浅谈干式变压器雷电冲击试验故障判断及要点 黄永昶
电力变压器雷电冲击试验故障分析
电力变压器雷电冲击试验故障分析作者：李媛张明兴来源：《电力与能源系统学报·中旬刊》2019年第02期摘要：随着国家经济发展水平的逐渐攀升，全国对电力能源提出了更高的需求，电力系统也拓宽了其原有的建设规模，其电压等级也明显上升。
在这种形势下，电力设备的价值、覆盖范围、故障出现率以及电容量等同样有所增加，怎样维护电力设备自身的安全性成为电力企业共同关注和急需解决的问题。
当面对雷电冲击，配电变压器具有强烈的电感或者是电容特性，而大容量的配电变压器，其电感值相对偏小，想要通过普通冲击试验，形成40～60μs波尾，其难度相对偏大。
关键词：电力变压器;雷电冲击;试验故障;分析1导言电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压设备。
变压器的作用是多方面的，不只升高电压，还能把电能送到用电地区以满足用电需要。
在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功率两部分损耗，利用变压器提高电压，可以减少送电损失。
工程上，为了考验电力设备耐受雷电过电压能力，使用冲击电压发生器进行模拟雷击试验，这就是雷电冲击电压试验。
雷电冲击电压波是单极性的（正或负）。
2雷电冲击波概述事实上，雷电冲击试验电压，大部分均是由变压器的保护决定，主要取决于避雷器保护水平的好坏，这些与雷电过电压没有什么关系。
如果避雷器放电以后，雷电流所形成的残压是变压器承受的雷击过电压，将避雷器残压作用在变压器上的波形标准化就是模拟雷电冲击试验波形，这个可以分为截波和全波两种。
由于大型电力变压器绕组的等值电容非常大，并且等值电感非常小，这样的波形就会有一些偏差。
由于试验品有电感存在，并且单极性波形不好，在波尾部分还有一定的过零振荡，因此对振荡反峰值有一定的要求，其幅值必须小于电压中幅值的50%。
这样大部分的变压器有不过零现象存在，在分析波形的时候一定要注意。
由于电压等级不相同，标准电压波形对雷电冲击试验的电压也有不同的要求，冲击试验的判断结果，必须结合一些可靠的方法进行鉴定，这样才可以知道是否合格。
雷击引起110kV变压器内部故障分析
0引言变压器是电力系统核心设备，其可靠运行是确保电网安全、稳定运行的关键。
变压器运行过程中遭受电动力、机械力、导体发热及化学腐蚀的作用，绕组绝缘性能会产生劣化。
变压器绝缘劣化易受突发因素影响，雷电过电压入侵主变，往往会加剧绝缘劣化，甚至导致主变内部故障。
2016年6月，江西电网某110kV 变电站1号主变内部故障，重瓦斯保护动作。
本文通过对故障后主变诊断试验数据进行分析，判断变压器内部故障部位及类型，并通过主变解体检查进行了验证。
最后，本文建立了该站35kV 线路遭受雷击并入侵1号主变过电压仿真模型，并计算了主变绕组末端可能出现暂态过电压，分析了主变内部故障原因。
1故障概述2016年6月19日10时39分，某110kV 变电站后台机故障跳闸音响，检查发现1号主变本体重瓦斯保护动作，跳开1号主变三侧断路器。
故障时该地区普降暴雨，并伴随强雷暴天气，降雨量及地区落雷密度均逼近历史最高记录。
故障前运行方式：110kV I母、II 母并列运行；110kV 母线由110kV 竟银线111供电；110kV 银梧线112开关、110kV 银焦线113开关、银涌线115开关运行，110kV 龙银I 线114处于热备用状态，为该站备用电源。
35kV I、II 段母线并列运行，分别接带35kV 银双线、银鱼线和银三线、银东线；35kV 侧运行档位为5档；35kV 侧为不接地系统。
10kV I、II 段母线分段运行。
该站一次接线图如图1所示。
1号主变压器型号为SSZ11-40000/110，电压比为（115±8×1.25%）/（38.5±2×2.5%）/10.5，2008年05月12日出厂。
图1变电站一次接线图保护装置动作信息：①2016-6-1910：39：051号主变非电量本体重瓦斯动作；②2016-6-1910：39：049961号主变非电量CSC336B1出口1动作。
