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GB 1094.3-2017-T 电力变压器 第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙

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确定绝缘试验、绝缘水平和绝缘间隙的基本原则

本部分的目的是通过合适的试验来验证变压器线端对地、中性点对地、相间和匝间的绝缘性能。 依据电压等级和变压器的类型，选择不同的试验来达到验证的目的。表2和表3给出了相互配合 的试验电压。 本附录总结了本部分修订的原则，修订原则旨在没有增加或降低整体试验水平的情况下简化试验 和阐明相关的要求GB／T50639-2019 锦纶工厂设计标准及条文说明.pdf，这些试验水平已考虑了多年来产品的良好运行经验

B.2.1Um≤72.5kV变压器的绝缘试验

包括配电变压器在内的此类变压器，通常采用一种设计来生产大批量的产品。此类变压器的试验 时间周期短，费用也适当。 U.为72.5kV及以下的所有变压器和绕组采用全绝缘结构，因此，线端对地和中性点对地绝缘均 通过外施耐压试验（AV）来验证。 感应耐压试验（IVW）仅需要验证匝间绝缘，前一版本中所采用的两倍正常运行电压的试验已经提 供了足够的裕度。 相间和相对地绝缘的设计可由雷电全波冲击试验（LI)来验证，但是为了限制此类变压器对试验设 备的需求，雷电冲击试验保留为型式试验而非例行试验。 为了验证新结构变压器在运行过程中耐受某些高频冲击的能力，本部分继续沿用前一版本的规定， 将雷电截波冲击试验（LIC）规定为型式试验。 对于U<72.5kV的变压器和U==72.5kV且容量小于10000kVA的变压器，带有局部放电测 量的感应电压试验（IVPD)被认为耗时长且费用高，而且其验证的内容可以被IVW和AV试验所覆盖。 因此，该试验被规定为特殊试验。当变压器运行于特殊条件，用户提出要求且缩短试验周期的情况下可 进行该试验。但对于U.=72.5kV且额定容量为10000kVA及以上的此类变压器，为了加强对产品 质量的考核，将带有局部放电测量的感应电压试验（IVPD)作为例行试验，而非特殊试验

3.2.272.5kV

处于中等电压水平的此类变压器通常是根据订单生产的。产品具有更高的传输容量，试验中也包 括了更高的质量检验要求。因为要验证全绝缘和分级绝缘两种绝缘结构，所以产品试验列表中分别给 出了相应的试验要求。 中性点对地绝缘和全绝缘变压器的线端对地绝缘用外施耐压试验（AV)来验证。对于分级绝缘变 压器，由于受中性点绝缘试验水平的限制，外施耐压试验（AV)不足以验证线端对地绝缘。因此，分级 绝缘变压器线端交流耐压试验（LTAC)是例行试验，但在协商一致的情况下，该试验可由操作冲击试验 （SI)代替，所以此类变压器可采用与更高电压等级的变压器类似的方式进行试验。 相间绝缘和相对地绝缘也可由作为例行试验的雷电全波冲击试验（LI)来验证。为了验证新结构 变压器在运行过程中耐受某些高频冲击的能力，将雷电截波冲击试验（LIC)规定为型式试验。 为了验证匝间绝缘和相间绝缘，两倍额定电压的感应耐压试验（IVW）和带局部放电测量的感应电

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压试验（IVPD)被规定为例行试验。为了缩短试验时间而不是重复两次同一类型的绝缘试验，可以将 IVW试验电压作为IVPD试验的增强电压进行试验，从而将这两种试验合并为一种试验，这也与变压 器的运行条件相近

B.2.3Um>170 kV变压器的绝缘试验

此类变压器覆盖了最大容量输变电变压器和发电机变压器。对于这些数量有限的大型和重要的产 品，有必要按下列试验进行质量检验。 为了检验对地绝缘，外施耐压试验要求为例行试验。 IVPD试验用于验证变压器运行条件下匝间绝缘、线端对地绝缘和相间绝缘的质量。操作冲击试 （SI)用于验证相间绝缘和线端对地绝缘的耐受能力。因此单独的感应耐压试验是不必要的，但如果 需要，IVPD试验时增强电压可增加到两倍额定电压。 对于此类变压器，因为验证其耐受雷电全波冲击能力是很重要的，因此将雷电全波冲击试验规定为 别行试验。而雷电截波冲击试验（LIC）只是为了验证新结构变压器是否能耐受某些高频冲击的能力： 政将雷电截波冲击试验（LIC)规定为型式试验。 对于希望进一步检验线端对地绝缘的用户，单相线端交流耐压试验（LTAC)可指定为特殊试验， 该试验来自于前面的感应耐压试验

