中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电力变压器缠绕材料材质判断检查仪

ZSCZ-8900变压器材质分析仪

可无源、准确测量各种配电变压器的容量

全汉字菜单及图形操作提示实现友好的人机对话，触摸按键使操作更简便，可适应冬夏各季。

参考标准：T/CEC 228-2019

变压器材质分析仪：多功能测量仪器，相当于往常四种测试仪器：即有源变压器容量测试仪+变压器特性参数测试仪+变压器直流电阻测试仪+变压器材质分析仪。它可对多种变压器的材质、容量、型式、空载电流、空载损耗、负载损耗、阻抗电压、直流电阻等一系列工频参数进行精密的测量。
本产品具有体积小、重量轻、测量准确度高、稳定性好、操作简单等诸多优点。完全可以取代以往利用多表法测量变压器损耗和容量的方法，接线更简单，测试、记录更方便，使您的工作效率得到了大幅度的提升。

ZSCZ-8900变压器材质分析仪技术参数
1、内置电源输出范围
   电压：0～10V
   电流：0～10A
2、特性通道测试量程及精度
   电压量程：AC 750V。精度，±0.2%（F.S）±1个字
   电流量程：AC 100A。精度，±0.2%（F.S）±1个字
3、直阻测试量程
0.001Ω-0.1Ω        （10A）
0.03Ω-1Ω           （5A）
0.06Ω-5Ω           （1A）
0.1Ω-50Ω           （200mA）
0.3Ω-200Ω          （40mA）
100Ω-100kΩ         （<5mA)
4、直阻测试准确度
0.2%±2μΩ
5、分辨率
   0.1μΩ
6、功率及其他指标测量精度
   功率：   ±0.5%（F.S）（CosΦ>0.1）, 
±1.0%（F.S）（0.02<CosΦ<0.1）
   空（负）载损耗测量：±2%（0.1≤CosΦ≤1）
7、变压器容量测试范围
       6.3~125000KVA
8、工作温度
   -20℃～+60℃
9、充电器电源要求
    市电 AC160V～265V
10、绝缘度
  ⑴、容量测试、电压、电流输入点对机壳的绝缘电阻≥100MΩ
  ⑵、充电电源输入对机壳之间承受工频2KV（有效值），测试时长1分钟
11、体积
    40cm×30cm×19cm
12、重量
    5㎏   

注意事项
1、测试线的连接方法请务必按使用说明的要求进行操作，否则可能会影响测试结果。
2、测试接线必须在被测试线路接地的情况下进行，防止感应电压触电。
3、请保证所测电压、电流满足本仪器的测试量程。当超出本仪器测试量程时，请外接电压、电流互感器，来扩大量程范围，否则测试结果将无效。
4、容量测试、有源负载测试、负载测试时，非加压侧的短接请务必保持良好，否则将会影响测试结果。
5、做负载测试时，高压或低压侧出线套管如装有电流互感器时，测试前请务必将电流互感器的二次绕组进行良好短。
6、直阻在测量无载调压变压器倒分接线前一定要等放电结束后，报警停止，方可切换接点。
7、直阻拆线前，一定要等放电结束后，报警声停止，关闭电源后，再进行拆线。
8、直阻选择电流时要参考技术参数内量程，不要超过量程和欠量程使用。超量程使用时，由于电流达不到预设值，即使强行继续测试结果稳定性太差，欠量程时，电流太小，对于大容量变压器数据不稳定。当出现此两种状态时要确认量程，选择合适的量程进行测试。
9、测试之前一定要认真检查设置的参数是否正确。 

