《换流变压器阀侧交流外施耐压及局部放电现场试验导则》

ICS29.180

F24DL/T

中华人民共和国电力行业标准

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换流变压器阀侧交流外施耐压及局部放电

现场试验导则

Guideforon-sitetestofappliedacvoltagewithstandwithpartialdischarge

measurementonvalvewindingsofconvertertransformer

征求意见稿

（完成日期2020年5月18日）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

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I

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换流变压器阀侧交流外施耐压及局部放电现场试验导则

1范围

本文件规定了换流变压器阀侧交流外施耐压及局部放电现场试验的试验条件、试验方法与接线、试

验设备、试验程序、试验结果的判断、常见干扰源的识别与抑制等要求。

本文件适用于采用串联谐振试验方法的换流变压器现场阀侧交流外施耐压及局部放电试验。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T6587电子测量仪器通用规范

GB/T7354-2018高电压试验技术局部放电测量

GB/T13498高压直流输电术语

GB/T16927.2高电压试验技术第2部分：测量系统

DL/T417电力设备局部放电现场测量导则

DL/T849.6电力设备专用测试仪器通用技术条件第6部分:高压谐振试验装置

3术语和定义

下列术语和定义以及GB/T13498界定的术语和定义适用于本文件。

3.1试验区域TestArea

可能对换流变压器阀侧交流外施耐压及局部放电测量造成影响的区域。

3.2试验净空距离TestClearancesinAir

对试验设备与被试换流变压器高压部位不会造成影响的最小安全空气间隙距离。

4试验条件

4.1试验环境

4.1.1阀厅内试验环境要求

阀厅内试验环境一般要求如下：

——试验区域内的地面应无金属异物，推荐的试验区域范围见附录A；

——空间安全距离范围内的干扰源应拆除，如：避雷器、支柱绝缘子、接地隔刀和导体金具等；

——试验区域内，直线距离大于空间安全距离的阀塔、阀避雷器和难以拆除的其他金属物体应做好

屏蔽和接地保护；

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——阀厅内空气循环系统应关闭。

4.1.2户外试验环境要求

户外试验环境应符合以下要求：

——环境温度：-10℃-50℃；

——相对湿度：不大于80%；

——试验区域内无烟雾、腐蚀性气体、蒸汽；

——空间安全距离范围内的干扰源已拆除；

——试验区域内，直线距离大于空间安全距离的难以拆除的其他金属物体做好屏蔽和接地。

注：超出环境条件要求时由用户与制造商协商决定。

4.2被试换流变压器

被试换流变压器试验前具备如下条件：

a)外观良好，外绝缘表面应无明显污染或损坏；

b)已完成常规试验项目，且全部结果合格；

c)试验前应充分退磁；

d)经过热油循环处理的换流变压器，试验前应静置并及时充分排气，静置时间要求：±500kV及

以下等级设备应不少于72h，±660kV及以上等级设备应不少于96h，当制造厂另有规定时应

按制造厂要求执行；

e)油面温度应在5℃～40℃范围内，当环境温度低于5℃时，应采取保温措施，避免静置期间油

温下降过快，油面温度超过范围时可与制造厂家协商；

f)所有套管端子、油箱、外壳、铁心和夹件均应可靠接地，且在试验开始前连续接地时间应不少

于2h；

g)各侧套管CT的二次端子应全部短接并接地。

5试验方法与接线

5.1试验方法

采用一台频率可调的电源装置，通过励磁变压器和由谐振电抗器、被试换流变压器阀绕组组成的串

联谐振回路升压，使阀侧绕组高压线端对地达到试验电压要求，试验过程中同时在阀侧绕组出线套管末

屏测量局部放电信号。

5.2试验接线

换流变压器的阀侧被试绕组宜短接，非被试绕组应全部短接并接地。双绕组换流变压器和三绕组换

流变压器的现场阀侧交流外施耐压及局部放电试验接线分别如图1和图2所示。

2

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图中：VF—变频电源，T1—励磁变压器，L—谐振电抗器，Cf—电容分压器，Cb—套管电容，Zm—局放检测阻抗，M—

局放测试仪器，T—换流变压器，LW1、LW2—网侧绕组出线端子，VW1、VW2—阀侧绕组出线端子

图1双绕组换流变压器现场阀侧交流外施耐压及局部放电试验接线示意图

图中：VF—变频电源，T1—励磁变压器，L—谐振电抗器，Cf—电容分压器，Cb—套管电容，Zm—局放检测阻抗，M—

局放测试仪器，T—换流变压器，LW1、LW2—网侧绕组出线端子，VWD1、VWD2—阀侧被试绕组出线端子，VWY1、

VWY2—阀侧非被试绕组出线端子

图2三绕组换流变压器现场阀侧交流外施耐压及局部放电试验接线示意图

6试验设备

6.1基本要求

变频电源、励磁变压器、谐振电抗器、分压器的工作频率范围应满足试验频率的要求，并应满足DL/T

849.6的有关规定，检测阻抗、局部放电测试仪应满足GB/T7354-2018的有关规定。

6.2特殊要求

6.2.1变频电源

a）宜采用线性功率放大正弦波的变频电源；

b）最大输出电压下，局部放电量应不大于10pC；

c）应具备失谐保护功能。

6.2.2励磁变压器

a）宜采用单相、多绕组、多变比结构；

b）额定电压下，局部放电量应不大于50pC。

6.2.3谐振电抗器

a）可采用单台或多台串联组成；

b）额定电压下，局部放电量应不大于50pC。

6.2.4分压器

a）可采用单台或多台串联组成；

b）额定电压下，局部放电量应不大于50pC。

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注：采用融入式电感分压器时，应满足GB/T16927.2的要求，其原理示意图如图3所示。

