严敏超
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摘要：变压器是一种精密性高的输变电设备，运行过程的总容量和整体数量巨大，易发生故障。当变压器出现运行故障时，可以通过电气试验来加以分析，以此来明确故障成因，保证变压器可以安全运行。本文先简要介绍变压器运行过程中的常见故障，进而谈一谈变压器故障分析中的电气试验条件，最后重点从绝缘油试验、直流电阻试验、绝缘电阻与泄漏电流试验、短路试验四个方面来分析论述变压器故障分析中的电气试验要点。
关键词：变压器；变压器故障；电气试验；短路试验
变压器主要是由初级线圈、磁芯、次级线圈组成，通过应用电磁感应原理可以确保电力系统正常运行，尤其是凭借变换电压电流、隔离、阻抗变换的功能优势可以充分满足和确保电力系统运行质量。但因为变压器属于一种精密性高的输变电设备，在运行过程中极易发生故障，导致电力系统的运行受到威胁，必须加强故障的防护力度[1]。电气试验可以对变压器运行中的故障开展全面性的检测评估，以此来明确变压器故障成因，有着非常显著的效果。本文重点从绝缘油试验、直流电阻试验等方面分析探讨变压器故障分析中的电气试验要点，现作如下的论述。
1.变压器运行过程中的常见故障
总的来说，变压器运行过程中的常见故障有两种，即绕组形变故障和铁芯故障。
就绕组形变故障来说，当短路电流会变压器内部产生冲击时，绕组会大概率的发生故障，此时绕组的温度会急速升高，线圈的机械能由此变弱。在绕组形变故障检测中，为有效检测出短路冲击电流，往往需要离线去检查，但也因此无法准确反映出变压器绕组故障的详细信息，准确性有所降低。另外，若是选择离线吊芯的方式来检测绕组形变故障，不仅需要消耗很多的人力、物力和财力，且对变压器自身性能也有影响。就铁芯故障来说，变压器所使用的铁芯主要是非线性铁磁材料硅钢片，在交变磁场中硅钢片的长度会发生较大的变化，直接影响芯片的励磁频率，而当硅钢片的磁致伸缩率增大时，铁芯的形变量也会随之增加，振动更加的频繁。除此之外，变压器油箱底部存在油渍时会导致自身绝缘性能下降，一旦金属零件脱落，则硅钢片易发生局部短路故障，导致变压器运行故障。考虑到变压器故障会整个电力系统的运行质量有着非常大的影响，因而一旦存在故障风险时要尽快着手检测，做好故障诊断和维修。
2.变压器故障分析中的电气试验条件
电气试验可以全方位检测电力设备的运行状态信息，可全面掌握电力设备运行过程中所存在的故障风险，这对于确保电力设备安全运行质量有十分大的裨益。就变压器故障分析中的电气试验来说，最为主要的条件是温度和湿度。另外，在开展变压器故障的电气试验时，最好要在干燥的环境中进行。若是在室外开展电气试验时发现温度和湿度控制难度大，以此确保故障分析及后续维护保养工作的有效性。
3.变压器故障分析中的电气试验要点
3.1绝缘油试验要点
绝缘油是电气设备一种常用的绝缘和冷却介质，可以确保电气设备运行过程中有一个良好的性能，同时需要定期对绝缘油进行各项试验，尤其是需要进行耐压试验。变压器油箱中所含有的绝缘油具有散热、测量及绝缘的性能，可以很有效的保护变压器的绕组组件与铁芯，氧气对绝缘材料的侵蚀作用可以由此减少，各个部位的绝缘性能可以大大提升。因为具有良好的流动性，所以绝缘油可以分布在变压器内部的每一个空隙，空气可以被有效排除出去。在开展绝缘油试验过程中，需要在专用的击穿电压试验器中完成，试验时的温度要严格控制在不低于5℃，相对湿度要不大于80％。
