《SF6充气式试验变压器》电力试验行业标准

GIS因占地面积小、可靠性高、集成化水平高、维护工作少等优势被广泛应用于电力系统中。盆式绝缘子是GIS中的重要部件，具有电气绝缘、隔离气室、支撑导体的作用。盆式绝缘子主要由环氧树脂有机材料组成，出现结构损伤时，会引起局部放电现象，甚至导致绝缘击穿。同时，不同厂家生产的盆式绝缘子部件互换性差，发生绝缘故障后修复时间长。因此，及时发现盆式绝缘子内部缺陷对保障GIS稳定运行至关重要。

19年起，山西电科院智慧配电网技术中心副主任带领带电检测技术团队开展盆式绝缘子隐患排查研究。盆式绝缘子出现裂纹、气泡、杂质、毛刺等缺陷是诱发局部放电的主要原因。以往，检测盆式绝缘子内部缺陷有三种方法，但在应用中存在各种问题：特高频、超声等局部放电检测方法灵敏度高，但难以识别潜伏性缺陷，精准定位难度大；X射线检测方法易受绝缘子安装位置影响，实施难度大，成像效果差，且对非金属杂质、气泡等微小缺陷不敏感；压电超声探伤检测方法穿透能力弱，仅适用于发现绝缘子表面缺陷。上述现状导致盆式绝缘子检测后仍有可能“带病”运行，给电网运行带来隐患。为此，王伟和同事决定探索一种新的盆式绝缘子检测方法。

激光超声作为一种新型无损检测技术，可规避以上三种传统检测方法的弊端，但此前主要应用于金属材料探伤，在环氧树脂有机材料领域的应用尚属空白。如何将激光超声技术应用到环氧树脂有机材料上？研究人员开始了探索。

一、产品概述（LYYQ《SF6充气式试验变压器》电力试验行业标准）

充气式试验变压器，又称轻型变压器，是电力设备检测及预防性试验所**的试验设备。随着我国电力工业的发展，对试验变压器的电压等级要求也越来越高，而传统的油浸式试验变压器，无论在体积上和重量上还是在性能上都越来越不能满足现场工作的要求。

随着我国基础科学研究的进步，新材料、新工艺的应用，把新的介质六氟化硫气体推向了电力设备的应用领域。由于六氟化硫气体优良的绝缘性能和灭弧性能及不燃性，使得它作为新的绝缘介质得到广泛的应用。

我公司经过多年的努力，研究成功了充气式轻型试验变压器，本系列产品与传统的油浸式轻型试验变压器相比，重量上减轻了20%－60%（视电压及容量等级而定），而且无油污染，单台试验变压器的电压等级可达300KV。由于采用了新的生产工艺，产品的技术性能有较大的提高，特别适用于现场工作及频繁移动的工作条件下使用。

二、结构：（LYYQ《SF6充气式试验变压器》电力试验行业标准）

1、其产品设计构思、材质选择及工艺流程都是全新的，因此不仅体积小、重量轻、外形美，而且各项技术指标都达到了<<JB3570－98>>标准要求。

采用上等冷轧DQ－151取向硅钢片叠成多级圆柱框形铁芯，在特制的高强度绝缘筒上用QZ型导线直接连续绕制高压塔式线圈。外壳是圆柱形，内充入SF6气体。

2、变压器一般是交流输出，如需直流输出，将外置的高压整流硅堆装在高压输出端即可（订货时另配）。

三、工作原理：（LYYQ《SF6充气式试验变压器》电力试验行业标准）

把电源输入有过流自动脱扣及防止突发加压的零位连锁装置的操作台（箱），经自耦调压器调节电压输入试验变压器初级绕组，根据电磁感应原理，在次级(高压)绕组按其与初级绕组匝数之比可获得同等倍数的电压幅值----工频高压。此工频高压经高压硅堆整流及稳压电容器滤波可取得直流高压，其幅值是工频高压有效值的倍。

四、试验现场布置（LYYQ《SF6充气式试验变压器》电力试验行业标准）

１、交流耐压试验接线图

2、串激组合试验接图

配套操作箱(台)

Ⅰ--------第1组试变；

Ⅱ--------第2组试变；

Ⅲ--------第3组试变；

△-----绝缘支架

注：串激连接线必须按接线标识方向接线，否则极性相反。

②  概述

为了方便电力系统的现场等级的试验，我们专门设计和生产用多台轻型试验变压器串激组合系列试验设备。由于分散组合能方便使用，故可适应现场多种需要。每个单元重量轻，运输和移动方便，使现场能顺利取得较高的试验电源。

