专利名称：电力变压器寿命的判定方法
技术领域：
本发明涉及一种寿命测试、判定方法，特别涉及一种用于电工技术领域 的电力变压器的寿命测试、判定方法。
背景技术：
电力变压器是电力系统中一个非常重要的设备。它体积庞大，造价昂贵 而且它对系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。变压器本身承受着高电 压、大电流的作用，在高压侧电压水平高，而且承受系统及大气过电压的作 用。在低压侧电流水平高，绕组的发热严重。变压器内部的绝缘就靠包裹在 导体周围的电缆纸及用纸层压成的纸制品(垫块及纸板)、变压器油来保证。
变压器的绝缘老化是指绝缘材料受到热或者其他物理、化学作用而逐渐 失去其机械强度和电气强度的现象。对变压器中的绝缘材料它不仅承受电压、 正常电流的作用，而且还要承受短路时强大的短路电流电动力的效应及热效 应。在变压器中最薄弱的环节就是变压器中的绝缘材料即油和纸。变压器的 寿命就由这些绝缘材料的性能决定。
在变压器投入运行后要定期对变压器进行绝缘预防性试验。比如测量吸 收比(大型变压器测量极化指数)、测量绝缘电阻、泄露电流试验、测量介质 损耗角正切值、交流耐压试验、变压器油中溶解气体的色谱分析、绝缘油试 验、直流电阻的测量、电压比试验、变压器极性及连接组的测定、短路特性 试验。这些实验全部是测定变压器的运行性能及绝缘能力。但是绝缘性能的 试验无法对变压器的寿命作出评估。只按照电气强度并不能判断绝缘的老化 程度。因为绝缘材料失去机械强度、变得干燥脆弱时电气强度依然很高。但是在变压器运行时若受振动及短路电流产生的电动力的作用就可能很快损 坏。因此无法通过对绝缘材料的电参数的测量来了解变压器的寿命。而估计 变压器的寿命对变压器的运行具有重要意义。
发明内容
本发明是针对现有电力变压器寿命无法测量的问题，提出了一种电力变 压器寿命的判定方法，通过测量专门放置在变压器中的电缆纸的聚合度来判 断变压器的寿命。
本发明的技术方案为通过测量专门放置在变压器中的电缆纸的聚合度 来判断变压器的寿命，判断方法包括步骤如下-
1) 电缆纸的安装在变压器的顶部盖子上安装一个高于盖子面板的法兰 结构，将镂空的篮子悬挂在法兰结构上，镂空篮子为圆柱形结构，内部直径 为250毫米，深度为200毫米，将一巻包裹变压器绕组导体的电缆纸放入镂 空的篮子里， 一般放500克到1000克电缆纸(该电缆纸即为包裹导体的电缆 纸)在篮子里，在法兰上拧紧盖子，平时将盖子盖紧，防潮气侵入；
2) 电缆纸的取样放低变压器的油位，将盖子打开，拿出电缆纸，按照 每年测量一次，每次取电缆纸时取5克，用于测量纸的聚合度时只需要取3 克电缆纸；
3) 电缆纸的聚合度试验将从变压器中取出的电缆纸泡在水中充分溶解， 然后放入聚合度测试仪器中测出电缆纸的聚合度数值；
4) 变压器的寿命判断当变压器中取出的电缆纸聚合度低于300时，变
压器的寿命判为终结，当变压器受到短路冲击后立即对电缆纸做试验，如果 电缆纸的聚合度己降低到500就要对变压器进行实时监测，如果电缆纸的聚合度到300则该变压器寿命就终结。
本发明的有益效果在于本发明电力变压器寿命的判定方法可以方便地 而且可以在变压器正常运行时在线检査变压器的寿命，不需要专门停机。当 然也可以停机检查。而且能够很有效地发现变压器的寿命，对变压器无损害。
图1是本发明电力变压器寿命的判定方法中使用的镂空的篮子结构示意图； 图2是本发明电力变压器寿命的判定方法聚合度和变压器的寿命数轴图。
具体实施例方式
通过测量专门放置在变压器中的电缆纸的聚合度来判断变压器的寿命。 判断方法如下
(1) 电缆纸的安装在变压器的顶部盖子上安装一个高于盖子面板的法 兰结构，将一个如图1所示的镂空的篮子悬挂在法兰结构上。镂空篮子的内
部直径为250毫米，深度为200毫米，将一巻包裹变压器绕组导体的电缆纸 放入镂空的篮子里， 一般放500克到1000克电缆纸在篮子里，在法兰上拧紧 盖子，平时将盖子盖紧，防潮气侵入。
(2) 电缆纸的取样放低变压器的油位，将盖子打开，拿出电缆纸，按 照每年测量一次，每次测量纸的聚合度需要3克纸，但是取电缆纸时取5克。 这样可做100-200次试验。
(3) 电缆纸的聚合度试验将从变压器中取出的电缆纸泡在水中充分溶 解，然后放入聚合度测试器中测出电缆纸的聚合度数值。
(4) 变压器的寿命判断新的电缆纸的聚合度为1200-1400，不合格的 电缆纸的聚合度低于300。当变压器中取出的电缆纸聚合度低于300时，变压器的寿命判为终结，不能再用了。当变压器受到短路冲击后立即对电缆纸做
