中试控股技术研究院鲁工为您讲解：判断变压器变形程度分析仪

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪

双通道16位AD采样,8寸彩色触摸屏，亮度可调,USB2.0接口,支持数据上传和联机测试
先进的DDS扫频技术
参考标准：DL/T 911-2016

变压器绕组变形测试仪：变压器设计制造完成后，其内部结构和各项参数基本保持不变，因此每个线圈的频域响应也随之确定，正常绕组的变压器，其三相频域响应曲线耦合程度基本一致；
当变压器在试验过程中出现匝间、相间短路，在运行中出现短路或其他故障因电磁拉力造成线圈移位，在运输过程中发送碰撞造成线圈相对移位，这些因素都会使变压器分布参数发生变化，其频域响应也发生变化，根据频域响应曲线即可判断变压器的变形程度；

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪技术特点
1. 采用先进的DDS扫频技术；
2. 采用双电源供电：市电AC220V±10%，内电源6V5AH蓄电池；
3. 采用高速，高集成化微处理器设计；
4. 输出正弦波幅值可通过软件设置；
5. 双通道16位AD采样；
6. 8寸彩色触摸屏，亮度可调；
7. 多可以保存120组测量数据，供随时查阅或上传至PC机；
8. 有强大的上位机软件，曲线分析、打印和生成word文档；
9. USB2.0接口,支持数据上传和联机测试；
ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪技术指标
1. 设置6种不同的扫描方式：
线性 1K-1000kHz_1.0步进1kHz    1000点
线性 1K-1000kHz_0.5步进0.5kHz   2000点
线性 1K-2000kHz_1.0步进1kHz    2000点
线性 1K-2000kHz_0.5步进0.5kHz   4000点
分段100HZ - 1000kHz             1440点
分段100HZ - 2000kHz            2440点
2. 测量范围：(-100dB） - （+20dB）
3. 测量精度：0.1dB；
4. 扫描频率精度：0.01%；
5. 信号输入阻抗：1MΩ；
6. 信号输出阻抗：50Ω；
7. 同相测试重复率：99.9%；

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪采用先进的DDS扫频技术;

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪采用双电源供电:市电AC220V士10%，内电源6V5AH蓄电池;

1 变压器安全的故障的

主要原因

从目前我国广为使用的变压器来看，大多数停留在上世纪末的研发水平，其安全性能还不

能令人高枕无忧，一般来说，变压器的保护主要电流速断、差动保护等电气型的继电保护

，但实践证明，次来保护对变压器内部故障反映相当迟钝，主要原因在于变压器内部出现

的故障基本上都是从短路尤其是匝间短路引发的，一旦短路事情发生，瞬间的电流非常强

大，不过由于其传递到线线电流的并不能得到同步反映或者有效放大，因此，难以被发现

，直到多多匝短路或者接地短路时，才会自动切断电源，但此时往往内部损伤很大。从变

压器的构成结构分析，变压器保护的水平和性能主要取决于内部的瓦斯继电器，这个继电

器是主动性的，它着设计上赋予了及时切断电源的功能，但因为瓦斯继电器的灵敏度被流

速所制约，若达不到相应的整定值，就不会发生保护动作。变压器还设有安全气道――压

力释放阀门，这个装置的主要功能是保护变压器主油箱保证正常形态，一旦变压器内部发

生问题时，变压器的主油箱内的压力随之升高，瓦斯继电器中的油也会同时流动。上世纪

八十年代前设计的变压器，其的流速整定交由机电设备专业人员进行设定，而压力释放阀

门却又是交由设计人员把握，两者互相之间缺乏更加科学或者完善的沟通或者交流，势必

会造成各自为政，继电专业从业人员难以完全顾及到压力释放阀门是否比瓦斯继电器的反

映要早，瓦斯继电器是否能真正在瞬间能随之动作，作为设计人员，也可能对瓦斯继电器

和压力释放阀门的联动缺乏深入的研究。

2 瓦斯继电器整定值计算

变压器内放置了大量的变压器油，变压器油石油的一种分馏产物，它的主要成分是烷烃，

环烷族饱和烃，芳香族不饱和烃等化合物。俗称方棚油，浅黄色透明液体，相对密度0.895

。凝固点<-45℃。变压器油作用是多方面的，但绝缘、冷却和消弧作用是主要功能，当变

压器内部发生电弧时，出现故障点局部就会产生高温，变压器油被高温电弧激活气化，分

解为高分子的体，一般为烃类气体，气体的主要成分为氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等

，其中含量最高的尾乙炔气体，往往占有率超过75%，由于油本身就是有机溶剂，所以，部

分气体是可以溶解到油中，但当产生气体的速度快于气体溶解于油的速度，就会在发生故

障的局部形成气泡，气泡的体质比油要大，大体积的气泡势必会挤占油的空间，可见，在

产生故障时，故障点产生的气体和瓦斯继电器中油的流动应该是同步发生的，多少气体的

产生会增大一定体质的空间，被挤占的空间中的有就流向储油罐，也就是说，产气的速率

大少制约着通过瓦斯继电器油的流速，而电弧的功率越大，则产气的速率自然也越大。因

此，要尽可能低控制变压器内部的故障发生的概率，就是要求得最少的流速整定值，将流

速整定值少于最低故障概率下的产气速率。真如以上所述那样，变压器的故障往往都是有

一匝短路引起的，而一匝短路的原因十分复杂，如电弧路径问题、线圈大小形状、电弧电

阻大小、匝间电压高低等因素，要精确计算非常困难，鉴于此，本文采用反推的计算方法

，对整定流速进行计算。传统变压器的整流流速处于0.7―1.3m/s，这里我们取用0.9m/s进

行反推。

设油流速：V=1m/s=100cm/s；

瓦斯继电器管道直径：D=8cm；

管道截面：50cm2

油的体积流速：R=S×V=52×90=5000cm2/s=5L/s；

计算结果就是产气速率为每秒五升。

通过查找变压器相关资料可知，变压器内油要气化为烃类气体必须要达到一定的能力供应

，一般乙炔的临界点为850kJ/mol，其他烃类的气化点为450kJ/mol，由于变压器气体中乙

炔占有主要，大概超过75%，所以在计算中，加权的气体气化临界点为780kJ/mol。

那么，每秒5升的产气需要的能量为：

这个数值大小相当于5台大功率（35KW）电机同时作业产生的能量，铁的溶解热170kJ/kg，

这个能量就相当于在在一秒钟内就可以将170/174克铁融化掉，若是这个能量在变压器内持

续的时间达到几秒钟，那么对变压器的破坏难以估量。从发生故障的变压器事后拆解分析

，当瓦斯继电器发生的动作时，变压器内部的损坏早已超出人们想象的程度，往往是很多

匝发生了短路，即便是灵敏度非常高的传统变压器，哪怕其反应时间在1秒钟以内，瓦斯继

电器不发生动作，那么至少都会有超过一匝以上的点被击穿。

3 压力释放阀门整定值计算

几乎在运行中的变压器都装有压力释放阀，作为变压器非电量保护的安全装置，压力释放

阀是用来保护油浸电气设备的。即在变压器油箱内部发生故障时，油箱内的油被分解、气

化，产生大量气体，油箱内压力急剧升高，此压力如不及时释放，将造成变压器油箱变形

、甚至爆裂。安装了压力释放阀，就使变压器在油箱内部发生故障、压力升高到压力释放

阀的开启压力时，压力释放阀在2ms内迅速开启，使变压器油箱内的压力很快降低。