변압기의 절연 진단방법은 파괴시험과 비파괴시험으로 나누어 생각할 수 있다
파괴시험에는 절연내력시험과 충격파시험이 있고, 비파괴시험에는 유전정접 시험이 있다.
유입변압기의 경우에는 절연유를 시험하여 절연 상태를 진단하기도 한다
전력용 변압기의 절연 진단방법
1)절연내력시험
- IEC규격은 표에 의한 전압을 권선과 대지 간에 1분간 가함
| 최고전압 | 시험전압 |
|---|---|
| 3.6 | 10 |
| 7.2 | 20 |
| 24 | 50 |
| 72.5 | 140 |
| 145 | 275 |
| 170 | 325 |
절연내력시험을 하기 위해서는 슬라이닥스와 PT를 사용하고, 회로보호용으로 OCR과 CB를 다음 그림과 같이 결선한다.
만일 시험중에 변압기가 절연파괴되어 OCR에 전류가 흐르면 OCR은 CB를 Trip시켜 회로를 보호한다
2)충격파시험
- 1.2*50[μs]인가하여 절연상태 확인
- 50~70% 정도의 낮은 충격파를 가한 후 전파를 가한다
- 해당 기기의 BIL과 같은 크기의 충격파전압을 충전부와 대지 간에 음양 각 3회씩 인가하여 변압기의 이상 유무는 접지선에 흐르는 전류의 파형을 분석해서 판별한다.
3)유전정접시험(비파괴시험)
- 쉐링 브리지를 이용하여 측정
- 절연상태가 양호하면 피측정기기는 완전한 콘덴서가 된다(전류 위상이 90°앞섬)
- 열화가 발생하면 전루의 위상이 90°이하가 되므로 Ra, Ca를 가변하여 측정한다.
\[\tan\delta=2\pi f C_a R_a\]
4)온라인 진단법
- 초음파센서
변압기에 절연열화가 생겨 부분방전이 일어날 때 발생하는 전자파를 부분방전 진단용 초음파센서로 탐사함으로써 열화개소를 검지하는 방법이다
- 온라인 가스분석기
가스분석기의 센서를 유입변압기의 드래인벨브에 설치하고, 분석기를 통해 컴퓨터에서 상시 감시 진단할 수 있는 장비로 여러대의 변압기를 한 대의 컴퓨터로 진단할 수 있는 장점이 있다.
- 고주파 잡음에 의한 애자열화 진단방법
변압기에 절연열화가 생겨 발생하는 전자파를 탐사함으로써 열화개소의 검지가 가능해진다.
- 변압기의 절연유 열화센서
PCS는 변압기의 열화 정도를 전기 사용 상태에서 자동감시하여 절연유의 열화 측정과 예측이 가능하도록 한 것이다. 이에는 주로 초음파센서가 사용된다.
5)절연유 시험
- 산가도 측정
- 절연유 5[mL]에 산성추출액 5[mL]를 넣고 수산화칼륨을 넣어 측정
- 절연유1[g]의 산성을 중화하는데 필요한 수산화칼륨(KOH)의 [mg]수로 표시
| 산가도 | 판정 |
|---|---|
| 0.02이하 | 양호 |
| 0.2~0.4 | 요주의 |
| 0.4이상 | 불량 |
- 절연내력 시험방법
- 절연유를 담은 통에 지름 12.5[㎜]의 2개의 구를 20[㎜]담가 간격을 12.5[㎜]띄워서 측정
- 3[kV/sec]의 비율료 전압을 상승시켜 Breaker가 동작했을 때의 전압
| 시험전압 (절연파괴 전압) | 판정 |
|---|---|
| 30[kV] | 신유 |
| 20[kV] | 양호 |
| 15[kV]~20[kV] | 요주의 |
| 150[kV]미만 | 교체 |