油浸式非晶合金铁心配电变压器检测

油浸式非晶合金铁心配电变压器检测要点

油浸式非晶合金铁心配电变压器凭借其显著的低空载损耗优势，在配电网节能降耗中扮演着日益重要的角色。为确保其长期安全、稳定、高效运行，科学、系统、有针对性的检测工作至关重要。其检测项目既涵盖常规油浸式变压器的通用要求，也需特别关注非晶合金铁心材料的特性。主要检测项目如下：

一、 例行巡视与外观检查（日常/定期）

1. 油位与油温检查：
   • 确认油位计指示处于与环境温度对应的正常刻度范围内。
   • 检查顶层油温是否在允许范围内，并与负荷、环境温度进行比对分析，判断是否存在异常发热。
2. 外观状态检查：
   • 渗漏油检查： 仔细检查油箱焊缝、密封垫（套管根部、阀门、法兰、散热器接口、油位计等处）、放油阀等部位，确认无任何油迹或渗漏现象。
   • 外观清洁与损伤： 查看油箱、散热片、套管外表面是否清洁，有无严重污秽、积尘、锈蚀、机械损伤或变形。
   • 压力释放装置： 检查压力释放阀（防爆膜或压力释放器）状态是否正常（如指示杆未弹出、无渗漏、防雨罩完好）。
   • 呼吸器： 检查呼吸器内硅胶颜色（干燥时为蓝色，吸湿饱和后变为粉红色），确认油杯油位正常，必要时更换硅胶。
   • 套管： 检查高低压套管外表面有无破损、裂纹、放电痕迹、严重污秽或覆冰；检查套管接头紧固情况，有无过热变色迹象。
   • 铁心与夹件接地： 检查外部可见的铁心接地引线和夹件接地引线连接是否牢固可靠（通常仅一点有效接地）。
   • 冷却系统： 对于强油循环冷却的变压器，检查潜油泵、风扇运转是否正常，无异音、过热；检查散热器阀门开闭状态正确。
   • 铭牌信息核对： 核对设备铭牌信息（额定参数、型号、出厂编号等）与档案记录一致。
   • 运行声响： 监听变压器运行时的电磁声响是否均匀、轻微，有无异常振动、间歇性噪声、尖锐声或“叮当”声（后者与非晶铁心退火不良或机械应力异常相关）。

二、 定期检测与预防性试验

1. 绝缘油检测（油务试验）：
   • 击穿电压： 衡量绝缘油电气强度的关键指标。
   • 介质损耗因数： 反映绝缘油在交流电场下绝缘性能的优劣。
   • 水分含量： 严格控制油中含水量，防止绝缘性能下降和加速老化。
   • 酸值： 指示油的氧化老化程度。
   • 油中溶解气体分析： 这是变压器最重要的状态监测手段之一。分析氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)等特征气体含量及增长速率，可有效诊断内部是否存在局部放电、过热（导电回路或磁路）、绝缘材料老化分解等潜伏性故障。对非晶合金变压器尤为重要，可监测铁心异常发热。
2. 电气性能试验：
   • 绕组的绝缘电阻、吸收比与极化指数： 评估高压-低压及地、低压及地之间主绝缘和纵向绝缘的受潮和整体劣化状况。
   • 绕组的直流电阻： 测量高压侧、低压侧各绕组的直流电阻，检查绕组导线焊接、引线连接、分接开关接触电阻是否良好，计算三相不平衡率（通常要求≤2%）。
   • 绕组介损与电容量： 测量绕组连同套管的介质损耗因数(tanδ)及电容量，评估主绝缘的老化、受潮情况。测量电容量的变化有助于发现绕组变形。
   • 空载性能测试（关键项目）：
     • 空载损耗： 在额定电压、额定频率下测量，这是非晶合金变压器的核心优势指标。需与出厂值、历史数据对比，判断铁心性能是否劣化（如铁心片间绝缘损坏、松动、受额外机械应力等）。显著增加意味着铁心磁性能恶化。
     • 空载电流： 测量额定电压下的空载电流百分比及三相不平衡度。异常增大可能反映铁心磁路异常（如多点接地、局部短路、结构松动）或绕组匝间问题。
   • 负载损耗与阻抗电压： 在额定电流下测量。主要反映绕组电阻损耗和附加损耗。显著变化可能指示绕组变形、导流回路连接不良或存在短路。
   • 交流耐压试验（外施高压试验）： 按规程要求施加高于额定电压的工频交流电压，持续1分钟，考核主绝缘强度。通常在交接、大修后进行。
   • 感应耐压试验（倍频倍压试验）： 考核绕组纵绝缘（匝间、层间、段间）和相间绝缘强度。对非晶铁心需注意励磁特性，避免过饱和。
   • 局部放电试验（重要诊断项目）： 在施加电压下，检测变压器内部是否存在局部放电及其量值（pC）。局部放电是绝缘劣化的重要征兆。对非晶变压器，有利于发现铁心边缘、夹件等处的绝缘薄弱点或工艺缺陷。
   • 变比测量与联结组别检定： 验证各分接位置的电压比是否合格，确认联结组别是否正确无误。
   • 分接开关检查： 在运行分接位置及常用分接位置上，测量绕组直流电阻以检查接触状况（对于无载分接开关）；对于有载分接开关，还需进行切换特性（波形）测试、油室密封试验和油质检测。