VF—变频电源，T1—励磁变压器，L—谐振电抗器，Cf—电容分压器，VT—电压互感器，Mv—矢量测压表，Ud—

试验回路输出电压

图3融入式电感分压器原理示意图

6.2.5检测阻抗

检测阻抗的通流能力应根据阀侧套管试验端子电流的计算结果确定，计算方法如式（1）所示：

(1)

��

�

式中：�=����+��

I——全电压试验时，检测阻抗通过的电流；

Ud——试验全电压值；

Cf——分压器电容量；

Cb——套管电容量；

L——谐振电抗器的电感量；

6.2.6局部放电测试仪

局部放电测试仪的通道数量应不少于四通道。

6.2.7均压环

均压环的要求如下：

——被试阀侧绕组的两个套管均压环可采用运行均压环；

——谐振电抗器和分压器的均压环选用应进行电场计算校核，最大表面场强宜不大于13kV/cm，其

结构和推荐尺寸参见附录B。

6.2.8加压引线

加压引线的要求如下：

——宜采用金属波纹管；

——应根据试验电压选用合适直径的加压引线，其线径尺寸参见附录B。

7试验程序

4

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7.1试验电压

对未经出厂试验考核、现场组装的新换流变压器，其试验电压应为出厂试验电压；对于阀侧出线装

置经过现场大修后的换流变压器，其试验电压应为出厂试验电压值的80%。

试验频率应在40Hz~100Hz范围，当试验频率大于100Hz时，试验时间应按下式折算：

（2）

��

式中：�=60×��

fN——换流变压器额定频率；

fs——试验频率；

t——全电压下试验时间，单位为min。

7.2试验回路布置

试验回路布置的要求如下：

——加压线应避免大角度弯折，尽量保证直线连接；

——检测阻抗应连接在被试阀侧绕组的出线套管末屏端子与地之间，阻抗应就近接地；

——检测阻抗和末屏之间的连接线宜采用屏蔽线，屏蔽线屏蔽层应就近接地。

7.3视在局部放电量的校准

完成试验接线后，应按GB/T7354-2018中6.2的方法，对被试阀侧绕组套管端部注入500pC方波进行

校准，并在100pC验证其线性度。

7.4试验电压施加程序

施加电压程序如下：

a)接通试验电源后，如图4所示，应缓慢加压至试验电压值Ud的60%，持续时间t1不少于5min；

无异常后，继续缓慢加压至试验电压值Ud的80%，短暂停留（持续时间t2）；无异常后，继续

缓慢加压至试验电压值Ud的90%，短暂停留（持续时间t3）；无异常后，继续缓慢升压至试验

电压Ud。升压过程中应监测局部放电量变化，出现局部放电异常现象时，应立即停止升压，查

明原因。

b)升至规定的电压水平Ud后保持，同时进行局部放电检测。持续试验时间t4为60min。试验过程

中，电压波动应不超过±3％。当试验回路设备和被试换流变压器发生异响、局部放电突增等

异常时，应停止试验，查明原因。

c)耐压完成后，应快速降低电压，待电压测量装置示值接近“零”时，方可进行接地放电。

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图4试验程序示意图

7.5视在局部放电量的测量和记录

接通试验电源时，应记录通道的背景噪声水平。在60％试验电压下，检测到的局部放电量应不大于

100pC，否则应采取抑制干扰的措施。在持续试验时间t4期间，应每隔5min记录检测到的局放水平，具

体试验报告见附录。

7.6试验后的接地

耐压试验后应进行充分的放电，操作步骤如下：

a）应使用端部接地的绝缘操作杆就近对励磁变压器高压侧进行放电；

b）靠近谐振电抗器后，再在谐振电抗器的输入端接地放电，并将接地线挂在此处直至谐振电抗器

或电容分压器的高压端接地放电；

c）对谐振电抗器或电容分压器的高压端接地放电，直至试验设备拆除完毕。

8试验结果的判断

8.1合格判据

试验结果合格应满足以下判据：

a）被试换流变压器应耐受规定的试验电压，试验过程中应无内部击穿放电；

b）试验时间内，局部放电量不应大于300pC，且无明显增加的趋势；

c）试验结束24h后取油样进行色谱分析，且试验前后无明显变化。

8.2结果的处理

当局部放电量大于300pC，但没有发生击穿且试验后油色谱结果合格，与试验前无明显差别时，不

应立即判定试验结果为不合格，应与制造单位就进一步的措施进行协商。

9常见干扰源的识别与抑制

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9.1电晕放电或悬浮电位放电

试验回路中试验设备外壳、均压环、加压引线和被试换流变压器阀侧套管端部等部位可能发生电晕

放电，试验区域内接地不良的金属导体可能发生悬浮电位放电，其相应的识别和抑制措施如下：

——采用紫外成像仪对可能发生放电的部位进行扫描，可识别电晕放电或悬浮电位放电；

——针对典型尖端局放干扰源的识别，可在现场高压端设置典型缺陷，标定识别局放信号的极性、