一、简介
当前配电变压器生产中，用铝线代替铜线作为导体材质已成为行业公开的潜规则，之所以出现这种情况，主要原因是铝线变压器与铜线变压器相比能节省成本，具有较强经济性。变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止的电气设备，它具有变换电压、变换电流、变换阻抗的功能，在工程各个领域得到广泛应用。如果变压器采用铝线代替铜线，铝线代替铜线有什么后果？耗电量更大 用电质量差！
首先，从原理上讲，两者作为导电材料使用，差别主要在于导电率的差异，铜线要比铝线导电率高，铜线的电量损耗更低，同样一根粗细的线，电阻比铝小，输送同样的功率，消耗的电量就比较小，最终会导致用户用电的质量上有所差别。
从成本上考虑，铜线与铝线的差别还在于jiage方面，相同单位的铜线价格大约是铝线的两倍多。除非企业用相关技术把这个损耗控制在国家的规定范围之内，这也是可以的，但迄今为止还未有相应的技术。此外，由于铜线的导热性能较铝线高，在安全方面，长时间使用的话，铜线较铝线有优势。
如果出现在招标项目中以铝线代替铜线，那就存在着严重不诚信行为。
该仪器除具有体积小、重量轻、测量准确度高、稳定性好等特性外，还采用大屏幕液晶显示窗口、图形式菜单操作并配有汉字提示，集多参数于一屏的显示界面，人机对话界面友好，操作简便、易学等优点,大大提高了工作效率，是各级电力用户、质监部门的首选产品。
二、功能特点
1、可准确判断10KV变压器的材质。
2、可以盲测10KV配电变压器的容量及35KV、110KV、220KV的变压器容量。
3、可测量各种类型变压器的负载损耗、空载损耗、短路电压、空载电流等。
4、可自动进行波形畸变校正，温度校正，电压校正（非额定电压下的空载试验），电流校正（非额定电流条件下的短路试验），操作人员只需根据变压器类型输入校正指数，仪器即可自动计算出校正后的结果，非常适合没有做稍大容量变压器短路试验条件的单位。
5、允许外接电压互感器和电流互感器进行扩展量程测量，可测量任意参数的被试品。
6、测试仪采用7.0英寸，800*480图形点阵的高亮度、宽温、宽视角、阳光下清晰可视的全触摸型工业级彩色液晶屏。
全汉字菜单及图形操作提示实现友好的人机对话，触摸按键使操作更简便，可适应冬夏各季。
7、用户可随时将测试的数据通过微型打印机将结果打印出来。
三、技术指标
1、输入特性
有源部分：电压测量范围：0~10V
电流测量范围：0~10A
无源部分：
电压测量范围：0~750V 宽量限（可以外接电压互感器）。
电流测量范围：0~100A内部全部自动切换量程（可以外接电流互感器）。
2、准确度：
电压、电流、频率：±0.2%
功率：±0.5%（CosΦ>0.1），±1.0%（0.02<CosΦ<0.1）
3、变比测试精度：0.2%
4、工作温度：－10℃~ +40℃
5、充电电源：交流160V~260V
6、绝缘：⑴ 电压、电流输入端对机壳的绝缘电阻≥100M?。
         ⑵ 工作电源输入端对外壳之间可承受工频2KV（有效值）、历时1分钟试验。
7、体积：40cm×34cm×18cm
8、重量：7Kg

ZSCZ-8900变压器材质分析仪对多种变压器材质、容量、型 式、空载电流、空载损耗、负载损耗、阻抗电压、直流电阻等参数测量

ZSCZ-8900变压器材质分析仪可以盲测10KV配电变压器的容量及35KV、110KV、220KV的变压器容量

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ZSCZ-8900变压器材质分析仪变压器材质分析仪+容量仪+变压器特性参数仪+直阻仪一体机

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。

当压力释放阀内部发生故障时，就会产生一定的气泡，气泡挤压空间导致主油箱的压力随之上升，这个数值大小十分关键，按照流体力学通行的计算方式，主油箱的压力大小由四个方面的因素决定：

（1）受主油箱的和储油箱之间的通道阻力影响。从传统变压器的设计分析，一般都有几个直角的弯头，有几个直线通道，在主油箱和管道之间有缩放口，从管道到储油箱也有缩放口。

（2）储油箱都装有橡皮油囊，橡皮的弹性会产生储油阻力。

（3）变压器呼吸器向环境释放气体也有阻力。

（4）储油箱和主油箱之间的油位差压力。

现设油流速：V=100cm/s；

管道直径：D=8cm；

设存在两个直角转弯，几段直管，两者之和：L=190cm；

净油位差：H=160cm；

为了计算的方便，本次计算中变压器呼吸器的设定为与外界隔绝，也就是呼吸器失去作用。而储油箱中的橡皮油囊当做是可以调节的容器，由于其调节的幅度非常之小，其变化的空间也忽略不计。则以油柱计为计算指标的阻力大小为：

式中：t1――主油箱到输油管之间的阻力系数，取0.6；

t2――输油管到储油箱之间的阻力系数，取1.1；

t3――输油管中直角弯头的阻力系数。取0.2；

V――油的流速，取100cm/；

H――主油箱和储油箱的油位差，取150cm；

L――输油管直线管道的阻力系数，取决于油的粘度，查表取值5.2cm；

则

可以算出升压力为：

由此可见，由于主油箱的强度取材和设计的存在着差异，压力释放阀门生产企业的设计也无法形成固定的标准和一致的参数，通过以上数值定量化计算，压力释放阀门的动作值必须要大大小于最低的油压流动阻力，但不能与升压力有较大的差距，从国内已经使用的压力释放阀门来看，一般都是在10-55看一般都是kPa之间，我们不难发现，一旦瓦斯继电器的整定流速为90cm/s，当变压器主油箱因为电弧等因素影响导致气化升压，压力超过15.1kPa时，瓦斯继电器才会有反应，若压力释放阀门能在11kPa时就发生动作，那么变压器的主油箱内的气压就会得到有效的控制，不会连续攀升，压力达不到临界操作点，瓦斯继电器就不会有反应，瓦斯继电器挡板结构图见图1，所以瓦斯继电器的整定流速和压力释放阀门发生动作的设定值之间有着非常密切的因果关系，这就要求在设计变压器时，必须考虑压力释放的途径已经和瓦斯继电器互相关联的作用。