郑建杯

摘要：配电变压器作为配电电网体系中的最为关键的设备，其绝缘的状态会对配电电网有着最为直接的影响。而本文对配电变压器的绝缘材料的影响因素进行了阐述，论述了配电变压器绝缘检测技术应用对整个配电电网系统的安全运行意义，重点对目前配电变压器绝缘状态的主要检测方法进行了详细的研究与分析。

关键词：配电系统;变压器;绝缘状态;检测技术

配电网作为整个电网运行的终端，其供电质量和供电可靠性直接影响客户对供电公司的评价。而配电变压器作为配电网中最重要的设备之一，却长期因被建设及运营管理等环节忽视和所处的恶劣运行环境而导致其事故频发，已严重影响配电网正常运行和用户端供电质量的提高。据相关文献统计表明，配电变压器事故约占整个配电网事故的90%。因此，针对配电变压器绝缘状态的检测就显得非常重要。

1.配电变压器概述

配电变压器设备是一种处于静止状态下的电气设备，它的主要功用在于将某一设定数值下的交流电压转换为频率相同的一种或几种数值各异的电压或电流的设备。把一次绕组加以交流电，产生交变磁通，并在铁芯导磁的作用和影响下，在二次绕组中产生电流感应动势。而绕组的匝数与二次感应的电动势状态有直接的关联，即：电压与匝数是呈正比的。而配电变压器的主要参数依据为电流容量，它在配电系统中发挥着重要的传输电能的作用。容量参数主要是反映着设备功率的大小值，并根据其来判断在标准的状态条件下的额定电流的大小。而现在为了达到节能和环保的要求和标准，大多的变压器所采用的是非晶合金铁心，其优点主要在于空载的损耗被大幅度降低，这也是在整个输配电的过程当中需要认真研究的核心问题。

2.配电变压器绝缘材料影响因素

绝缘材料就是能够有效的阻止电流通过的材料。现代常用到的绝缘材料为气体、液体和固体三种类型。而配电变压器中主要用到的绝缘材料为变压器油等液体材料和无机绝缘材料，绝缘材料因为应用非常广泛、种类比较繁多等特点，尤其是电气工程与设备上不可或缺的重要材料。而配电变压器使用的绝缘材料除了要求绝缘材料的电气性能外，还对材料的特性提出了更高的要求，而对绝缘材料有影响的因素主要有以下几种。

2.1热能

配电变压器在使用的过程中会产生一定的热能。所以，绝缘材料也必须受到热能的作用，而长时间设备的发热会加速绝缘材料的老化，还可能丧失绝缘的性能。

2.2机械力作用

配电变压器在运行的过程中，内部的绝缘材料还会受到机械力的作用。而这种力的作用可能会造成绝缘材料在一定的时间内发生裂化等现象，影响和改变绝缘材料的性质和质量。

2.3潮湿环境因素

潮湿的环境会对配电变压器有着较大的影响，一般情况下，温度高和潮湿环境的地区则会尽量的采用吸湿性能较大的绝缘材料，并且还要对配电变压器设备进行防潮处理。

3.配电变压器绝缘状态检测技术

3.1油色谱分析法

当绝缘油受到电场、温度、水分等外界因素影响时会出现氧化反应、碳化反应及裂解等情况，由此会产生各种气体如氢气、烃类气体等。变压器的绝缘纸或板均為多孔结构，这种结构具有一定的吸水性，并且绝缘纸的亲水性要明显高于绝缘油，能够从油中吸收水分。绝缘纸或板热老化后会发生裂解，从而生成水、一氧化碳和二氧化碳气体，并有少量的烃类气体产生，基于此可运用色谱分析法对绝缘状态进行检测。当配电变压器出现油过热故障时会产生甲烷和乙炔等气体;油纸绝缘出现局部放电时会产生氢气、甲烷及一氧化碳等气体;油中火花放电时会产生氢气和乙炔气体。

目前在变压器的故障检测中油色谱分析的应用已非常广泛，绝缘纸纤维素老化后会同时产生一氧化碳和二氧化碳气体，可将之作为配电变压器绝缘老化评价时的主要参考依据。若变压器固体绝缘发生故障，一氧化碳和二氧化碳会显著增长，当二氧化碳与一氧化碳的比值超过7时表明绝缘材料老化，二者的比值小于3且温度在200℃以上时说明固体绝缘发生故障。而一氧化碳与二氧化碳的比值超过0.33或是低于0.09时，表明绝缘纸发生分解。