相位，辅助干扰源的识别；

——采取屏蔽或接地等措施可有效消除悬浮电位放电；

——采取增加加压引线直径、加装或优化均压环、清理导电部分表面毛刺等方法改善电场分布，可

有效消除电晕放电。

9.2试验设备内部放电

试验回路中的谐振电抗器和分压器可能发生内部放电而对局部放电测量造成干扰。可采用超声波局

部放电检测技术对内部放电进行监测，作为局部放电测量的辅助判断方法，具体方法如下：

——在谐振电抗器和分压器等部件外部表面安置超声探头，可监测试验回路设备内部放电。

——在被试换流变压器油箱及被试阀侧套管升高座附近放置超声探头，可监测被试换流变压器的内

部放电。

如果发现试验设备内部有放电干扰局部放电测量，可采取以下措施：

——,对试验设备进行修复或更换；

——增加阻塞滤波器的增益；

——在谐振电抗器高压输出端串联高压滤波器（L型滤波器），如图5所示。

图中：VF—变频电源，T1—励磁变压器，L—谐振电抗器，Cf—电容分压器，Ud—试验回路输出电压，Lf—高压滤波

器

图5高压滤波器串联接线示意图

9.3电源干扰脉冲

为减少试验电源的干扰，宜采取以下措施：

——试验电源与其它频繁启动的大功率设备不共用同一母线；

——局部放电测试仪的工作电源采用隔离变压器接入；

——试验回路的接地由换流变压器本体接地点接入；

——采用发电车、隔离变压器或其他滤波装置作为试验电源有助于电源干扰的排除；

——试验电源回路的接地与测量回路的接地分别布置。

9.4空间干扰

完成局部放电量的校准且未升压前，当测量通道出现较大幅值持续信号时，可采取以下方法：

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——在网侧绕组端子接地线之间串入一个检测阻抗，并将该检测阻抗的信号接入局部放电测试仪的

另一个检测通道（辅助通道），通过判别脉冲在局部放电测量通道和辅助通道的极性，可识别外部干扰

脉冲性质。

——当空间干扰信号影响局部放电测量时，可采取差分信号法降低空间干扰，具体方法详见DL/T

417。

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附录A

（资料性）

典型试验参数

A.1换流变压器交流阀外施出厂试验电压

不同直流输电工程中，相同电压等级换流变压器的交流阀侧外施耐压试验电压值有所差异，表A.1

给出了各电压等级换流变压器阀侧交流外施耐压及局放试验的典型出厂试验电压。

表A.1换流变压器阀侧交流外施耐压及局放试验典型出厂试验电压

直流输电工程电压等级绕组型式换流变电压等级（kV）出厂试验电压

（kV）（kV）

Y±400473

±400

Δ±200257

Y±500597

±500

Δ±250324

Y±660795

±660

Δ±330434

Y±800938

±800（高端）

Δ±600722

Y±400473

±800（低端）

Δ±200257

Y±11001297

±1100（高端）

Δ±825987

Y±550672

±1100（低端）

Δ±275362

A.2试验区域空间安全距离

表A.2不同电压等级换流变压器阀侧交流外施耐压及局放试验的推荐空间安全距离

（1000m以上海拔换算）

试验电压（kV）距离（m）

150017

120013

9009.5

7508

5005

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附录B

（资料性）

均压环与加压引线的典型参数

B.1试验用均压环

谐振电抗器和分压器的均压环结构和推荐尺寸如图B.1和表B.1所示，其中谐振电抗器的均压环应有

开口。

图B.1谐振电抗器和分压器试验用均压环示意图

表B.1谐振电抗器和分压器试验用均压环推荐尺寸

设备额定电压（kV）环数（个）环径（mm）管径（mm）

1500240001000

120023500800

90023000600

75022500400

50022000400

套管均压环通常采用换流变压器运行用的均压环，典型的±1100kV换流变压器阀侧套管运行均压

环如表B.2所示。

表B.2±1100kV换流变压器阀侧套管运行均压环典型尺寸

设计厂家结构形式尺寸（mm）

西门子双环结构环径：3100管径：800

ABB半球型结构直径：3220高度：1600

B.2加压引线

加压引线推荐的线径尺寸如表B.3所示。

表B.3试验用加压引线推荐线径

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试验电压（kV）金属波纹管（mm）

15001000

1200800

900500

750400

500300

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附录C

（资料性）

试验报告模板