通常情况下，表4中的相对地一栏给出的最小空气间隙数值应该取GB/T311.1中与雷电冲击或 噪作冲击水平对应的数值中的最大值，其中棒与构架的间隙数值适用于雷电冲击水平小于850kV者， 导线与构架的间隙数值适用于850kV及以上者。然而，考虑到U为126kV变压器的IVW试验要用 三相法进行，且还需进行SI特殊试验，故将其外绝缘空气间隙由原来的880mm加大到950mm。此 外，由于本部分前一版本中，U㎡为252kV～Um为550kV电压等级的相对地最小空气间隙数值均比按 上述原则确定的数值大，为安全起见，对于这些电压等级的最小空气间隙数值，本部分继续沿用前一版 本的规定。而对于Um为800kV和U为1100kV电压等级，相对地最小空气间隙则按国内现有产品 的实际情况规定。表中没有给出的数据可用线性插值法来得到，并将数值调整到以10mm或100mm 结尾。 表4中的相间间隙数值是基于GB/T311.1中以相间操作冲击电压为基础的导线电极之间的距

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附录C （资料性附录） 由高压绕组向低压绕组传递的过电压

GB/T311.2从系统的观点阐述了过电压传递的问题。 下面给出的资料仅涉及到在特定使用条件 与变压器本身有关的问题。所考虑的传递过电压，或者是瞬变冲击波，或者是工频过电压 注：用户的责任是对低压绕组的负载给出一些规定，如果不能给出相关的资料，制造方可以提供当低压端子开路时 所预期的传递电压的资料，并且给出能保持在可接受的电压限值内的所需要的电阻值或电容值，

关于传递的冲击过电压问题的研究，一般只是在电压比大的具有天的匝数比的发电机变压器和具 有低电压的第三绕组的高电压系统用的大容量变压器上进行。 由于单相自耦变压器单独试验，因此需要考虑三台单相变压器组成三相组时，传递电压出现在第三 烧组上的情况 为确保传递电压不超过特定的水平或确认不需要冲击避雷器，传递电压测量可采用低电压循环冲 击发生器或在冲击试验期间降低电压进行， 可以很方便地区分两种冲击波的传递机理，即电容传递和感应传递

图C.1过电压电容传递的等值电路

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冲击电压的感应传递与流过高压绕组中的冲击电流有关。 如果二次绕组上不带有外部负载，则电压的瞬变过程波形通常叠加了一个阻尼振荡波，其频率由漏 电感和绕组电容来确定， 降低感应传递过电压分量的有效方法，可用避雷器的起阻尼作用的电阻，也可用能改变其振荡的负 荷电容。假如使用电容器，其电容值常为0.1uF数量级（只要电路电感值低，它们便会自动地消除其电 容性的传递分量）。 涉及感应的冲击传递的变压器参数比较好确定，与电容传递相比，它与波上升速率（或频率)的关系 较小。其进一步的说明见有关文献

C.3工频过电压的传递

烧组将由于电容分压的作用而存在着工频过电压的风险 对于单相绕组而言，这种危险是明显的。但对于三相绕组而言，如果一次绕组电压是不对称的，例 如产生接地故障时，则这种危险亦存在。在某些特殊情况下，有可能出现共振状态。 大型变压器的第三绕组和稳定绕组也会遭受同样的风险。用户有责任防止第三绕组偶然出现通过 太高的阻抗接地。通常，稳定绕组是作成内部或外部的永久性接地（接箱壳）， 过电压是由各绕组之间以及各绕组对地之间的电容来确定的。这种电容可以在低频下从变压器的 不同组合的端子上进行测量，同时也可以用计算方法米确定其计算的准确度是足够的