作者简介：王鹏（1987-），男，硕士，工程师，从事电气设备绝缘诊断技术工作。
雷击配电变压器事故分析及防雷措施韩勇生
雷击配电变压器事故分析及防雷措施韩勇生发布时间：2021-09-10T09:22:42.563Z 来源：《福光技术》2021年12期作者：韩勇生[导读] 雷电不仅会产生电，同时还会产生较大的电磁效应、机械效应以及热效应等等。
所谓的电磁效应就是在雷电发生过放电现象之后，雷击中的部位周围会产生相应的电磁感应。
国网四川省电力公司达州供电公司四川达州 635000摘要：在电力系统中，配电变压器承担着电能转换的重要责任，一旦其发生损坏，电力系统供电将被迫中断。
分析配电变压器损坏的主要原因，绝缘保护配置水平在一定程度上决定了配电变压器的安全性，当发生雷击，会在内部形成配电变压器难以承受的过电压，导致设备损坏。
从我国配电网建设基本情况来看，配电网的敷设面积相对较大，考虑到经济成本，配电网沿线一般没有专设避雷线，且配电网的绝缘水平较低，这直接增加了雷击风险与雷电过电压的危害。
关键词：雷击；配电变压器；事故分析；防雷措施1雷击对配电变压器的主要危害雷电不仅会产生电，同时还会产生较大的电磁效应、机械效应以及热效应等等。
所谓的电磁效应就是在雷电发生过放电现象之后，雷击中的部位周围会产生相应的电磁感应。
电磁感应过电压通常较大，甚至可以产生高达几十万伏的电压导致电器设备瞬间被击穿，遭受电击的电气设备可能会出现火灾甚至在严重的情况下会发生爆炸的情况，烧毁配电变压器。
机械效应就是指在雷云对地面进行放电的过程中，相应而来会发生严重的雷电机械效应，很有可能会击毁配电网络塔杆以及配电变压器。
雷电的热感应就是在发生雷电现象的过程中，导体中会有电流经过导致导体温度升高，雷电的热效应是我们日常生活中常见雷电断股现象的主要原因。
对于电力系统而言，其中最为重要的电力设备就是配电变压器，配电变压器受到雷击事故将会导致严重的故障，甚至导致整个电力网络瘫痪。
因此只有充分做好配电变压器的防雷保护工作才能够充分避免配电变压器设备遭受雷的破坏。
2配电变压器雷电防护存在的问题2.1配电变压器低压侧未采取避雷器防护措施配电变压器低压侧未采取安装避雷器防护措施，容易使配电变压器遭受雷害事故，从以下两个方面进行原因分析：一是低压侧处于线路末端，大多分布在山区，雷电活动较为强烈，同时由于其绝缘水平相对较低，主要考虑感应雷击带来的影响，当低压侧遭受感应雷击，雷电流将通过低压侧绕组入地，这时会带来两方面影响，一方面低压侧绝缘水平相对较低，直接造成低压侧绝缘出现雷电冲击击穿现象；另一方面，根据电磁感应原理，会在高压侧感应出雷电过电压，造成对配电变压器高压侧绕组绝缘的击穿现象。
接地网格的雷电冲击特性
#电磁兼容技 术#
5 电工技术杂志6 2002 年第 12 期
接地网格的雷电冲击特性
高延庆 何金良 曾 嵘
( 清华大学电机工程系 100084)
摘 要 系统地分析了发、变电站接地网格在雷电流作用下的冲击暂态特性, 建立了基于分 布的、时变电路参数的等效电路模型。该模型考虑了接地导体周围土壤电离引起的动态、非线性 火花效应以及导体间互感的影响; 详尽分析了不同接地装置的结构、雷电流波形以及雷电流注入 点等因素对接地网格冲击特性的影响。
C = Cl ( a) + Cl ( 2h - a)
( 3)
为了模拟非线性的火花放电, 接地体的等值半
径在一定条件下是时变的。接地体与半径紧密相连
的电气参数, 包括对地电导和对地电容也是根据一 定的函数关系时变的。由于火花区域边界的电场强
度为土壤的临界击穿场强, 则各段的等值半径可通 过下式求得
Ji =
关键词 暂态性能 接地网格 冲击电流
1 引言
接地装置的冲击接地特性对于提高电力系统安 全运行的可靠性起着十分重要的作用。变电站及输 电线路的接地装置冲击特性的好坏直接影响其防雷 性能。
雷击变电站时, 巨大的雷电流通过地面装置及 接地系统流入土壤, 如此大的电流所产生的电磁场 可能对设备造成破坏并可能危及工作人员。随着变 电站控制设备的复杂性、灵敏度的不断提高, 如何 处理电磁兼容及电磁干扰等问题变得越来越重要。 准确的模拟及预测接地体在大的冲击电流作用下的 性能是非常重要的。
