西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室 李军浩 郭飞 张亮  梁建锋 张哲铭 李彦明

　　宁夏电力公司电力科学研究院 郭飞

　　1 引言

　　近年来超特高压（HV）输电系统在世界各地尤其是在中国快速发展。电力变压器是电力系统的核心组成部分，它是保证电网可靠、安全运行的关键。在电力系统中主要存在短时工频过电压、雷电过电压和操作过电压这3种过电压形式。对于超特高压系统，短时工频过电压和雷电过电压已经不是影响设备绝缘水平的主要因素，而操作过电压是主要影响因素。因此，对电力变压器进行现场操作冲击耐受试验的相关研究近年来得到了广泛关注。对于变压器而言，操作波试验通常采用感应式方法，即采用常规的MARX回路向被试变压器低压（LV）绕组放电，通过电磁感应原理在高压侧上感应产生操作波电压。自1964年由美国GE公司提出该方法以来，国内外相关单位进行了大量的相关研究和现场试验[1-5]，并确定了相关标准[6-8]。但由于变压器存在漏抗、线路杂散电感等原因，而该方法所采用的波形是标准操作波。因此，调波困难，且产生效率低，难以通过此方法在现场进行变压器的操作冲击试验，这也阻碍此方法进一步推广应用。

　　IEC于2006年推出的IEC60060-3标准推荐采用振荡型冲击电压波形作为现场冲击耐压的试验波形（我国于2010年等效采用了该标准）[9-10]。振荡型冲击电压波形具有产生效率高、易于调波适合现场使用、接近设备实际作用波形等优点[11-13]。根据标准定义，振荡型操作冲击电压的振荡频率在1kHz～15kHz之间，峰值时间在20 ～400 之间，半峰时间在1000 ～4000 之间，其波前、波长时间由包络线计算得到。

　　在设备耐压试验的同时进行局部放电的测量可以更为准确地掌握设备的绝缘状态。目前，已对工频电压下变压器局部放电的测量进行了大量研究。在冲击电压试验的同时进行局部放电的测量同样可以对其局部缺陷进行检测，可更为准确地掌握设备的绝缘状态。

　　本文针对变压器感应式振荡型操作冲击电压试验，对其产生原理、参数计算方法进行了详细研究，通过现场变压器的高压试验证明了该方法的有效性。提出了在进行该项试验的同时进行局部放电检测的方法，并通过试验验证了其可行性。

　　2 波形产生基本原理

　　通过低电压等级的冲击电压发生器对变压器低压绕组放电，对应的变压器高压绕组通过电磁感应产生高幅值振荡型操作冲击电压，利用该电压波形对高压绕组的绝缘进行冲击耐压试验。该方法利用了变压器自身的电磁感应原理，可以采用低电压等级设备实现高幅值的冲击耐压试验。试验方法的原理图如图1所示。