大型电力变压器的绝缘事故分析与防范

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1、大型电力变压器的绝缘事故分析与防范[摘要]本文通过总结大型电力变压器的绝缘事故分析，制定出防范措施，同时对分析变压器劣化趋势及潜伏性缺陷发现，并探讨变压器的寿命管理、安全经济运行及状态检修。[关键词]变压器绝缘事故分析防范1.绝缘事故概况大型电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注，尤其越来越多的大容量变压器进网运行，一量造成变压器故障，将影响正常生产和人民的正常生活，而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失，在这种情况下掌握变压器绝缘受哪些因素影响，会造成变压器损坏，对变压器安全稳定运行有一定的好处，使变压器长期在受控状态

2、下运行，避免造成变压器损坏，对变压器安全可靠运行具有一定现实意义。1.1变压器的绝缘事故的分类变压器的绝缘事故一般分为以下4类：1.1.1绕组绝缘事故：指主绝缘、匝绝缘、段间绝缘、引线绝缘以及端绝缘等放电、烧损，引起的绝缘事故。1.1.2套管绝缘事故。指套管内部绝缘放电引起绝缘损坏，甚至瓷套爆炸。还包括套管外绝缘的沿面放电和空气间隙的击穿。1.1.3分接开关绝缘事故。主要是指由于切换开关油室内油的绝缘强度严重下降，在切换分接时不能灭弧，引起有载分接开关烧毁。另外还有无励磁分接开关和有载分接开关裸露的导体之间放电，引起相间、相对地或级

3、间短路的事故。1.1.4铁心绝缘事故。指铁心的硅钢片对地绝缘损坏,引起铁心多点接地。另指铁心的框架连接点间的绝缘损坏，产生环流引起局部过热故障。上述4类事故中，绕组绝缘事故的危害最大。1.2变压器绝缘事故根本原因为分析变压器绝缘事故的根本原因，把作用在绝缘上的电场强度，分为作用电场强度（简称作用场强）和耐受电场强度（简称耐受场强）。作用场又可分为雷电冲击作用场强，操作冲击作用场强和工频作用场强。对这三种类型作用场强不同的绝缘成分有各自的耐受场强。但其共同点是作用场强大于耐受场强，便要出绝缘事故。按作用场强和耐受场强的抗衡关系可分为3

4、种形势：1.2.1作用场强过高。如110kV和220kV降压变压器的第三绕组（10kV或35kV绕组）在雷击时出现作用场强高于变压器本身的正常耐受场强，引起雷击损坏的绝缘事故。这种原因的事故每年都有发生。占总的绕组绝缘事故比率约为百分之几。1.2.2作用场强过高加上耐受场强下降。如有的变压器在操作时绝缘损坏，解体检查发现，绝缘有受潮现象。雷电冲击对油纸绝缘中的水分不如操作冲击敏感。所以这种原因的事故不多，占总的绕组绝缘事故的比率约为千分之几。1.2.3耐受场强下降。如变压器正常运行中耐受场强下降，在正常工作电压下突然发生绝缘事故。这

5、类绝缘事故频繁出现，占总的绕组绝缘事故的比率已超过90%。1.3正常运行的变压器出现绝缘事故的两种方式正常运行的变压器出现绝缘事故有两种方式，一种叫突发式事故。这种事故的特点是：按现行的预防性规程进行的预防性试验合格，其他在线的监测也未发现事故的预兆。但在正常运行条件下，变压器内部突发绝缘击穿事故，继电保护动作跳闸。由于故障能量有大有小，或继电保护动作的时间有快有慢，变压器损坏的严重程度大不相同。另一种叫垂危式故障。这种事故的特点是：预防性试验的绝缘性能试验合格，但从油中溶解气体的色谱分析发现乙炔（C2H2）。经分析确认与在绝缘部分

6、存在放电有关。于是停电进行测量局部放电量的试验以下（简称局放试验）。试验结果表明放电状况异常，甚至在试验中就发生贯穿性击穿。实践表明将局放试验和其他试验结果进行综合分析，可以作出正确诊断，解体后可以找到绝缘发生不可逆损坏的故障点。2.正常运行的变压器绝缘事故的原因分析2.1发生绝缘事故原因分析2.1.1制造缺陷。绝缘事故的制造缺陷说，又分“尖角毛刺”说、“金属异物”说，“颗粒含量”说。以及“绝缘缺陷”说等。所有这些说法，集中到一点是对放电机理有共识，即认为先发生局部放电，然后在正常工作电压下引起绝缘击穿事故。早先的老旧变压器，确实有

7、过上述种种原因引起正常工作电压下的绝缘事故，而且事实证明，对放电机理的分析是符合实际的。但就大型电力变压器而言，这类变压器已运行20多年，有问题早应暴露。如果至今尚未暴露，可以证明实际上已不再存在这类缺陷。上世纪80年代起，220kV及以上电压等级的变压器都进行了局放试验。经验表明，局放试验对发现上述种种缺陷是特别有效的。因此对于出厂时局放试验合格的变压器，尤其是安装或检修后还进行过局放试验的变压器，不可能再有在正常工作电压下就足以引起绝缘事故的制造缺陷。这正是局放试验的魔力所在。2.1.2绝缘老化。我曾经历几台变压器，由于油道堵塞

8、，匝绝缘局部过热，引起在正常工作电压下的匝绝缘事故。实际上这是过热事故。油中气体色谱分析（简称DGA）对这类事故是能鉴定的。我国的大型电力变压器都是全密封结构，运行年代不长，不少长年轻载。因此一般不存在绝缘老化的问题。如果由于绝缘老化