變壓器故障檢測(cè)技術(shù)——絕緣結(jié)構(gòu)及故障診斷技術(shù)(共37頁(yè))

1、PAGE PAGE 19畢業(yè)設(shè)計(jì)(b y sh j)（論文） 題 目 變壓器故障檢測(cè)(jin c)技術(shù)-絕緣結(jié)構(gòu)(jigu)及故障診斷技術(shù) 班 級(jí) 姓 名 指導(dǎo)教師 第 頁(yè)第 頁(yè)摘 要電力變壓器是電力系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備之一，它承擔(dān)著電壓變換，電能分配和傳輸，并提供電力服務(wù)。因此，變壓器的正常運(yùn)行是對(duì)電力系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證，必須最大限度地防止和減少變壓器故障和事故的發(fā)生。但由于變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行，故障和事故總不可能完全避免，且引發(fā)故障和事故又出于眾多方面的原因。如外力的破壞和影響，不可抗拒的自然災(zāi)害，安裝、檢修、維護(hù)中存在的問題和制造過(guò)程中遺留的設(shè)備缺陷等事故隱患，特別是電力變

2、壓器長(zhǎng)期運(yùn)行后造成的絕緣老化、材質(zhì)劣化及預(yù)期(yq)壽命的影響，已成為發(fā)生故障的主要因素。其中，絕緣結(jié)構(gòu)及其故障嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成事故和導(dǎo)致事故的擴(kuò)大，從而危及電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行.關(guān)鍵詞：電力變壓器故障 檢測(cè)(jin c) 絕緣結(jié)構(gòu) 絕緣故障 診斷AbstractPower transformer is one of the key equipment in power system, it bear the voltage transform, power distribution and transmission, and provide power service. As a result,

3、the normal operation of the transformer is the electric power system safe, reliable, high quality and the important guarantee of economic operation, must maximize prevent and reduce the number of transformer faults and accidents. But as a result of transformer running for a long time, always cant co

4、mpletely avoid failure and accident, and the cause of failure and accident due to many reasons. Such as the destruction of the external force and influence of irresistible natural disasters, the problems existing in the installation and maintenance, maintenance and manufacturing process of the legac

5、y of the defective equipment such as accidents, especially in power transformer insulation aging after long-term operation, the influence of material degradation and life expectancy, has become the main factor of failure. Among them, the insulation structure and its failure will lead to accidents an

6、d serious accidents, so as to endanger the safe operation of power system. .Keywords: insulation structure of insulation fault diagnosis electric power transformer fault detection 目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc13652 摘 要 PAGEREF _Toc13652 1 HYPERLINK l _Toc16893 第一章 變壓器運(yùn)行中的異?，F(xiàn)象與故障(gzhng)處理 PAGEREF

7、 _Toc16893 4 HYPERLINK l _Toc13511 1.1變壓器運(yùn)行中的各種( zhn)異?，F(xiàn)象及故障的形成原因 PAGEREF _Toc13511 4 HYPERLINK l _Toc30154 1.2變壓器在運(yùn)行(ynxng)中不正?，F(xiàn)象的處理方法 PAGEREF _Toc30154 8 HYPERLINK l _Toc31629 第二章 變壓器故障 PAGEREF _Toc31629 10 HYPERLINK l _Toc4361 2.1絕緣結(jié)構(gòu)及故障診斷 PAGEREF _Toc4361 10 HYPERLINK l _Toc6328 2.2固體紙絕緣故障 PAGER

8、EF _Toc6328 11 HYPERLINK l _Toc13298 2.3液體油絕緣故障 PAGEREF _Toc13298 13 HYPERLINK l _Toc27487 2.4干式樹脂變壓器的絕緣特性 PAGEREF _Toc27487 16 HYPERLINK l _Toc2555 第三章 變壓器故障檢測(cè) PAGEREF _Toc2555 20 HYPERLINK l _Toc32498 3.1 絕緣電阻的試驗(yàn)原理 PAGEREF _Toc32498 21 HYPERLINK l _Toc3927 3.2絕緣電阻的試驗(yàn)類型 PAGEREF _Toc3927 22 HYPERLIN