具体来说，在绝缘油试验过程中，需要先将油样混合均匀，务必不能使其形成气泡，并在室内放置一定的时间，促使油样温度接近于室内温度。而后将油样接入到试验回路中，静止时间控制在10-15分钟，促使油样中的气泡可以顺利逸出。再然后以每秒3千伏的速度加压，确保油样可以被击穿，并记录此时的电压值，静置5分钟重复试验，需要将试验次数控制在5次，取5次试验的平均电压值[2]。若是将电压加到最大值油样依然没有被击穿，则需要在最大值状态下静置1分钟，未被击穿则可以确认绝缘油的耐压强度是合格的。
3.2直流电阻试验要点
直流电阻试验经常被用来检测变压器和电抗器等线圈类设备，对于变压器故障分析中的直流电阻试验来说，其是一个简单且关键的试验方式，可以检查出变压器是否存在断路和接触不良，也可以测量绕组连同套管的直流电阻。就当前阶段变压器故障的直流电阻试验开展情况来看，所使用的方法多为电流电压表法，当绕组上的电阻产生电压降时，电流电压表法可以精准测定出通过绕组的电流及电阻上的电压降，借助欧姆定律确定绕组的直流电阻。
在应用直流电阻测试仪开展试验时，要注意三点事项。一是在测量带分接的变压器绕组时，不需要对有载调压变压器切断测量电路，但无载调压变压器在调节分接开关时，必须要及时切断测量电路；二是在测量过程中读取数据时，务必等待绕组自感效应降低最低时方可读数；三是当无励磁调压变压器改变分接位置后，而有载调压变压器分接开关检修后，需要对绕组电阻加以测量[3]。1.6MVA以上变压器，各相绕组电阻相间的差别，不大于三相平均值的2%（警示值）；无中性点引出的绕组，线间差别不应大于三相平均值的1%（注意值）,1.6MVA及以下变压器，相间差别一般不大于三相平均值的4%（警示值）；线间差别一般不大于三相平均值的2%（注意值）。
3.3绝缘电阻与泄漏电流试验要点
在直流电压作用介质上，经过介质中的电流会有传导、吸收和几何等相关性的电流。以其中的绝缘电流为例来说，其是一种十分短暂的充电电流，尤其是其压力会在一瞬间增加，同时可以在一瞬间降低至零。所讲的传导电力也被称之为泄漏电流，与加压时间不存在太大的关系，通常情况下是恒定值，其数值主要有三方面的作用，一是可以反映出变压器的绝缘内层是否存在受潮问题；二是可以确定变压器表面是否脏污；三是可以查看变压器是否存在局部缺陷问题。吸收电流与测量绝缘电阻吸收比之间有着较为密切的关系，
通过测量变压器绕组绝缘电阻及绝缘电阻吸收比，可以此来确定变压器是否存在贯穿性质的缺陷，比如可以检测出绝缘子是否破裂，检测出引线靠壳是否存在缺陷。
3.4短路试验要点
在变压器短路试验中，需要在额定电流下测定短路耗损情况和抗阻电压，通过开展变压器的短路试验，可以发现变压器运行过程中所存在的诸多故障风险。比如在变压器各个解耦和油箱壁中，往往会因为漏磁通导致附加损耗过大，也可以造成局部过热，而此时通过测定阻抗电压，可以确定变压器出口侧是否存在短路故障，同时可以测定出变压器内部的几何结构。
4.结语
针对变压器运行过程中所存在的故障风险，可以通过开展电气试验来检测出来，应用优势十分显著，务必给予高度的重视。在开展绝缘油试验、直流电阻试验、绝缘电阻与泄漏电流试验、短路试验时，要严格按照试验的规范标准来进行，确保可以获得精准的数据信息，为后续所要开展的变压器的维护工作提供参考意见。
参考文献
[1]张鑫蝉.变电站变压器的检修维护分析[J].水电水利,2020,4(3):38.
[2]陈静.基于声音信号分析的牵引变压器故障诊断方法研究[J].电气应用,2020,39(02):25-29.
[3]林海芳.关于变电站中变压器常见故障分析及维护保养[J].矿业装备,2020,111(03):200-201.