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询价和订货时需提供的有关变压器绝缘要求和绝缘试验的信息

根据绕组的U…值的不同，在变压器询价和订货时宜提供每个绕组的如下信息。 注：尽管可以规定变压器低压绕组的SI和IVW，但试验期间该值很可能由于变压器变比的因素而达不到。 建议在订货时或在设计审查阶段中，对试验的接线和试验程序进行协商.特别是对高压绕组为分级 绝缘的结构复杂的变压器进行感应耐压试验时的接线，以及对大容量变压器的低压绕组和中性点端子 进行冲击试验时所采用的方法。装人变压器内的非线性保护装置，宜在订货和询价阶段时给出有关说 明，并应在铭牌上标明其连接图

D.2对于U.<72.5kV的变压器和绕组

所有情况下： U值； U.值； 外施耐压水平； 雷电全波冲击试验水平。 特殊情况下： 是否需要进行局部放电测量，是否与感应电压试验一起进行或单独进行，是否仅在一台产品 （型式试验产品)进行还是在所有产品上进行；局部放电测量电压时间小于1h时的试验时间； 是否在订单提供的某一产品还是所有产品上进行雷电全波冲击试验，而不是仅在相同型号的 首台产品上进行； 是否进行雷电截波冲击试验，是否仅在首台产品上试验还是在所有产品上试验； 是否进行中性点端子雷电全波冲击试验，是否仅在首台产品上试验还是在所有产品上试验： 是否多端子同时进行雷电冲击试验，是否仅在首台产品上试验还是在所有产品上试验； 不同于第16章给出的空气间隙值的要求。 U、LI和AV的数值宜优先从表2中的同一行选取，因为同一行的值是互相配合的一组值，但允许 用对应同一U.值不同行的绝缘水平或对应于较高一级U.的绝缘水平，以便与已有系统的绝缘配 如果规定，则LIC应当选用表2中与LI对应的同一行的数值。选用不同行的绝缘水平，可能会导 些参数的设计裕度过大

D.3对于72.5kV

所有情况下： Um值； U.值； 外施耐压水平； 雷电全波冲击试验水平

所有情况下： Um值； U.值； 外施耐压水平； 雷电全波冲击试验水平。

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对分级绝缘变压器增加： 选择线端交流试验水平还是选择操作冲击试验水平（如果规定可选其一）。 特殊情况下： 带局部放电测量的感应电压试验是否选用较高电压水平进行试验，能否与IVW合并进行； 是否进行雷电截波冲击试验，是否仅在首台产品上试验还是在所有产品上试验； 是否进行中性点端子雷电全波冲击试验，是否仅在首台产品上试验还是在所有产品上试验； 感应耐压试验的电压是否不同于两倍额定电压； 是否进行操作冲击试验，是否仅在首台产品上试验还是在所有产品上试验；操作冲击试验（SI 是否代替LTAC试验； 是否多端子同时进行雷电冲击试验，是否仅在首台产品上试验还是在所有产品上试验： 是否对绕组为分级绝缘的变压器进行线端交流耐压试验，如果进行，则给出试验电压要求值； 不同于第16章给出的空气间隙值的要求。 U.、LI、AV和规定的LTAC、SI的数值宜优先从表2中的同一行选取，因为同一行的值是互相配 的一组值，但充许选用对应同一U值不同行的绝缘水平或较高一级U的绝缘水平，以便与已有系 的绝缘配合。如果规定，则LIC应当选用表2中与LI对应的同一行的数值。选用不同行绝缘水平， 能会导致一些参数的设计裕度过大

