设计制作变压器、电抗器绝缘介电强度检测装置，提高检测效率

设计制作变压器、电抗器绝缘介电强度检测装置，提高检测效率

董彬  王阿华  吴颖怡

中车西安车辆有限公司  陕西 西安   710086

摘要：铁路客车DC600V供电方式的车下电源装置检修中，每一套电源装置有电抗器、变压器4-6台，在检修后进行绝缘介电强度检测，每个平均检测时间15分钟，检测效率较低且常有质量检测项目漏项，人工检测对产品的质量稳定性有制约。设计制作一台一次接线就能完成绝缘介电强度检测非人工干涉的自动检测装置，提高检测效率46.7%，每个平均检测时间缩短至8分钟，检测自动进行，不会漏项。

关键词：标准  效率  质量

引言：

铁路客车DC600V电源装置每辆车有变压器4-6个，采用传统的分步接线、检测方法，每一台变压器绝缘介电强度检测整个过程需要15分钟，一台车需要耗时60-90分钟，效率低下，且常有质量检测项目漏项，人工检测对产品的质量稳定性有制约。

正文：

一、现状分析

1. 变压器、电抗器简介

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的输配电基础设备，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能是电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等。具有节能、高效，提升能源资源利用效率的作用。其主要故障有电路故障、绕组故障、接头处温度过高烧损等。

电抗器也叫电感器，电力系统中采用串联电抗器以限制短路电流和过滤高次谐波，通过并联电抗器调整运行电压、改善无功功率。其构件为铁芯、线圈。其主要故障有沿表面放电、内外部局部过热、剧烈振动及噪声、温度过高。

2.绝缘介电强度检测简介

绝缘介电强度检测是在相互绝缘的部件之间或绝缘的部件与地之间，在规定的时间内施加规定的电压，以此来确定变压器、电抗器在额定电压下能否安全工作，能否耐受由于开关、浪涌及其他类似现象所导致的过电压的能力，从而评定变压器、电抗器绝缘材料或绝缘间隙是否合格。如果变压器、电抗器有缺陷，则在施加试验电压后，会产生击穿放电或损坏。击穿放电表现为飞弧（表面放电）、火花放电（空气放电）或击穿（击穿放电）现象。

用耐压测试仪检验变压器、电抗器承受过电压能力的主要方法之一，经绝缘介电强度检测能够发现绝缘的局部缺陷、受潮及老化。耐压测试检查“隔离良好”，确保在没有电流的点之间没有电流流动。在某些方面，耐压测试与连续性测试相反，连续性测试主要检查“连接是否良好”，这意味着电流将从一个点流到其目标点。如果电流足够容易地流动，则说明这些点已连接。

绝缘介电强度试验与绝缘电阻测试是不能等同的。清洁干燥的绝缘体尽管具有较高的绝缘电阻，但却可能发生不能经受绝缘介电强度试验的故障。

生产过程中采用交流耐压试验，即在被试设备电压的2.5倍及以上进行,从介质损失的热击穿观点出发,可以有效地发现变压器、电抗器局部游离性缺陷及绝缘老化的弱点。由于在交变电压下主要按电容分压，故能够有效地暴露设备绝缘缺陷，大大减少变压器、电抗器使用后的故障，延长使用寿命。

3. 检修规程要求：

XK03010-07-02C《DC600V电源装置电器元件检修工艺规程》绝缘介电强度检测规定：对各线圈与地间按照表1绝缘介电强度试验参数表要求进行试验，持续 1min，无击穿、闪络现象。

表1 绝缘介电强度试验参数表

4.现行检测工艺技术分析

现有工艺技术一方案:单人独立作业一个产品，进行分项依次接线、测试，直至作业完成。

现有工艺技术一方案缺点：反复接线、换线，重复进行测试，动作浪费较大，工作效率低下。

现有工艺技术二方案：2-3人联合分工合作作业一个产品，分项接线、测试，直至作业完成。

现有工艺技术二方案缺点：分工协作，细化接线、换线、测试过程，提高了一定的工作效率，但增加了人力成本。

二、本装置检测工艺技术方案的详细阐述

在掌握PLC、触控屏相关编程、组态技术后，依据绝缘介电强度检测原理和项目要求，进行检测程序和组态设计，解决检测动作重复、效率低下问题。采用PLC或一体化触控机为控制核心部件，以接触器、按钮、耐压测试仪等外设进行绝缘、耐压测试。一次接线，按下功能按钮就可完成测试，减少重复接线、换线测试，节省时间，提高效率。

实施步骤：

1.学习变压器、电抗器绝缘介电强度检测基本原理和检修规程要求，掌握检测工艺技术方法和试验技术参数；

2.进行电路控制系统设计，满足规程和参数，并进行数据判定设置；

3.依据检测技术流程、参数、运行环境，进行PLC或一体触控机的选型，考虑配件的性价比。

4.进行检测装置PLC或一体触控屏程序设计、触控屏组态和外设电路组装，完成后在线进行模拟监测运行。根据使用者操作习惯、安全、工艺、技术管理要求进行程序、组态优化，为检测数据结果直观显示和参数判定目视化、自动化服务。

5.制订安全、技术操作规程并审批，并进行现场安全、技术操作培训，人员培训合格后取证上岗。

6.工艺技术人员组织技术鉴定评审，进一步优化程序、组态，优化参数设定，完善安全、技术操作规程，并进行最终鉴定评审，通过后进行工艺规程、岗位作业指导书、工序质量检查标准修订。

7.生产运行，持续改善。

三、本装置带来的效果

变压器单件检测时间由15分钟降低至8分钟以内，提高效率46.7%，产品试验后一次交检合格率100%，不受人工手动检测缺漏项影响，可以进行批量检测。经过优化，可以进行更加细化、专项的流水生产。

后续会探索自动化较高的不用接线自动接触或非接触检测方式，进一步提高检测效率。

参考文献：

[1]  向晓汉  PLC技术实用手册  化学工业出版社  2019年.北京

[2]  中国铁路总公司  铁路客车电气装置检修规程（TG/CL209-2022 ） 中国铁道出版社 2022年.北京

[3]  周鹤良  电气工程师手册  中国电力出版社  2017年.北京