變壓器絕緣電阻測量是常見的一種預防性試驗,能夠用于判斷設備絕緣性能的好壞,可以有效地檢查出變壓器絕緣整體受潮,部件表面受潮或臟污以及貫穿性的集中性缺陷。如:絕緣子破裂、引線靠殼、器身內部有金屬接地、繞組圍裙嚴重老化、絕緣油嚴重受潮等缺陷。
由于絕緣電阻阻值的量級較大,通常達到GΩ量級,同時絕緣電阻兩端又會存在寄生電容以及介質極化現象,等效于在待測絕緣電阻兩端增加了并聯的RC支路,導致測量過程需要持續一定時間,通常需要數分鐘電路中電流才能達到穩定值。
而為在更短時間內判別變壓器絕緣程度好壞則可以測量絕緣電阻的吸收比,吸收比K指60s測得絕緣電阻的值與15s測得絕緣電阻值的比值。
有關文獻均實現了高阻電橋平衡的自動調節,其中有學者利用Labview編寫了控制軟件,有學者也均用不同方式編寫了控制軟件,實現了測量系統的自動測量。有學者則討論了變壓器絕緣的相關問題,介紹了絕緣電阻及其吸收比測量常用的方法及存在的問題。
目前對于變壓器絕緣電阻及其吸收比的測量主要還是通過兆歐表或絕緣電阻表直接測量,測量結果受儀表自身性能影響較大,會存在較大的誤差。例如某型號絕緣電阻測試儀,根據其測量說明,該儀表在5kV測試電壓下,待測絕緣電阻值在5MΩ~100GΩ范圍內測量誤差為5%,100GΩ~1TΩ范圍內測量誤差為20%,因此相應的絕緣電阻吸收比值自然也會存在一定誤差。
本文將相關學者提出的高阻電橋測量模型應用于絕緣電阻及其吸收比的測量,與現有方法相比可以提高測量精度。并且建立了閉環控制系統實現自動測量功能,能夠在電容充放電的影響下保持系統的穩定性和測量精度。
圖2 絕緣電阻測量原理
圖4 控制系統框圖
該測量方案將高壓高阻電橋測量模型應用于電力變壓器絕緣電阻值及絕緣電阻吸收比測量上,設計了基于閉環控制的自動調節系統。與直接用絕緣電阻表測量相比,測量精度更高,受儀表性能影響較小。與直接調節可控電壓源的開環調節測量系統相比測量過程更加便利,系統結構較為簡單,同時系統在電容充放電的影響下能夠較好地保持穩定性,取得了較好地測量效果。