新形勢下如何做好干式變壓器的直流電阻測試

李德光

【摘 ?要】在配電系統中，變壓器是整個系統中的連接樞紐，它是將不同電壓等級的線路連接在一起的設備，具有分配電能和變換電壓電流的作用。對干式變壓器的直流電阻進行測試，通過對檢測的數據進行分析，可以直觀的了解到整個配電系統的運行狀態，同時也可以及時發現變壓器在運行過程中產生的問題，有利于對干式變壓器運行產生的問題及時做出維修判斷決策，有利于電力工作人員科學地安排配電計劃，減少電力安全事故的發生。

【關鍵詞】干式變壓器;設備特性檢測;變壓器繞組;電阻測試

近年來，由于用電需求的不斷增加，配電系統的穩定性和安全性也得到電力行業以及相關技術研究部門和人員的重視和關注。通過對干式變壓器的直流電阻檢測和評估，可以減少配網系統故障，同時也可以為干式變壓器的故障預測提供數據參考，將設備監測數據與技術經驗互相結合起來，從而提供一些維修決策。對干式變壓器直流電阻測試做研究，能有效的辨識出正常及有絕緣缺陷的變壓器的局部放電圖譜，達到干式變壓器的故障預防診斷，可減少變壓器檢測次數，并能有效提供維修時間，進而預防干式變壓器意外事故，提升干式變壓器預防性維護。筆者結合了自身多年的工作經驗，將對干式變壓器的直流電阻測試進行詳細的分析，希望可以為廣大行業相關工作者提供理論交流及實踐參考。

變壓器的直流電阻的測量是變壓器生產以及出廠所必須測試的項目之一，在直流電阻的測量過程中主要包括平衡橋法、壓降法和三相繞組同時加壓法。平衡電橋法測試方法較為局限，只能測得相對穩定的物理量，在現實中不適合廣泛應用;壓降法是根據歐姆定律對直流電阻進行測量，由于電阻受溫度以及電流不平衡率的影響，需要經過較長時間才能達到穩定的狀態，所以仍然需要改進;三相繞組同時加壓法在以上的基礎上，通過楞次定律，降低電流所造成的磁通，進而降低壓降法中的時間常數，達到穩定測量的目的，下文筆者將分別進行分析：

1.平衡電橋法

電橋在電學量和非電學量中得到了廣泛的應用，主要是通過電位比較法來測量的常用儀器。在用途分類方面主要包括平衡電橋和非平衡電橋;在電源分類方面主要包括直流電橋和交流電橋;在結構分類方面包括單臂電橋和雙臂電橋。在中小型變壓器的直流電阻測量中主要采用的是直流平衡電橋法，其測量方法準確、方便。在測量之前應先預測出變壓器繞組的電阻值，如果電阻值大于1歐姆則通常采用單臂電橋法，反之則采用雙臂電橋法。在采用雙臂電橋接線時，電位樁 頭要接在電流樁頭的下面，并且靠近被測電阻。測量時，將電橋倍率按鈕調節合適位置，同時將不被測的線圈短路且接地，之后接通電源直到充足電時閉合檢流計開關，并且快速調整測量臂，使檢流計的指針指向檢流計的零刻度線位置，然后緩慢調節測量臂，使之平穩停留在零位置，此時記錄下電阻的大小。測量結束后，先停止檢流計的測量再打開電源開關，由上可知，被測線圈的電阻值為所測測量臂的電阻值和倍率數相乘。

2.壓降法

壓降法也是測量變壓器線圈電阻的方法之一，其主要根據歐姆定律。測量過程中，通過測量線圈中通過的所施的電流以及線圈兩端的電壓，就可以得出繞組的直流電阻。在電壓表及電流表的選取方面有一定的要求，電流表應該選取內阻較小的，電壓表應該選取內阻較大的，并且級別應高于0.5。同時引線的界面要足夠大，對于所測的繞組，如果電感較大，應該對其進行足夠的充電時間，同時，對繞組所通的電流不應超過額定電流的五分之一。由于在電源接通后，電感電流從零開始增加，一直增加到電源的電壓，然后回穩到一個穩定值，其消耗了一定的時間即過渡過程，從而造成了需要較長的時間才測量出準 確的電阻值。而電路的時間常數t=L/R決定了過渡時間的長短。電感值L隨著鐵芯磁導率的增高而逐漸增大，與此同時線圈的直流電阻數值很小，所以過渡時間t很大，通常，電流表和電壓表會對測量結果 造成相對誤差，由于時間常數的增加，電流需要很久的過程才能達到穩定的狀態，從而造成電阻的測量會消耗相當長的時間，所以壓降法在實際應用時并不是很便利。

3.三相繞組加壓法

基于以上關于平衡電橋法和壓降法的介紹，本部分主要采用三相繞組同時加壓法對直流電阻進行測試，因為在以上兩種的介紹中可以看出，平衡電橋測試方法相對局限，只能用于測量具有相對穩定狀態的物理量。而壓降法測試過程過長，在變壓器繞組材質的測量過程中并不是很便捷，影響工作效率。所以本文主要采用三相繞組同時加壓的方式進行直流電阻的測量。基于楞次定律的三相繞組同時加壓法即通過減小電感值來降低電路的時間常數，由于在產生電流的過程中會產生磁通，通過楞次定律可以將所產生的磁通通過鐵芯抵消掉使磁通為零，達到降低電感值的目的。從而提高工作效率。在測量的過程中，如之前部分所介紹的壓降法，由于繞組電阻的大小在溫度和直流電阻不平衡率等影響因素的存在從而導致測量電阻的時間較長，主要是因為線圈中隨著電流不穩定變化所產生的磁通，本節根據楞次定律可以通過高導磁率的鐵芯抵消掉磁通從而降低L值，也就降低了電流變化的時間。變壓器三相繞組同時加電壓即在每相繞組中同時從零開始通入電流，隨著電流的不斷增加，根據右手螺旋定則判斷每個鐵芯柱中所通過的磁通方向，抵消相互之間的作用，從而使鐵芯中通過的磁通為零，從而達到降低時間常數的目的，縮短整個測量過程。在很短的時間之內便可以獲得穩定的電流值，從而測出直流電阻值。

4.結論

經過以上分析，三相繞組同時加壓法是在平衡電橋和 壓降法的基礎上根據楞次定律所測得的直流電阻值，平衡橋法較局限，壓降法所需時間較長，三相繞組同時加壓平衡了以上兩種缺點，根據 楞次定律對電流所產生的磁通進行抵消，從而降低了不平衡性，使測量時間縮短，達到了穩定測量的效果。

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（作者單位：順特電氣設備有限公司）