电力变压器雷电冲击试验故障分析
电力变压器雷电冲击试验故障分析随着国家经济发展水平的逐渐攀升，全国对电力能源提出了更高的需求，电力系统也拓宽了其原有的建设规模，其电压等级也明显上升。
在这种形势下，电力设备的价值、覆盖范围、故障出现率以及电容量等同样有所增加，怎样维护电力设备自身的安全性成为电力企业共同关注和急需解决的问题。
当面对雷电冲击，配电变压器具有强烈的电感或者是电容特性，而大容量的配电变压器，其电感值相对偏小，想要通过普通冲击试验，形成40～60μs波尾，其难度相对偏大。
标签：电力变压器;雷电冲击;试验故障;分析1导言电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压设备。
变压器的作用是多方面的，不只升高电压，还能把电能送到用电地区以满足用电需要。
在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功率两部分损耗，利用变压器提高电压，可以减少送电损失。
工程上，为了考验电力设备耐受雷电过电压能力，使用冲击电压发生器进行模拟雷击试验，这就是雷电冲击电压试验。
雷电冲击电压波是单极性的（正或负）。
2雷电冲击波概述事实上，雷电冲击试验电压，大部分均是由变压器的保护决定，主要取决于避雷器保护水平的好坏，这些与雷电过电压没有什么关系。
如果避雷器放电以后，雷电流所形成的残压是变压器承受的雷击过电压，将避雷器残压作用在变压器上的波形标准化就是模拟雷电冲击试验波形，这个可以分为截波和全波两种。
由于大型电力变压器绕组的等值电容非常大，并且等值电感非常小，这样的波形就会有一些偏差。
由于试验品有电感存在，并且单极性波形不好，在波尾部分还有一定的过零振荡，因此对振荡反峰值有一定的要求，其幅值必须小于电压中幅值的50%。
这样大部分的变压器有不过零现象存在，在分析波形的时候一定要注意。
由于电压等级不相同，标准电压波形对雷电冲击试验的电压也有不同的要求，冲击试验的判断结果，必须结合一些可靠的方法进行鉴定，这样才可以知道是否合格。
浅谈电力变压器的雷击故障及处理
浅谈电力变压器的雷击故障及处理摘要:随着我国经济建设的发展,电力工业规模迅速的壮大起来,电力变压器的单台容量和安装容量快速增长。
本文针对实际工作中常遇到的问题,从变压器的构成;变压器的噪音;变压器的防雷;变压器故障四个方面,来进行阐述。
关键词:构成：噪音：防雷故障Abstract: With the economic development of our country, electric power industry scale rapid expansion, the single capacity and installed capacity of power transformer rapid growth. This article in view of the actual work of the problems often encountered, from transformer; transformer noise; transformer protection; transformer fault four aspects to carry on the elaboration.Key words: composition: noise: lightning protection fault引言：变压器是一种用于交流电能转换的电气设备。
它可以把一种交流电压、交流电流的电能转换成相同频率的另一种交流电压、交流电流的电能。
变压器在电力系统中的主要作用是变换电压,以利于电能的传输。
电压经升压变压器升压后,可以减少线路损耗,提高送电经济性,达到远距离送电的目的。
电压经降压变压器降压后,获得各级用电设备的所需电压,以满足用户使用的需要。
一、变压器的构成为了改善散热条件大中容量的电力变压器的铁心和绕组浸入盛满变压器油的封闭油箱中,各绕组对外线路的联接由绝缘套管引出。