3.2绝缘电阻检测法

绝缘电阻是反映电力设备绝缘状况最为重要且常用的指标之一。对配电变压器绝缘电阻进行测量，可以有效发现其绝缘整体受潮、贯通的集中性缺陷等，如变压器内绝缘油受潮、瓷件破裂、器身内部金属性短路等。其在现场试验时的突出优点是：①对判断变压器整体的绝缘状态有着较高的灵敏性;②绝缘电阻的测试仪器——绝缘电阻表，具有体积小、携带方便的优点，非常利于对数量众多的配电变压器进行绝缘状态测试。

3.3配电变压器变比检测方法

变压器变比检测法在配电变压器的各个环节中都能进行有效的应用。此方法主要是根据变压器变比的测试结果，判断出绕组运行过程中的匝间的短路现象，并分析开头接线四五个绕组匝数比值的正确。这里应值得注意的是变比测试仪的变比电桥体积的重要性，体积越小，越便于携带和操作，也非常的有利于在配电变压器的现场进行方便的检测。

3.4油中糠醛含量测定法

当配电变压器的绝缘纸或板老化之后会产生糠醛，这是一种特征性产物，它在变压器的绝缘油中具有良好的稳定性，并且会不断积累。因此通过对变压器油中的糠醛含量进行测定能够准确反映出绝缘状态，从而判断绝缘纸的老化程度。我国现行的DL/T596-2015中给出变压器不同运行年限下糠醛含量的标准，可将之作为变压器绝缘状态的判断依据。正常情况下，变压器运行15～20年时糠醛含量应当低于0.75mg/L，如果变压器油中的糠醛含量达到1.0～2.0mg/L时说明绝缘已经出现严重劣化。

目前糠醛含量已经成为变压器绝缘状态评估的重要参考量之一，但在实际中仅凭借一个参考量证明变压器绝缘老化显然不具备说服力，因此需要建立糠醛与聚合度的经验函数关系。通过对变压器油进行分析后发现，其中含大量的呋喃化合物，实验结果显示，聚合度与糠醛含量具有线性关系，通过对绝缘油中糠醛含量的测定，能估算出绝缘的聚合度。

3.5直流电阻检测法

配电变压器绕组的直流电阻测试也是一个既简便又实用的配电变压器绝缘状态的检测方法。其在配电系统设备的维修、例行检测和交接过程中，是必不可少的检测项目。直流电阻的检测结果对判断配电变压器绕组匝间的短路、接触不良的情况、绕组接头焊接状态及分接开关等都有极高的准确率。而在长期的试验过程中，变压器绕组直流电阻检测一直被认为是配电变压器绝缘状态检测的最重要的手段之一。

3.6漏磁检测法

针对双绕组变压器漏磁通分布大体以绕组为中心分布的特性，在漏磁通中心面上下轴向布置了两个对称的线圈。若变压器“健康”（即漏磁通对称分布式）时，则两个线圈感应出的电动势大小相等、方向相反，二者串联输出电压为零。而当变压器发生故障（即漏磁通不再对称）时，两个线圈感应出的电动势串联之和不为零。这种在线检测手段实施方便，成本也较低，但由于在实际测试中漏磁通的两个线圈即使在健康变压器中也不一定为零，因此该方法的广泛应用尚在探索中。

3.7局部放电检测法

局部放电在配电变压器运行中是一种常见的内部非贯穿的放电现象。而配电变压器的局部放电会同时伴随着化学反应、发热和电脉冲现象的发生，这些现象都会进一步的加速绝缘材料的劣化进程。所以，配电变压器的局部放电现象是内部绝缘材料劣化的重要依据，完全可以通过检测变压器的局部放电现象来判断其绝缘的状态。

4.结束语

变压器是整个配电网的核心设备，一旦变压器发生故障，轻则会影响配电网的正常运行，严重时会造成大范围停电。当变压器的绝缘状态下降时，故障的发生几率会随之增大。期望通过本文的研究能够对配电变压器绝缘水平的提升和实际使用寿命的延长有所帮助。

参考文献：

[1]陈明星，高波，等.基于时域介电法的变压器油纸绝缘老化特征参量分析[J].高压电器，2020，2.

[2]王一波，李学锋，等.超、特高压变压器绝缘油现场快速采样器的研究与应用[J].宁夏电力，2019，10.

[3]王小健.基于时域介电呼应的变压器油纸绝缘老化诊断分析[D].江苏大学，2016.