三、 针对非晶合金铁心的专项检测与注意事项

1. 铁心多点接地（或接地不良）检测： 非晶铁心必须可靠一点接地。使用钳形电流表测量铁心接地引下线中的电流（正常应为毫安级或接近零）。若电流显著增大（如数百毫安甚至安培级），则可能发生多点接地故障（如金属异物搭接、绝缘破损），会导致过热甚至烧损。接地不良则可能导致悬浮电位放电。
2. 铁心机械状态评估：
   • 振动与噪声监测： 非晶合金薄带对机械应力极为敏感。过大的振动或异常噪声（如持续的“叮当”声）可能表明铁心结构松动、夹持力不足或铁心片间摩擦，这会显著增加空载损耗和噪声水平。可进行振动频谱分析辅助诊断。
   • 外观检查（吊罩/吊芯）： 在具备条件时（如大修），检查铁心表面有无明显变形、位移、片间翘曲、绝缘涂层损伤或异物。检查夹件、拉板和紧固件有无松动、变形或断裂。操作需极其谨慎，避免对脆性非晶铁心造成新的机械损伤。
3. 空载特性监测（趋势分析）： 定期（如结合预防性试验）测量空载损耗和空载电流，建立历史数据档案。对其变化趋势进行分析比对，是评估非晶铁心磁性能和机械状态是否稳定的最直接、最重要的手段。
4. 耐受短路能力考量： 非晶合金材料相对更脆，变压器耐受突发短路所产生的巨大电磁力冲击的能力是设计和制造的重点。虽然这不是常规检测项目，但在选型、出厂试验和运行评估中需特别关注其设计结构和验证报告的完备性。运行中应确保保护装置正确动作，尽可能避免短路冲击。

四、 出厂试验与交接试验

对于新出厂或新安装的变压器，除包含上述预防性试验中的多项外，还必须严格执行：

• 绝缘油出厂全分析（含色谱）。
• 全面的空载、负载性能测试（含损耗、电流、阻抗）。
• 绝缘电阻、介损测量。
• 变比、直流电阻、极性/联结组别测定。
• 工频耐压、感应耐压、局部放电试验（通常为出厂必做）。
• 密封试验（油柱/气压）。
• 有载分接开关（如配备）的切换试验和油室密封试验。
• 严格的非晶铁心相关检查（如接地、空载特性复核）。

总结：

对油浸式非晶合金铁心配电变压器的检测，应建立涵盖日常巡视、定期预防性试验以及必要时专项检查的综合体系。核心在于：

1. 常规项目不松懈： 油务监督（尤其是色谱分析）、电气绝缘试验是所有油浸式变压器的生命线。
2. 聚焦非晶铁心特性： 空载损耗和空载电流的精准测量与历史对比是核心；铁心接地电流监测是关键预警；关注振动噪声异常是捕捉机械问题的重要信号。
3. 重视出厂与交接质量： 确保设备初始状态良好是长期稳定运行的基础。

通过科学、严谨的检测，能有效掌握油浸式非晶合金变压器的运行状态，及时发现潜伏性缺陷，预防故障发生，延长使用寿命，充分发挥其卓越的节能效益，保障电网安全可靠运行。检测结果的分析应结合设备历史数据、运行工况和环境因素进行全面综合判断。