变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置及调压装置等部分组成:器身包括铁心、绕组、绝缘结构及引线等;油箱包括本体(箱盖、箱壁和箱底)和一些附件(放油阀门、小车、油样油门、接地螺栓及铭牌等);冷却装置包括散热器和冷却器;保护装置包括储油柜、油位计、安全气道、吸湿器、测温元件、浮油器及气体继电器等;出线装置包括高压套管、低压套管等;调压装置即分接开关,分为无载调压和有载调压装置。
一起110kV电力变压器雷电冲击试验故障分析和处理
一起110kV电力变压器雷电冲击试验故障分析和处理摘要：本文对一起110kV电力变压器雷电冲击试验故障进行了分析，通过吊出各相线圈解体检查，结合线圈绝缘结构中电场分布的分析，认为故障原因为线圈导线存在局部绝缘薄弱或毛刺等缺陷，导致局部场强超过介质耐受强度，从而引起放电。
针对此次故障对变压器进行了相关修复处理，包括修复导线，更换相关绝缘件等。
经修复，变压器顺利通过试验。
关键词：雷电冲击；故障分析；故障处理1 引言电力变压器作为电力系统中重要的电气设备之一，为确保电网的安全运行，要求它在雷电过电压的作用下有足够的绝缘强度。
为验证电力变压器经受雷电冲击电压时其绝缘强度是否符合相关标准，一般需对变压器进行雷电冲击试验。
雷电冲击试验中出现的故障层出不穷，因涉及因素较多，故障的具体成因分析并无特定的规律可循。
本文试就一起110kV电力变压器雷电冲击试验故障作出有关分析以及提出相应的处理措施，供同行参考。
2 基本情况主变型号为SZ11-40000/110，电压为110/11kV，联结组别为YN d11。
对主变进行低压侧雷电全波冲击试验无异常。
高压侧雷电冲击试验中，C相全波100%试验发生击穿，波形截断，主变内部有明显异常响声。
对C相雷电冲击复试，全波50%、70%无异常，全波80%时波形截断，主变内部再次出现异常响声。
对高压侧A、B相进行雷电冲击试验，A相、B相波形无异常。
试验后取油样检验，三比值法显示变压器内部存在电弧性放电。
3 主变吊罩检查情况雷电冲击试验失败后对主变吊罩及线圈解体检查。
通过检查，确认本次雷电冲击试验放电故障为C相高压端部导线对低压线圈爬电放电。
放电路径如下：高压C相端部第一饼导线中部（线圈由外至内第15根导线）→折流板→静电屏→高压端圈→高压装配角环→低压外层纸筒→低压线圈第一饼导线。
图1C相放电路径在检查高压线圈导线放电故障点时，剥开外包绝缘纸，发现该处存在毛刺，推断其可能是造成本次故障的主要因素。
浅析雷电冲击缺陷故障的判断与处理
４ ． １ 雷 电冲击 缺 陷故障 分析
４ ． １ ． １ 中性点电流法 。流过绕组 电容的合成 电流即是
中性点 电流 ，对变 压器施加冲击波 ，假 设断间 、层 问、匝 间出现 了击 穿的现 象，如此绕组 的电抗值 、短路线 匝的去
与处 理，一般需要经过 雷电冲击实验的考核 ，对 变压 器的
纵缘和 主绝缘都要进行严格 的要求 ，如何清 楚变 压器 能否
经受 雷电冲击 即是冲击 实验 项 目中的重 点研 究方 向，做到 雷 电冲击缺陷故障的判 断和 处理 。
（ １ ）对 全部 项 目应进 行例行 试验 ，包含 外施耐压 试
１ 概述
作为 电力 系统 中的主要设备 之一， 电压器要承受 大气
过 电压 的作用 ，需要满足冲 击绝缘强度 的要求 ，才 能保障
在不过零的现象 。
４ 雷 电冲击缺陷故障的判断
在 进行 雷 电冲击 电压 试验 之 前 ，需要 进行 下列 准 备
工作 ：
电力 系统 的安全运行 。要做 到对 雷 电冲击缺 陷故 障的判断
波形和在全 电压情况下进行对 比，常用 的方法是假设在５ ０ ％ 的电压下 的波形可认 定为正常波形 ，可 以比照波形的重合 程度判 断绝缘 （ 变压器 ）是否受 到破坏 。
量低 电压冲击波下的分布电压 ，以估计各部绝缘的裕 度。
（ ４ ）处于对纵绝缘考验最严厉的情况，把 开关转到最 小电压分接位置 。在变 压器 雷 电冲击试验 当中较直接 的判 断方式有 ：油箱 内烟 、气泡逸 出、变压器 油箱中有 响声 ，
