电力变压器向高电压、大容量发展的趋势，使得过去不成问题的变压器油流带电现象明显起来。在要求大容量小型化提高冷却效率加速油循环后，变压器油流带电问题更加突出，成为变压器绝缘的一个新课题。
变压器油流带电的机理和特性
1.变压器油流带电的机理
高压大型电力变压器，无论是否通交流电，它的油流中都带电荷。以下，分别就未通交流电前和投入运行后的油流带电机理叙述。
变压器的绕组绝缘和作固定用的绝缘层压板垫块等均属纸绝缘或木质绝缘。这些固体绝缘的化学组成是纤维素加木质素，它们带有羟基(－OH)、醛基(－CHO)和羧基(－COOH)，在变压器油的高速流动下，油与固体绝缘发生摩擦，使得纤维素和木质素分子被上述基因电子偏移中产生的－H8＋的正电性所覆盖。带正电性的－H8＋与相应的负离子在油——纸界面上形成偶电层。因变压器油高速流动，偶电层的电荷发生分离，负电荷仍附着在绝缘纸板的表面，正电荷随油流动，形成油流带正电荷。随着变压器油的循环流动，被带走的正电荷在油中的浓度差就显示出来。
以上是OommenTV和DefrieEM的说法，也是比较普遍的看法。此外还有GavisJ和KossmanI，他们对电离的产生和聚集有不同的看法，但对电流带正电荷和绝缘表面带负电荷的观点是一致的。所以无论哪一种说法都不与本文的论述矛盾。
运行中油流带电的机理
运行中的变压器，外加交流电场后加剧了上述静电荷的起电作用。目前对高压交流电场如何起着加剧静电的起电作用尚无统一的说法。比较容易接受的说法是：在低场强区域(场强＜0.5kV／mm)，已扩散进入油中的正离子群，因受交流电场的干扰，使得其视在电荷分布范围更加宽广；在高场强区域(场强＞1kV／mm)，交流电场则加速了纸绝缘——油界面上正负电荷的生成，导致油中正电荷密度增大。如美国核电站511MVA升压变压器绝缘击穿事故，发生在该变尚处于轻负荷时这一事实，说明了高强场交流电对油流带电起的加剧作用。
2.油流带电的基本特性
测量油流动带电的试验方法有：局部放电测量法，油中含气体分析法和测量中性点泄漏电流法。后者是本文推荐的方法。
在油温不变的情况下，线圈中性点的泄漏电流值随油流速的增加而急剧增大。在各种稳定流速下，中性点的泄漏电流随油温上升而增加；但是无论在什么流速下，当油温在50～60℃时，中性点的泄漏电流值为最大，油温再继续上升，此时的泄漏电流值反而下降。这是因为油温大于50～60℃后，变压器油的导电率上升，部分正负电荷自行中和，导致中性点泄漏电流值反而减校这一特性给变压器运行带来好处，即当环境温度大于20℃时，变压器油温达到允许上限前，泄漏电流已达最高值。
前面已说过，变压器油流带电必须当电荷积聚到一定程度后，才能产生泄漏电流。即在不同的油温和油流速下，它有各自的开始放电点。仍采用上述模型，在较高的流速下，测得不同油温和油流速下的开始放电点(即在中性点开始可测出泄漏电流值的坐标点)。当油流速为1.4pu时，任何油温下都能产生中性点泄漏电流。这一点对大容量变压器小型化是值得重视的一项特性。发生放电的流速下限，一般与油温相对应呈现U形。U字上口的张度和U字深度与变压器的结构有关。
3.影响油流带电程度的因素
上述油温和油速是影响油流带电程度的主要因素，此外还有：变压器油的品种及其成分，固体绝缘物的品种及其表面形态，油道结构特征，绝缘的干燥程度以及变压器的运行电压。
3.1固体绝缘物的种类和其表面形态的影响
电力变压器常用的几种固体绝缘物，在一定的油流速试验所测的电位表明，它们带电量的多少是按棉布带＞绉纹纸＞层压板＞牛皮纸的程序排列。这是指未加工的新材料而言的，当它们的表面粗糙度不同时，上述顺序可能改变。同一种材料，由于表面有伤痕或有大毛刺，则其油流带电量将大幅度上升。