D.4对于U.>170kV的变压器和绕组

所有情况下： U值； U，值； 雷电冲击试验水平； 操作冲击试验水平； 外施耐压水平； 特殊情况下： 带局部放电测量的感应电压试验是否选用较高电压水平进行试验； 是否进行中性点端子雷电全波冲击试验，是否仅在首台产品上试验还是在所有产品上试验； 是否多端子同时进行雷电冲击试验，是否仅在首台产品上试验还是在所有产品上试验 是否对绕组为分级绝缘的变压器进行线端交流耐压试验，如果进行，则给出试验电压要求值； 不同于第16章给出的空气间隙值的要求。 U、SI、LI、AV和规定的LTAC的数值应优先从表2中的同一行选取，因为同一行的值是互相配 的一组值，但充许选用对应同一U，值不同行的绝缘水平或对应于较高一级U的绝缘水平，以便与 有系统的绝缘配合。如果规定，则LIC应当选用表2中与LI对应的同一行的数值。选用不同行绝缘 平，可能会导致一些参数的设计裕度过大

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特殊的预防措施，避免过电压超出变压器的承受能力的情况下，或者已经进行了深入的研究，或者该数 值已经被已安装设备的实践应用，才可以选用表E.3中的数值

表E.2试验电压水平

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表E.3特殊情况下的试验电压水平

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E.3绕组中性点端子的U，值的确定和试验电压

E.3.1Um≤72.5kV的变压器

中性点端子应经受与线端一样的外施电压水平。如果要进行雷电冲击试验，则要在询价和订单阶 段提出。 注：U.≤72.5kV的变压器需要进行全绝缘绕组设计，以满足试验需要

E.3.2Um>72.5kV的变压器

E.3.2.1直接接地的中性点端子

如果中性点端子直接或通过一台电流互感器牢固地接地而无任何有意接人的阻抗，则外施交流耐 受电压至少应为45（38）kV(Um≥17.5kV）。可以规定更高的电压水平。 不推荐在中性点端子上进行冲击试验，但可以规定

E.3.2.2不直接接地的中性点端子

中性点端子的U.和试验电压应在询价和订单阶段提出。中性点端子的U取决于其是否设计成 开路状态还是通过一个阻抗接地（见E.5）。中性点端子的U和试验电压优先从表E.2中选择。U不 应低于17.5kV。 如果规定在中性点端子上进行雷电冲击试验，则其试验电压水平应在询价和订单阶段提出，其额定 冲击耐受电压可通过试验验证。截波冲击试验不适用于中性点端子

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相对地和相对中性点的空气间隙； 同一绕组的相间空气间隙； 高压绕组线端与较低电压绕组线端之间的空气间隙。 表E.4给出了每个U值对应的不同雷电冲击电压和操作冲击电压下的空气间隙要求。 相间空气间隙只适用于同一绕组的线端间，相对地的空气间隙适用于所有其他空气间隙（包括对其 他绕组的线端和中性点端子）

表E.4最小空气间隙

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注：对于分级绝缘变压器，由于要进行线端耐受电压试验（特殊试验），制造方可以将绕组的中性点绝缘水平设计得 高于规定的中性点绝缘水平 交流耐压水平要高于系统故障条件下产生的最大过电压水平。中性点端子的冲击电压水平和保护 置的动作电压之间要有足够的裕度，这二者均要高于系统故障条件下产生的最大电压水平。以下公 给出了发生在通过阻抗接地的中性点端子上最大电压的计算导则

E.5.2中性点故障电流计算

E.5.3最小绝缘水平

.1外施电压最小绝缘水

E.5.3.2最小冲击水平

中性点冲击电压水平的选择应使其高于保护装置动作电压值，并有一定裕度，保护装置的选择应 在系统短路故障条件下不动作。在此条件下最高非对称峰值电压由下式给出：

Uneutnl max =UACneutral X Ky X /2

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一台变压器，绕组联结组为YNd11，高压额定电压为155kV（相当于U为170kV），额定容量 MVA，基于该容量的正序阻抗为12%，零序阻抗为10.8%，高压中性点通过392的电抗器接地 玉线对地发生故障时，考虑到系统的短路容量为无穷大，流经高压中性点的故障申流为：

I fault (Z1t +Z1+Z2t +Z2+Zot +Z0)+3 X Z+3X Zaul 3X170000//3 Iramlt =1 468 A

UACncutral =I fult X ZN UACncutal =1 468 X 39 V

因此从表E.2中得到最小的AV电压为70kV 假设中性点通过电抗接地，取Kv=1.05，系统故障条件下中性点最高电压为

U.mni mx = 85.0 kV

因为保护装置在85kV的峰值电压下不应动作，因此它的最高连续AC电压水平不应小于85k 60.1kV。对此电压（持续10秒)合适的避雷器的保护水平为140kV、10kA，考虑一个裕度，中 雷电冲击水平可取170kV。 170kV的雷电冲击水平相应于U.为36kV.设为中性点电压水平