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浅谈干式变压器雷电冲击试验故障判断及要点黄永昶
发表时间：2018-03-13T10:41:23.687Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：黄永昶
[导读] 摘要：本文中介绍的产品质量问题是在试验过程中发现的，由于表现出来的现象比较典型，因此总结出来供读者参考。
（顺特电气设备有限公司广东顺德 528300）
摘要：本文中介绍的产品质量问题是在试验过程中发现的，由于表现出来的现象比较典型，因此总结出来供读者参考。
关键词：干式变压器；雷电冲击；产品试验；故障分析
变压器是电力系统中重要的设备之一，它的质量直接关系到电力系统的安全和经济效益，也影响到厂矿企业的经济效益和居民生活，为此在变压器制造过程中一定要严把产品的质量关。
本文用变压器线圈内的电压暂态振荡的原理分析了干式变压器雷电冲击试验中所出现的一些异常问题，指出了变压器线圈内的电压暂态振荡过程是危害变压器绝缘的重要因素。
1.基本情况
对SC—1000/10联接组别为DYNn的千式变压器进行了雷电冲击试验，推荐的试验接线图如图1所示。
在C端进波、A端接地的试验中，比较50%试验电压和100%试验电压的电流示份映形可看到，在10μs左右100%试验电压的电流示伤波形出现严重的尖峰振荡，电压波形也有微小变化，而且在试验过程中观察到B相线圈有火花出现。
为了进一步研究B相线圈的缺陷，拆除了A、B、C三相绕组之间的连接线，单独对B相线圈进行雷电全波试验。
对B线圈头部进彼、B 线圈尾部接地和B线圈尾部进波、B线圈头部接地等接线方式进行了试验，电流示伤波形中没有出现异常情况。
在进行B相线圈的雷电冲击试验中，B相线圈没有发现缺陷，而在进行C相线圈试验时，与A相线圈串联的B相线圈发现缺陷。
二、故障诊断分析
分析单独一个线圈进波和两个线圈串联进波的波过程。
为了简化计算，不考虑变压器的损耗和线圈之间的互感，同时假定线圈的电感、纵向电容和对地电容都是均匀分布参数。
设L0、K0、C0分别表示线圈单位长度的电感、纵向电容和对地电容，L是线圈的长度，如图3：
如果简单地从电位梯度的角度考虑问题，从式(4)可知，随着 L的增大，首端的电位梯度是下降的，单个线圈首端的电位梯度高于或起码等于两个线圈串联起来的首端的电位梯度。
所以，简单地从电位梯度的角度分析问题解析不了试验中所出现的现象。
上面所分析的起始电压分布，线圈首端的电位梯度虽高，但其作用时间短，一般不会危及线圈的绝缘。
而随之而来的线圈内的波振荡过程，才是危及变压器绝缘的主要原因。
为了分析线圈上的电压振荡，先求出电压沿线圈的稳态电压分布。
电压沿线圈的稳态分布由线圈的电阻决定，它是一条斜直线，如图4中的曲线2所示。
从上面的分析可看出：两个线圈串联时，两个线圈连接点附近的起始电压分布和稳态电压分布的差值比单个线圈时起始电压分布和稳态电压分布的差值要大得多，由此引起振荡强烈得多。
如果变压器的绝缘强度较弱，则首先在这里出现缺陷。
这种分析得出的结论与试验中出现的现象是一致的。
三、结论
在变压器雷电冲击试验中，电压梯度的大小是影响变压器绝缘的一个因素。
但危害变压器绝缘的主要因素，是由于变压器绕组的起蛤电压分布和稳态电压分布不一致而引起的电压振荡过程。
在三角形连接绕组的变压器雷电冲击试验中，如果试验接线方式为只有一个非被试相端子接地，则两个线圈串联的电压振荡过程有可能比单个线圈的电压波振荡过程更为严重，对变压器的绝缘考核也更为严重。
参考文献：
[1]不同接线方式下直流电缆雷电冲击试验研究[J].乐彦杰，宣耀伟，俞恩科，郑新龙，陈国东，沈耀军.高电压技术.2015(08)
[2]传递函数在变压器雷电冲击试验中的应用[J].刘杰.变压器.2015(04)
[3]变压器雷电冲击试验的调波理论与计算[J].蒋将，汪春祥，郑军，张迪，周海京.变压器.2015(06)
[4]变压器雷电冲击试验空间磁场对智能组件影响的计算分析[J].赵军，陈维江，高飞，张建功.中国电机工程学报.2016(14)。