③  工作原理

串激的高压试验装置，除很高电压1级外，都在高压绕组中串绕激磁组。该绕组和后1级试验变压器初级线圈参数相同。

由控制台（箱）供给第1级试验变压器绕组电源。第1级高压绕组尾端和外壳接地，顶端和第2级试验变压器高压尾及外壳连接。由第1级串激抽头供给第2级低压绕组的励磁电源，此时Ⅱ级试验变压器输出为第1级和第Ⅱ级输出叠加。同理，可叠加第3级。

五、操作试验方法：（LYYQ《SF6充气式试验变压器》电力试验行业标准）

1、按上图接线，检查压力表指示内部气体压力是否正常（≥0.3MPA）

2、做直流泄漏试验，外接高压硅堆。

3、限流电阻配置：工频耐压每伏0.3～1欧：直流每伏5～10欧，一般试验可不用。                                          

4、拆除被试品线引线，套管及器身脏污清理，必要时采用屏蔽措施。

5、准备工作和保障措施就绪，空试一次设备。

6、接上被试品，直流试验应用屏蔽线，以消除杂散泄漏。

7、合上电源，控制部分电源指示灯、零位指示灯亮。

8、按下起动按钮，起动指示灯亮。

9、顺时针均匀缓慢旋转调压器手轮，注视电压表读数，当升到额定电压值时应停止旋转调压器手轮。

10、密切注视电流表指示以及耐压时间。

11、耐压时间到时，应及时逆时针迅速均匀旋转调压器手轮，直到调压器回至零位。

12、做直流后用放电棍经电阻放电，然后直接接地放电。

13、高压部分可能被充电部位一一放电后，改变或拆除高压引线。

14、试验完毕。

六、注意事项

1.试验设备的布置，对人身周围要有足够的可靠距离。尽量避免在人员过道上布置设备及高压引线。

2.试验现场安装围栏、悬挂“止步、高压危险”标示牌。

3.试验中高压引线要有支撑或牵引绝缘物。要有监护员，防止有人靠近和从底下穿过。

4.直流高压试验中微安表在高位时，除有屏蔽盒外有过流自动保护装置以防止突发性击穿短路或放电时表烧坏。

5.工频耐压试验，注意验算设备容量是否足够，并应避免产生谐振。

6.工作地线（高压尾、稳压电容末端接地线）与保护地线（操作部分外壳）应分开连接，并有良好的接地性能。

7.试验中如有电源不规则摆动（如电焊）必然影响高压输出稳定，此时应停止试验查找原因，并排除。

8.试验工作对气候（温度、湿度）的要求应符合试验规程要求，并作记录。

9.高压测试工作要严格执行能源部颁发的使用工作规程有关规定。

七、维护及保养

1.应经常性地保持试验变压器的清洁，每次试验前应把尼龙套管擦拭干净，并用塑料布罩住。

2.不应随意扭动除接线支柱以外的螺栓，防止因密封破坏造成的漏气现象。

3.轻微的泄漏是属于正常的现象，估计约每4年气压降低0.05Mpa，出厂时气压的在0.2－0.4Mpa之间。随着环境湿度的变化气压略有增减。当气压降至0.3Mpa时应及时补气。