3.2油道结构的影响
油道如均匀对称，如油流紊乱或局部油流速特高都会对油流带电量产生较大影响。所以在设计和工艺上，固体绝缘物的外形要避免棱角、毛刺和伤痕，多用圆形或弧形，同一截面的油流能均匀些，相邻油流截面要避免急剧变化。
3.3绝缘干燥度的影响
固体绝缘物的干燥度对油流带电量和中性点泄漏电流都有影响，干燥度高将带来高的绝缘电阻。油流带电度多少也随变压器油中水分降低而升高。油中水份低于15×10-4%时具有较高的带电趋势。所以，当交流电压和其它条件均相同时，油流中的带电量随干燥度增高而加大，而绝缘电阻亦增大。此时将增大局部放电的电平。合格的高压变压器油中水份含量低于10×10-4%时，运行中油流带电电平较突出，是个值得提醒的问题。
4.静电放电
油流速超过1pu后，油流中将发生静电放电。前述国产500kV级电力变压器，在未通电启动冷油器油泵循环时听到变压器内有间歇放电声，即静电放电的表现。静电放电的发生，有的是由于固体绝缘物上负电荷引起的；有的是由于油流中正电荷引起的；也有是由于局部积聚电荷浓度过大引起的。
曾进行过这样的试验，将绉纹纸处于平均油流速2.5m/s的高速油流中，油中发生静电放电所拍摄的照片呈树枝形。这表明正负电荷在边界层中且放电后继续产生新电荷，故能形成较长的放电。这与变压器油流局部放电有相同之处，都能产生包含有H2和C2H2的气体。
5.油流带电度与导电率和介质损密切相关
对市场上10种变压器油分别用新油和人工劣化(150℃1h)后的劣化油进行试验比较，说明不同品种的新油，油流带电度各不相同；同一品种在油的劣化过程中油流带电度不断增加；同一人工劣化程度时，油流带电度亦因品种而异。该试验表明，如采取措施能抑制运行中变压器油的劣化速度，也就能抑制油流带电度的增涨速度，从而减少放电量；减少放电量又可放慢油的劣化速度，它们之间呈良性循环。
在变压器油中添加热稳定高的烷基苯系烃类化合物，或添加对铜表面呈隋性并对油有抑制劣化的苯并三唑(BTA)，可降低油流中带电度。BTA浓度超过5ppm后，带电度下降，但BTA浓度过大会产生逆极性带电，故投入添加剂应注意浓度适中。BTA浓度≤5×10-6时，油流带电度不变化，这是因为BTA在此浓度下主要作用是和缓和铜表面的氧化，而氧化铜有增加带电度的倾向。
电力变压器是变换电压以达到输配电能的电气设备，而变压器匝比是其中一项极为重要的参数，它直接影响电网的安全运行，变压器匝比测试仪就是专门用来测量变压器匝比及分接点的仪器。
它以51系列单片机作为微处理器，采用组别切换电路，自动换档电路，极性判别电路，使用起来方便可靠。通过两路高精度的双积分型A/D转换器及精密整流电路，程控增益放大器，精密互感器来保证整台仪器的精度。经多次现场测试证明，该仪器与国内外同类产品相比，具有很高的精度及可靠性，使用方便，功能强大，适于在国内电力部门推广使用。
变压器的基本结构部件是由铁芯、绕组和绝缘所组成。此外为了安全可靠的运行，还装设有油箱、冷却装置、保护装置。
下面分析各部件的作用：
（1）铁芯：变压器的铁芯是磁力线的通路，起集中和加强磁通的作用，同时用以支持绕组。
（2）绕组：变压器的绕组是电流的通路，靠绕组通入电流，并借电磁感应作用产生感应电动势。
（3）油箱：油箱是油浸式变压器的外壳，变压器主体放在油箱中，箱内充满变压器油。
（4）油枕：油枕也叫辅助油箱，它是由钢板做成的圆桶形容器，水平安装在变压器油箱盖上，用弯曲联管与油箱连接，油枕的一端装有油位指示计，油枕的容积一般为变压器油箱所装油体积的8%～10%。其作用是变压器内部充满油，而由于油枕内油位在一定限度，当油在不同温度下膨胀和收缩时有回旋余地，并且油枕内空余的位置小，使油和空气接触的少，减少了油受潮和氧化的可能性，另外，储油柜内的油比油箱上部的油温低很多，几乎不和油箱内的油对流。在油枕和油箱的连接管上装有瓦斯继电器，来反映变压器的内部故障。