试验，如果电缆纸的聚合度已降低到500就要对变压器进行实时监测，如果 电缆纸的聚合度到300则该变压器寿命就终结，不能再用了。
方法根据变压器的绝缘老化主要由于温度、湿度、氧气和油中溶解的 某些分解物所引起的化学反应造成的。但绝缘老化速度又主要决定于温度。 运行时绝缘的工作温度越高化学反应进行地越快老化的速度也越快，变压器 的使用寿命就越短。电缆纸是变压器中最薄弱的环节。当电缆纸变脆时纸块 也早变脆了。被测试的电缆纸是放置在变压器的顶部，这是油温度最高的地 方。因此具有代表性。这里的电缆纸能代表绕组上包裹的电缆纸。用判断方 法可以方便地而且可以在变压器正常运行时在线检査变压器的寿命，不需要 专门停机。当然也可以停机检査。而且能够很有效地发现变压器的寿命。可 以得到如图2所示的聚合度和变压器的寿命关系曲线图。
对变压器中的电缆纸做试验新的变压器中所用的电缆纸的聚合度为
1200-1400。当变压器在100度-13(TC干燥2周后聚合度就降低为200-300， 这时电缆纸只要用手一戳就烂了。在材料的试验机上做试验，发现包裹变压 器绕组的电缆纸在新的时候其抗张强度可达10kN/m，而当聚合度为300时其 抗张强度只有2kN/m。但是纸的耐电压强度依然为9kV/mm，与新纸的耐压强 度相同，满足国标要求，耐压强度合格。而且将这种纸包裹的线圈放入变压 器油中打耐压，耐压依然合格，其他所有的国家标准规定的项目测试都是合 格的。220kV变压器依然可以耐受950kV雷电冲击耐受电压，500kV变压器可 以耐受1550 kV雷电冲击耐受电压。仅从耐受电压的角度讲，说明变压器是 合格的。但是这样的变压器是不能投入运行的。因为一旦220kV、 18MV.A变压器在端口处发生短路，绕组间的短路电动力足以将包裹变压器绕组的纸破
坏。当在正常干燥条件(即干燥时为无氧，20Pa的压力下，温度为低于125 °C)及时间后变压器中的电缆纸的聚合度为1000-1100。在变压器正常运行5 年后聚合度变为800-900。而每次测试变压器的耐压水平都是合格的。其他的 电气参数也是合格。没有一项国家标准规定的参数不合格。因此用聚合度可 以来发现及表征电缆纸的特性及老化的程度，由此推算出变压器的寿命。变 压器中的固体绝缘最薄弱的环节是电缆纸。电缆纸老化的原因是电老化、 热老化、电化学老化。但是在变压器中当局部放电的电荷量为400-500PC时 (这是常见的局部放电的值)电缆纸的老化全部由热老化引起。在目前规定 的变压器的运行条件下，在导体周围的电缆纸的温度比平均油温高4——5度， 而顶层油温比平均温度高3-4度。这样顶层油温与导体周围的温度相差无几。 电缆纸是A级绝缘，它遵守绝缘的8度规则。因此完全可以用顶层油温来代 替导体周围的温度。因此处于顶层油温的电缆纸与导体周围的电缆纸运行条 件就相同。就可以用处于顶层的电缆纸的状态来说明或者代替处于导体周围 的电缆纸的状态。
权利要求
1、一种电力变压器寿命的判定方法，通过测量专门放置在变压器中的电缆纸的聚合度来判断变压器的寿命，判断方法包括步骤如下1)电缆纸的安装在变压器的顶部盖子上安装一个高于盖子面板的法兰结构，将镂空的篮子悬挂在法兰结构上，镂空篮子为圆柱形结构，内部直径为250毫米，深度为200毫米，将一卷包裹变压器绕组导体的电缆纸放入镂空的篮子里，一般放500克到1000克电缆纸在篮子里，在法兰上拧紧盖子，平时将盖子盖紧，防潮气侵入；2)电缆纸的取样放低变压器的油位，将盖子打开，拿出电缆纸，按照每年测量一次，每次取电缆纸时取5克，用于测量纸的聚合度需要3克取电缆纸；3)电缆纸的聚合度试验将从变压器中取出的电缆纸泡在水中充分溶解，然后放入聚合度测试器中测出电缆纸的聚合度数值；4)变压器的寿命判断当变压器中取出的电缆纸聚合度低于300时，变压器的寿命判为终结，当变压器受到短路冲击后立即对电缆纸做试验，如果电缆纸的聚合度已降低到500就要对变压器进行实时监测，如果电缆纸的聚合度到300则该变压器寿命就终结。
全文摘要
本发明涉及一种电力变压器寿命的判定方法，通过测量专门放置在变压器中的电缆纸的聚合度来判断变压器的寿命。可以方便地而且可以在变压器正常运行时在线检查变压器的寿命，不需要专门停机。也可以停机检查。而且能够很有效地发现变压器的寿命。
文档编号G01N33/34GK101320033SQ20081004065
公开日2008年12月10日 申请日期2008年7月17日 优先权日2008年7月17日
发明者张群耀, 李卫伟, 淡淑恒 申请人:上海电力学院