4.充气方式：

１、充气阀    ２、氧气管道     ３、氧气表         ４、六氟化硫钢瓶 

①  按示意图接好管道。

②  打开六氟化硫气瓶上的阀门，使氧气表上压在20kg／cm左右。

③  旋入氧气表上的螺旋尖部，让气压慢慢升高。此时有气体外溢。排出管道内的空气。

④  立即旋开充气阀（顺时针方向）并听到到气流，流入变压器本体内。

⑤  调节氧气表上的螺尖部，使氧气表的出口压力在5.5Kg/cm。

⑥  监视变压器压力表，当压力达到0.3—0.4Mpa时，立即关死充气阀（逆时针方向）。禁止超压以免发生危险。

⑦  关闭六氟化硫气瓶上阀门。

⑧  关闭氧气表上的阀门，充气工作结束。

⑨  拆下管道和充气阀门，充好气后静止5分钟，让气体充分混合即可工作。

八、试验变压器的使用条件：

1、试验变压器额定使用条件下应满足下列要求

A、周围环境温度：很高气温＋40℃      很低气温－20℃ 

B、空气极大相对温度，当空气温度为25℃时，相对湿度不超过85%。

C、安装地点无严重影响变压器绝缘的气体、蒸气、化学性积尘，污垢及其它爆炸性介质的场所。

D、试验变压器使用时应使其输入电压逐步升高且应在输出端串入足够的保护电阻，切忌高压状态下断合设备。

2、变压器允许运行时间

在额定容量的额定电压下，连续运行不得超过半小时，每次工作时间间隔为工作时间的5-10倍，以保证变压器的充分散热，在额定电压和额定电流的三分之二的工况条件下允许长期连续运行。

九、技术指标及参数

对各电压等级变压器的空载电流4～9% ，阻抗电压4～10%。

控制部分现有规格及运行时间

山西电科院依托国家自然科学基金项目和国家电网有限公司科技项目，联合中国科学院电工研究所、南京理工大学、中国电力科学研究院等多家单位组成攻关团队，开始研究GIS盆式绝缘子激光超声无损检测技术。

为了探究激光超声对环氧树脂材料的适应性问题，攻关团队首先寻找试验对象。他们搜集了22个有缺陷的退役盆式绝缘子，定制了15个有人工模拟缺陷的盆式绝缘子、42个试验试块，总共涉及不同大小、不同位置的4类缺陷1000个。随后，攻关团队对这些缺陷开展试验研究，统计得出了GIS盆式绝缘子激光激励检测参数。

针对裂纹、气泡、杂质和毛刺四类典型缺陷识别问题，攻关团队建立盆式绝缘子“温度场-固体位移场-声场”多物理耦合模型，总结了盆式绝缘子出现四种典型缺陷后的超声波传输规律，用于确定缺陷类型、位置和大小。

结合缺陷类型和回波信号的特征，攻关团队建立了盆式绝缘子缺陷自动识别数据库，利用该数据库训练缺陷识别算法，实现了对盆式绝缘子200毫米深度内缺陷的自动识别，缺陷识别精度达毫米级，缺陷分类成功率超过92%。

经过现场调研、数据统计分析、*优化检测参数研究、装置试验、样机研制、全工况模拟测试、识别算法训练、型式试验检测等一系列开发流程，20年年底，GIS盆式绝缘子断层扫描成像装置实现定型与量产。

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上海来扬电气科技有限公司主营产品介绍
      0.1HZ超低频耐压试验装置;变频串并联谐振耐压试验装置，无局放试验变压器，交流耐压试验变压器;高压电抗器;大电流发生器;干式试验变压器;直流高压发生器;发电机通水直流高压发生器;变频介质损耗测试仪;回路电阻测试仪;直流电阻测试仪;全自动变比测试仪；氧化锌避雷器测试仪;互感器综合校验仪;变频大地网接地阻抗测试仪;大型地网接地阻抗测试仪；高压开关动特性测试仪;变压器油微量水分测试仪、油酸值测试仪、油色谱分析仪、油粘稠度测试仪、油燃点测试仪、SF6气体微量水分测试仪、SF6气体密度继电器校验仪、精密露点仪（微水仪）、电缆故障测试仪、交流采样变送器校验装置、矿用杂散电流测试仪、蓄电池容量恒流放电测试仪、感应式轴承加热器、真空度测试仪;微机继电保护测试仪;（工频、变频）介质损耗测试仪;绝缘油介电强度测试仪;多功能真空滤油机;变压器有载开关测试仪;高压无线核相仪;变压器电参数测试仪; 三倍频电源发生器；多倍频电源发生器；变压器容量测试仪、变压器变比组别测试仪、发动机交流阻抗测试仪、高压断路器机械特性测试仪;模拟断路器校验仪;伏安特性测试仪;绝缘电阻测试仪;数字式高压兆欧表;接地电阻测试仪;三相相序表;三相电能表现场校验仪、三相相位伏安表、防雷原件测试仪、绝缘板绝缘制品、变频法工频线路参数测试仪、三相电容电感测试仪、电容电桥测试仪、无线高压变比测试仪、高压验电器、SF6气体泄漏监控报警系统、高压电缆在线监测系统、微机消谐装置、容性设备介质损耗带电测试系统、漏电保护器测试仪、漏电流监控记录仪、母线槽、滑触线、电热管其他工控系统及装备。

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