（5）呼吸器：呼吸器内装有干燥剂即硅胶，用来吸收空气中的水分。
（6）防爆管：防爆管安装在变压器的油箱盖上。防爆管的顶端装有一个玻璃片，当变压器内部发生故障，产生高压，油里面的气体便冲破玻璃片排到油箱外，释放压力，从而保护变压器油箱不被破坏。
（7）温度计：温度计安装在油箱盖上的侧温筒内，用来测量油箱内的上层油温。
（8）套管：套管是将变压器高、低压绕组的引线引到油箱外部的绝缘装置。它既是引线对地（外壳）的绝缘，又担负着固定引线的作用。
（9）冷却装置：冷却装置是将变压器在运行中产生的热量散发出去的设备。
（10）净油器：又称温差滤过器。它的主要部分是用钢板焊成的圆筒形净油罐，安装在变压器油箱的一侧，罐内充满硅胶、活性氧化铝等吸附剂。在运行中，由于上层油和下层油之间的温差，于是变压器油从上向下流动经过净油器形成对流，油与吸附剂接触，其中的水分、酸和氧化物等被吸收，使油得到净化。延长油的使用期限。强油循环变压器的净油器是靠油流压差使变压器油流经净油泵，达到净化的目的。
工作原理
根据变压器的匝比数等于变压器的初级与次级电压比这一原理，通过在变压器的初级加测试电压，然后对其初级、次级电压同时进行A/D转换，再经微处理器进行判档转入相应的档位进行测试、计算、存储、显示。
为了保持输出电压的稳定，大型电力变压器在额定匝比的基础上，通常设有正负分接点，使匝比能够上下微调。在用电高峰，电压偏低时，通过调小分接点，使匝比变小，输出电压增大；在用电低峰，电压偏高时，通过调大分接点，使匝比变大，输出电压降低。分接点之间是成比例的，这比例称之为分接值。只要测出了匝比，知道了分接值和额定匝比，分接点也能随之计算出来。
变压器绕组变形测试仪适用于63kV～500kV电力变压器的内部结构故障检测。
变压器绕组变形测试仪是将变压器内部绕组参数在不同频域的响应变化经量化处理后，根据其变化量值的大小、频响变化的幅度、区域和频响变化的趋势;
来确定变压器内部绕组的变化程度，进而可以根据测量结果判断变压器是否已经受到严重破坏、是否需要进行大修。
对于运行中的变压器而言，无论过去是否保存有频域特征图，通过比较故障变压器线圈间特征图谱的差异，也可以对故障程度进行判断。
当然，如果保存有一套变压器原有的绕组特征图，更易对变压器的运行状况、事故后分析和维护检修提供更为精确有力的依据。
变压器绕组变形测试仪八大功能优势
1、变压器绕组变形测试仪采集控制采用高速、高集成化微处理器。
2、变压器绕组变形测试仪笔记本电脑与仪器之间通信USB接口。
3、使用ARM处理机与测量仪器一体化，在测量现场不需使用移动电脑。
4、硬件机芯采用DDS专用数字高速扫频技术(美国)，通过测试可以准确诊断出绕组发生扭曲、鼓包、移位、倾斜、匝间短路变形及相间接触短路等故障。
5、高速双通道16位A/D采样(现场试验改变分接开关，波形曲线有明变化)。
6、信号输出幅度软件调节，zui大幅度峰值±10V。
7、计算机将检测结果生成电子文档(Word)。
8、仪器具有线性扫频测量和分段扫频测量双测量系统功能,兼容当前国内两种技术流派的测量模式。
变压器绕组变形测试仪由笔记本电脑及单片机构成高精度测量系统,结构紧凑，操作简单，变压器绕组变形测试仪具有较完备的测试分析功能，对照使用说明书或经过短期培训即可自行操作使用。
上一篇：扭力试验机的示值偏差及操作规程
下一篇：冷热冲击试验箱技术参数
449717568