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附录F （资料性附录） 变压器局部放电测量应用导则

本附录特别适用于11.3中带局部放电测量感应电压试验（IVPD)中的局部放电测量。但也可用于 任何其他局部放电测量 局部放电（PD)是指引起导体之间的场强高处的绝缘只发生局部桥接的一种放电。在一台变压器 中，这种局部放电能使每一个引出的绕组端子对地电压发生瞬时的变化。 测量用阻抗通常是通过套管的电容抽头，或通过一个独立的耦合电容器有效地连接在端子与接地 油箱之间，如F.2所述。 在局部放电处出现的实际放电电荷是不能直接进行测量的，而代之以测定其视在电荷q，其定义见 GB/T7354。任一测量端子上的视在电荷q，可用适当的校准方法来确定，见F.2。 一个特定的局部放电，能使变压器不同端子上的视在电荷值有所不同。将这些不同端子上同时得 到的显示值进行比较，可以得到有关变压器局部放电源位置的信息，见F.5。 本部分11.3中规定的验收试验程序，是要求测量绕组线路端子上的视在电荷量

测量技术和仪器的描述见GB/T7354。 测量的原理就是确定注人校正电荷后在端子上引起的电压变化。用一只串联耦合电容（通常为 只电容性套管）和一只测量阻抗来测量电压的变化。变压器试验时通常是将测量阻抗直接连在套管试 验端子上。 测量仪器用匹配的同轴电缆接至测量阻抗，电缆阻抗和与之匹配的测量仪器的输入阻抗组成了测 量阻抗的一部分。一些系统中测量阻抗和记录仪器之间采用光缆连接。正常情况下，测量阻抗、电缆和 则量仪器一起供给可使测量系统的整体性能得到优化 对绕组的线路端子与接地油箱之间进行局部放电测量时，一般将测量阻抗乙有效地接到电容套管 的电容抽头与接地法兰之间，见图F.1。如果无电容抽头，则也可以将套管法兰与油箱绝缘，并将该法 兰作为测量端子。中心导杆与测量端子之间以及测量端子与地之间的等效电容，对局部放电信号起电 容分压器的作用。因此需要在套管的顶部端子与地之间进行校准。校准期间，考虑到额外的电容和任 路连接到端子

使用电容式套管试验抽头的局部放电测量校准

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如果需要在没有任何可以利用的电容式套管的电容抽头（或绝缘的法兰）的情况下，对端子进行PD 测量时，可以使用高压耦合电容器的方法。这要求采用一个无局部放电的电容器，其电容与校准发生器 的电容C。（见GB/T7354）相比应足够天，测量阻抗（带有保护间隙）连接在电容器的低压端子与地之 间，见图F.2。 整个测量系统的校准是在两个校准端子之间输入已知的电荷来进行的。按照GB/T7354，校准装 置包括一台上升时间短的方波电压脉冲发生器和一个小的已知电容值为C。的串联电容器。C。应小于 C，（见GB/T7354关于上升时间和C，选择的特殊要求）。当这个发生器接到变压器端子和地之间时， 脉冲发生器输入的电荷将是：

q 校准视在电荷； U。一产生Q。所需的方波电压值； C。一串联电容值。 校准电荷9。应当代表特定的放电电荷水平限值（通常为50%～200%）。用不同的校准值9。进行 额外的测量对检查测量仪器的运行状态是有益的， 如果校准装置发生器具有与工频同步的重复频率，则可以方便地用与工频同步的仪器观察放电 脉冲

GB 7300.902-2022 饲料添加剂 第9部分：着色剂　β,β-胡萝卜素-4,4-二酮(斑蝥黄)图F.2采用高压耦合电容器的局部放电测量线

之间的连接引线应尽可能短。校准脉冲发生器最好由电池供电，而且外形尺寸尽量小，以方便用于变压 器端子。 校准提供了变压器端子测量视在放电量的方法，这是本附录的基础，由于放电部位和端子间的传输

