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大型电力变压器绝缘事故的分析与预防 |
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| 大型电力变压器绝缘事故的分析与预防 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 10:02:32  |
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王伟，张敏久
青铜峡铝业集团宁夏青铜峡751603
1概述
变压器的安全运行受到绝缘 事故的威胁，因此，在变压器的制造、安装、 检修和运行过程中，对变压器绝缘系统的安全 十分重视。本文着重分析引起变压器绝缘事故 的原因以及对绝缘事故的预防。
2绝缘事故产生的原因
2.1绝缘事故概述
变压器的绝缘系统是一个绝缘配合 问题。合理的绝缘配合是指变压器绝缘的耐受 电场强度（以下简称“场强）大于其受到的作 用场强，并有一定的裕度。当绝缘配合受到破 坏，便引起绝缘事故的发生。
2.2作用场强失控引起的绝缘事故
1）长期工作电压
长期工作电压失控的问题是不存在 的，但这不等于作用场强不失控。因为在一定 的电压下，如果发生电场畸变，作用场强就会 发生变化，引起电场畸变的原因有金属导体悬 浮、导体上有尖角毛刺以及导电尘埃的积集等 。例如：高压套管均压球安装时未拧紧或在运 行中振松，就形成了悬浮导体，产生足以使油 隙击穿的作用场强，引起局部放电和使变压器 油分解出乙炔。
2）暂时过电压
工频电压短时升高或谐振过电压统 称暂时过电压。当工频电压升高超过设计值时 ，便可能发生铁心的过激磁。在过激磁的状况 下，一方面激磁电流的数值迅速增大，另一方 面激磁电流中的谐波分量迅速增多。过激磁的 倍数越大，则越严重。其后果是造成靠近铁心 线圈的导体局部过热，引起匝间绝缘击穿。国 外文献多次报导过此类事故。
3）操作过电压
电压等级超过220kV的变压器对操作过 电压采取了有效的保护措施，所以至今未发现 在操作过电压下的破坏事故。220kV及以下变压 器的操作过电压的作用场强有失控的可能性， 足以引发事故。例如：在空载合闸时发生线圈 匝间或层间短路；在切低压侧补偿电容器时， 引起低压引线对油箱放电；多次不同期合闸时，引起高压套管端部相间击穿。
4）雷电过电压
变压器高压侧的防雷保护比较健全 ，一般比较安全。但有些变压器的中、低压侧 的耐雷水平较低，导致雷击损坏变压器的事故 时有发生。如：220kV变压器，低压35kV侧发生过 多次雷击损坏事故；110kV三绕组变压器的中压35 kV侧或低压10kV侧也发过生雷击损坏事故。
2.3耐受场强下降引起的绝缘事故
耐受场强下降是指变压器在运行 中由于受到污染而使绝缘处于非正常状态。引起污染的原因很复杂，常见的有以下3种：
1）绝缘受潮
正常的油纸绝缘耐受场强很高，在 正常运行电压下，匝绝缘是不可能发生击穿事 故的；但是实际情况是，变压器绕组绝缘事故 由匝绝缘事故引起的可能性占到所有绝缘事故 的80％～90％，其原因是油纸绝缘对水有极大的 亲和力，其受潮后绝缘强度会直线下降。
一般的变压器在出厂前已做了绝缘 强度试验，因此绝缘强度达到了国家标准。但是，在运输过程中或待安装过程中，就不能保 证绝缘不受到破坏。所以，在变压器安装之前，一般都要进行吊芯检查。吊芯前天气须为晴 天，相对湿度小于65％，器身温度要高于周围 环境温度10℃。变压器油的绝缘应符合国家规 定标准，见表1。
由于吊芯过程中器身绝缘表面受潮 ，为驱除潮气，必须利用真空滤油机进行热油 循环。在热油循环过程中油加热时脱水缸温度 控制在70～75℃，油箱温度应>50℃，热油循环 连续时间以24h为宜，如果达不到要求，必须延 长热油循环时间。在严寒的冬季，为了提高热 油循环的效率，必要时，须对变压器器身采取 必要的“保温”措施，防止变压器器身温度由 于外界环境温度过低而降低。
绝缘受潮事故可分为突发性受潮事 故和渐变性受潮事故。
突发性受潮事故是指泼进水或吸进水引起的事故，有以下几种情况：套管“将军 帽”密封不严，吸进的水分沿高压出线渗到线 圈上，引起中部进线的高压线圈匝间短路；抽 真空时将水打到线圈上，引起高压线圈烧毁；水冷却器漏水，引起线圈烧毁；油箱顶盖上的 铁心接地套管或定位钉胶垫密封不严，进入水 分引起线圈烧毁；套管均压球内积水，安装时 将水倾倒到线圈上，引起高压线圈烧毁；变压 器在带油运输中受潮，安装时未发现，投运后 线圈烧毁；注油前未将进油管内的积水冲洗掉 ，且从上部进油，水混在油中淋到器身上，引 起绝缘击穿；储油柜内积水，补油时将水冲到 线圈上，引起线圈烧毁。
渐变性受潮事故是指绝缘整体受潮 ，随着油的循环，水分在绝缘中局部累积到一 定程度后，引起的绝缘事故。如：水分沿围屏 内油道集积，引起围屏树枝状放电；在电场最 大处的匝间残留了硅胶，硅胶吸水后传给匝绝 缘，使匝绝缘局部受潮，引起匝间短路。
总之，分析正常工作电压下的绝缘 事故时，首先要考虑有没有绝缘受潮。因为正 常工作电压下的绝缘裕度很大，除水分以外， 很少有其它破坏绝缘的因素存在，能将绝缘的 耐受强度下降到耐不住正常工作电压的强度。
2）金属异物
变压器器身上如残留金属导体，由 于产生局部放电或将绝缘磨损，在发生过电压 时或正常的工作电压下就有可能引起绝缘击穿 损坏；但自上世纪80年代以后的变压器发生这 类事故的可能性不大，因为生产厂家和现场都 开展了局部放电试验，对检出金属异物是很有 效的。
3）尘埃微粒
尘埃微粒包括导电性微粒、半导电 性微粒、导磁性微粒、绝缘纤维及纸屑等。
导电性、半导电性微粒（铜末、铝 末、碳末等）在电场作用下会沿电力线排列， 使电场畸变，因而引发放电事故或发生油流带 电现象。
导磁性微粒（铁末）在磁场作用下 会沿磁力线排列，排列后容易引起铁芯多点接 地故障。这种类型的故障，可以用冲击电流法 将其冲散；但变压器恢复运行后不久，可能再 次发生接地。再有，纤维在油中漂移，容易吸 收水分，当漂移到裸导体电极之间时，形成“ 易击穿点”，激发低压引线之间的击穿放电。 这种放电过后，如果导体烧损不严重，可以恢 复送电，但恢复送电后要多观察变压器在运行 中有无异常现象。
3预防绝缘事故的措施
预防绝缘事故的根本措施， 从制造来说，是要严格按设计工艺要求进行生 产；从安装和检修来说，要严格执行安装检修 规范；从运行来说，要严格保证运行在额定工 况条件下。一般来说，变压器通过出厂和交接 试验证明绝缘良好，在运行中又得到良好的维护，其绝缘是不可能损坏的。相反，如果变压 器的密闭性遭到破坏，器身受到污染，则制造 质量再好的变压器也可能损坏。
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