极性一致的时候，就会导致实际值低于绝缘电阻数值；而当极性不一致的时候，检测电荷数值和剩余电荷数值会产生一种现象，那就是电荷中和现象。

1.4连线现象

在采用兆欧表对变压器等大型设备电阻测试中，必须将兆欧表与设备连接，若产生兆欧表与被测试设备发生连线绞接或是接地现象，那么所测出的结果则是用于兆欧表接地和接线的两根引线之间的绝缘电阻，而不是被测设备的绝缘电阻。

2应对绝缘电阻变化的措施

变压器绝缘电阻的下降，其本质是由绝缘部分的导电因素增强引起。在变压器制造过程中，水分和固体导电微粒是造成绝缘导电性能增强的主要物质。变压器在出厂时，要求其绕组绝缘和铁芯绝缘的状态经过检验应良好。变压器在经历运输、验收保管、器身内检、附件安装、真空注油等工序过程中，一旦发生碰撞、受潮或污染等情况，将引起绝缘状况下降甚至造成绝缘损坏或铁芯多点接地。通过变压器绝缘电阻及吸收比的测量，可以灵敏地发现变压器绝缘整体或局部受潮、污染和老化现象。

由于以上多种因素影响，会造成绝缘电阻测量结果失真，为保证测量结果的准确性，在测量前后要做好充分准备，从各个方面控制影响绝缘电阻结果的因素，尽量消除外界因素对变压器绝缘电阻测量的影响。

2.1正确测量外界干扰下的绝缘电阻

在外界干扰条件下，会产生干扰电流，进而影响绝缘电阻值，因此，必须对外界环境进行控制。其一，选择测量区。电磁干扰对电流的影响巨大，一般来说，电磁场磁性越大，所产生的电流影响就越大，因此，在测量区域选择时，尽量避开电磁场。其二，合理选择测量设备。兆欧表是绝缘电阻测量的主要设备，其性能直接影响着电阻值得准确性，因此，必须选择高性能的兆欧表，要求选用的兆欧表具有高电压等级，具有较强的抗干扰能力，以有效实现对变压器的保护作用和绝缘电阻准确值得获得。其三，利用整流设备，依据外加电压以及泄露电压对绝缘电阻进行计算。

2.2掌握环境温度和湿度变化情况

在检验变压器时，要提前做好环境温度和湿度检验工作，要定时记录湿度变化情况和温度变化情况，在掌握外界环境情况的基础上测量绝缘电阻。如果外界环境湿度非常大，可以利用屏蔽装置进行设备保护，还要做好样品清洁工作。

2.3提高放电充分性

在变压器运行结束之后，剩余的电荷会降低电阻测量结果的准确性，所以，在测量变压器绝缘电阻之前，应当实现绕组充分放电，实现剩余电荷数值的最小化。

2.4把握其他细节因素

此外接线方法、绝缘油性等因素对绝缘电阻的测量结果也产生一定影响，在测量过程中，要做好接线或是接地工作，控制绝缘油性，以获得更为准确的测量值。

3、结语

综上所述，电力变压器在工业中占有很重要的位置，它作为发电厂和变电站的主要设备，发挥着非常重要的作用。电气设备的高压试验对于电力系统的安全运行具有十分重要的意义。本文对电力变压器的绝缘电阻试验做了介绍，绝缘电阻和吸收比试验是高压试验中最基本、最简单、最重要的试验项目。通过这个试验可以检测出变压器的绝缘状况，从而能够保障电力变压器长期、安全、稳定的运行，确保正常企业生产。

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