變壓器直流電阻測試是重要的試驗項目之一，按規(guī)程規(guī)定，在變壓器交接、大修、小修、變更分接頭位置、故障檢查及預試時，必須測量變壓器繞組的直流電阻。其目的是 :檢查繞組內(nèi)部導線和引線的焊接質(zhì)量，檢查分接開關各個位置接觸是否良好，檢查繞組或引出線有無折斷處，檢查并聯(lián)支路的正確性，是否存在由幾條并聯(lián)導線繞成的繞組發(fā)生一處或幾處斷線的情況，檢查層、匝間有無短路的現(xiàn)象。試驗中必須用到變壓器直流電阻測試儀進行測試，然而，現(xiàn)場使用時直流電阻測試儀經(jīng)常容易損壞，需返廠重修，嚴重影響了測試設備的使用，給電氣試驗人員帶來極大的不便。鑒于此，如何找到解決變壓器直流電阻測試儀經(jīng)常發(fā)生故障損壞的辦法，從而降低變壓器直流電阻測試儀的故障率，就顯得尤為迫切。
1? 故障原因分析
為了找出故障的原因，首先對 2014 年 1 月 ~2015 年 12 月變壓器直流電阻測試儀的故障次數(shù)進行了統(tǒng)計，如圖 1 所示。
由圖 1 可見，近兩年來，變壓器直流電阻測試儀每個季度都會發(fā)生故障損壞，需要返廠維修。為了找出故障發(fā)生的原因，試驗人員需要對變壓器直流電阻測試儀各功能模塊的故障情況進行進一步的研究分析。如圖 2 所示，變壓器直流電阻測試儀的主要功能模塊分為：測試主板、測量線、顯示器、電源線、放電線五個功能模塊，其中各功能模塊的故障情況統(tǒng)計如表 1 所示。
由表 1 可見，造成直流電阻測試儀故障率高的主要原因是：測試主板容易燒壞。針對測試主板容易燒壞的原因，試驗人員經(jīng)試驗分析，認為主要原因是：無電壓電流監(jiān)視器，測試完畢后放電未干凈就關機；感應電入侵。
2 ? 故障處理措施
針對直流電阻測試儀測試主板故障的原因，試驗人員制定了相應的應對措施。
2.1? 設計專用監(jiān)視器
以往在試驗過程中，由于放電不干凈就直接關機，常常導致剩余大量的殘余電荷對儀器構(gòu)成沖擊，而且，試驗人員在回路放電不干凈的情況下拆除試驗接線，存在觸電的風險。因此，試驗人員決定在試驗回路中加裝電壓、電流監(jiān)視器，當電壓、電流監(jiān)視器的讀數(shù)為零時，表明儀器放電干凈。
由于測試電流為直流電，以單相 A 相為例，說明具體的電氣接線原理，原理圖如圖 3 所示，其中，鉗形電流表套進回路中監(jiān)視電流值，萬用表并接在測試回路中測試電壓值。
同理，在變壓器測試回路 B、C 兩相中加入電流、電壓監(jiān)視器即可實時監(jiān)視測試回路中的電壓、電流值，在測試結(jié)束后，當三相測試回路中電壓、電流監(jiān)視器均為零時，表明回路放電干凈，不存在殘余電荷。
2.2? 設計專用放電回路
經(jīng)過對比分析，試驗人員選擇陶瓷放電管作為儀器的放電元件，具體設計如圖 4 所示。
正常測試時，直流電阻測試儀輸出一個直流電，通過 OA 形成一個回路，儀器通過電壓、電流值算出直阻值，此時由于電壓較低，壓敏電阻不起作用，回路對地相當于開路，不影響設備的正常測試。但是，當感應電較大時，達到壓敏電阻動作電壓，則測試線直接通過壓敏電阻對地放電，保護了儀器，避免高電壓流入儀器當中，將測試設備燒壞。
經(jīng)以上逐步實施，試驗人員研制出一整套放電裝置，如圖 5 所示。
圖中，1 為放電裝置，1-1 為測量線，1-2 為電流表，1-3 為陶瓷放電管，1-4 為電壓監(jiān)視器，2 為變壓器繞組，3 為變壓器直流電阻測試儀。
3? 實施效果
如圖 5，一種用于變壓器直流電阻測試儀的放電裝置 1，包括與變壓器繞組 2 和變壓器直流電阻測試儀 3 的測量接口相連接的 A、B、C、O 相測量線 1-1，各相測量線 1-1 的測量接口上分別設有陶瓷放電管 1-3 和接地樁，同時在每一相測量線1-1 中套入一個鉗形電流表 1-2 作為電流監(jiān)視器，在 OA、OB、OC 的試驗回路中分別設有電壓監(jiān)視器 1-4，便于試驗人員監(jiān)視回路中的電壓情況。
使用時，將該放電裝置 1 與變壓器繞組 2 和變壓器直流電阻測試儀 3 的測量接口相連接，正常測試時，變壓器直流電阻測試儀 3 輸出一個直流電，通過 OA、OB、OC 分別形成一個回路，變壓器直流電阻測試儀 3 通過電壓、電流值算出直流電阻值，此時由于電壓較低，陶瓷放電管不動作，回路對地相當于開路，不影響設備的正常測試。但是，當變壓器繞組 2 有較大感應電，或者外加電壓較高時，測試回路將有較高電壓，而且當這個電壓達到陶瓷放電管的工作電壓時，放電裝置 1中的測量線 1-1通過陶瓷放電管 1-3 對地放電，保護了儀器，避免高電壓流入測試儀中，將測試儀燒壞。
3.1 解決效果
將裝置投入使用后，檢查本次課題研究的主要原因：測試主板燒壞，這一問題是否得到了解決。將活動前后直流電阻測試儀的主板故障率進行對比分析（見表 2）。
經(jīng)過對比分析可見，直流電阻測試儀的“主板故障率高”這一主要問題得到了有效解決，這一結(jié)論也驗證研發(fā)的放電裝置投入使用后可較好地克服了測試儀故障率高的現(xiàn)象，保護了測試設備。
3.2? 現(xiàn)場使用效益
3.2.1 使用效果
研發(fā)直流電阻放電裝置之后，我們將成果投入現(xiàn)場使用，并對儀器的故障率進行檢查，經(jīng)統(tǒng)計，活動前后的故障率對比如圖 6 所示。
由圖 6 可見，將放電裝置投入使用后，儀器的故障率在較長時間的檢驗中均得到了有效的根除。
3.2.2 經(jīng)濟效益（見圖 7）
從圖 7 的維護費用統(tǒng)計中可以發(fā)現(xiàn)，每年可節(jié)約至少 20000 元的維護費用，而課題的研發(fā)成本只需 1000 元，可節(jié)約經(jīng)費至少達到 20000-1000=19000 元，取得了良好的經(jīng)濟效益。
4? 結(jié)語
在變電站現(xiàn)場進行變壓器或互感器繞組的測試當中，由于變壓器繞組或互感器繞組常常存在著感應電或外施電壓，這將導致測試儀容易損壞。對此，本文介紹了一種可用于變壓器直流電阻測試儀的放電裝置，該裝置可確保測試回路中出現(xiàn)感應電或外施電壓時可靠動作，從而很好地保護了測試儀，并避免人員觸電的風險。該裝置開發(fā)成本較低，卻很好地起到保護設備的作用。以往儀器損壞需要返廠維修，較費時且維護成本較高，因而，本裝置具備良好的現(xiàn)場使用價值。