测量仪器的特性应与GB/T7354的规定相符。 试验时的示波器监视通常是有用的，特别是因为它有可能区别变压器内部真实的局部放电与某些 形式的外部干扰。这种区别是以重复率、脉冲在电压波形上的位置和极性不同等为基础的。 局部放电水平观测或是在整个试验期间连续进行，或是每隔一定时间进行，不强制规定信号记录连 卖进行。 局部放电的测量系统分为窄频带和宽频带系统。窄频带系统有大约10kHz或更小的带宽，且是 在某一调谐频率（例如：无线电噪声计）下工作。宽频带系统使用的频带上限与下限之比较大，例如 42

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F.4试验不合格后的处理程序

11.3.5中已经给出了局部放电水平能够接受的判据。 电读数太高，则试验虽然不合格但仍属非破坏性的。不应以这个结果而马上拒绝该试品，而应对其作 步的研究，对局部放电源进行区分和定位， 还有一个重要的考虑，即在试验电压下所触发的局部放电，在低于运行电压时，是否会持续下去， 为这样的局部放电很可能对投运的变压器是有害的。 首先应对试验环境进行研究，以便找到与局部放电无关的任何外界干扰信号。此时，应由制造方与 户进行协商，确定再进行补充试验或采取其他措施，以判明变压器确实出现了严重的局部放电，或者 压器并不存在严重的局部放电，它仍能满足运行的要求。 下面的一些建议，对采用上述措施时可能有用： 研究测量指示值是否真正与试验顺序有关，还是碰巧测到外来的与局部放电无关的指示值 试验时采用示波器监视，往往是很易确定上述区别的，例如：外部干扰就不与试验电压（波形） 同步； 研究局部放电是否由供电电源传输而来，试验时在电源与变压器之间接入低通滤波器对此可 以有所帮助； 研究确定局部放电源是在变压器内部还是在变压器外部（例如：从大厅内具有悬浮电位的物体 发出，从空气中带电部分发出或从变压器接地部位的尖角发出）。当试验系涉及内部绝缘时， 可以允许并推荐采用临时的外部屏蔽罩； 按照变压器的线路图研究局部放电源的可能位置。可以使用单相外施电压试验。现已有几种 公认的定位方法。其中一种是根据不同的成对端子上的各个读数和校准值的相互关系来定位 （用以补充各线路端子与地之间的应读取的读数）。如果使用宽频带系统记录，则也有可能用 相应的校准波形与试验中的单个脉冲波形进行鉴别。电容式套管介质中的局部放电鉴别是另 一种特殊情况； 用声波或超声波的检测方法，探测油箱内的放电源位置； 用油箱内的超高频电磁传感器探测放电源的物理位置； 根据局部放电水平随试验电压高低的变化、滞后效应、试验电压波形上的脉冲波分布、局部放 电随时间的变化等来确定局部放电源的可能的物理位置； 绝缘系统中的局部放电，可能由于绝缘的十燥或浸液不充分而引起，一般可从局部放电特征中

JTS304-2-2019 航运枢纽安全检测与评估技术规范及条文说明GB/T 1094.32017

明业地表现出米。因此，变压器可任电新处理或静直一时期后单复试验 只要遭受相当高的局部放电，即使时间短，则也可能使油局部分解，并使熄灭电压和起始电压 暂时降低，但经过几小时后，仍可自然地恢复到原有状态； 若试验电压增加，局部放电水平增加不多，电场中悬浮粒子局部放电特征增加不多并且又不是 随时间而增加的，则认为该变压器仍可投入运行。在此情况下，经过协商可以重复试验，或者 延长试验时间，或者增加试验电压水平，经过一段时间降低局部放电水平。 除非在相当长的持续时间内，出现了远大于验收限值的局部放电水平，否则当将变压器吊芯后，难 干用肉眼发现局部放电的痕迹。如果其他改善局部放电性能或确定局部放电位置的措施均无效时，则 本程序可作为最后的手段

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