9、K l _Toc11066 3.3絕緣電阻的試驗(yàn)方法 PAGEREF _Toc11066 24 HYPERLINK l _Toc24460 3.4絕緣電阻的測(cè)試分析 PAGEREF _Toc24460 25 HYPERLINK l _Toc7448 3.5絕緣電阻檢測(cè)與診斷實(shí)例 PAGEREF _Toc7448 26 HYPERLINK l _Toc15772 第四章 變壓器故障診斷 PAGEREF _Toc15772 27 HYPERLINK l _Toc22151 4.1變壓器故障綜合處理 PAGEREF _Toc22151 27 HYPERLINK l _Toc19093 4.2故障類型

10、的判斷 PAGEREF _Toc19093 28 HYPERLINK l _Toc26478 致 謝 PAGEREF _Toc26478 30 HYPERLINK l _Toc17797 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc17797 31第一章 變壓器運(yùn)行(ynxng)中的異?，F(xiàn)象與故障處理變壓器在輸配電系統(tǒng)中占有極其重要的地位，與其它電氣設(shè)備相比其故障率較低，但是一旦發(fā)生故障將會(huì)給電力系統(tǒng)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)極大的危害。因此，能針對(duì)變壓器在運(yùn)行中的各種異常及故障現(xiàn)象，作出迅速(xn s)而正確的判斷、處理，盡快消除設(shè)備隱患及缺陷，從而保證變壓器的安全運(yùn)行，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，是我們每一個(gè)

11、電力運(yùn)行人員應(yīng)具備的基本技能。電力變壓器是發(fā)電廠和變電站的主要設(shè)備之一。變壓器的用途是多方面的，不但需要升高電壓把電能送到用電地區(qū)，還要把電壓降低為各級(jí)使用電壓，以滿足用電的需要?？傊龎号c降壓都必需由變壓器來(lái)完成。在電力系統(tǒng)傳送電能的過(guò)程中，必然會(huì)產(chǎn)生電壓和功率(gngl)兩部分損耗，在輸送同一功率時(shí)電壓損耗與電壓成反比，功率損耗與電壓的平方成反比。利用變壓器提高電壓，減少了送電損失。變壓器是由鐵芯、線圈、油箱、油枕、呼吸器、防暴管、散熱器、絕緣套管、分接開關(guān)、瓦斯繼電器、還有溫度計(jì)、熱虹吸、等附件組成。通過(guò)對(duì)變壓器運(yùn)行中的各種異常及故障現(xiàn)象的淺析，能對(duì)變壓器的不正常運(yùn)行和處理方法得以了解、

12、掌握。在處理變壓器異常及故障時(shí)能正確判斷、果斷處理。在正常巡視變壓器時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患、缺陷，使設(shè)備在健康水平下運(yùn)行。1.1變壓器運(yùn)行中的各種異?，F(xiàn)象及故障的形成原因（一）聲音異常正常運(yùn)行時(shí)，由于交流電通過(guò)變壓器繞組，在鐵芯里產(chǎn)生周期性的交變磁通，引起硅鋼片的磁質(zhì)伸縮，鐵芯的接縫與疊層之間的磁力作用以及繞組的導(dǎo)線之間的電磁力作用引起振動(dòng)，發(fā)出的“嗡嗡”響聲是連續(xù)的、均勻的，這都屬于正常現(xiàn)象。如果變壓器出現(xiàn)故障或運(yùn)行不正常，聲音就會(huì)異常，其主要原因有： 1.變壓器過(guò)載運(yùn)行時(shí)，音調(diào)高、音量大，會(huì)發(fā)出沉重的“嗡嗡”聲。2.大動(dòng)力負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)，如帶有電弧(dinh)、可控硅整流器等負(fù)荷時(shí)，負(fù)荷變化大，又因諧

13、波作用，變壓器內(nèi)瞬間發(fā)出“哇哇(ww)”聲或“咯咯( )”間歇聲，監(jiān)視測(cè)量?jī)x表時(shí)指針發(fā)生擺動(dòng)。3.電網(wǎng)發(fā)生過(guò)電壓時(shí)，例如中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)有單相接地或電磁共振時(shí)，變壓器聲音比平常尖銳，出現(xiàn)這種情況時(shí)，可結(jié)合電壓表計(jì)的指示進(jìn)行綜合判斷。4.個(gè)別零件松動(dòng)時(shí)，聲音比正常增大且有明顯雜音，但電流、電壓無(wú)明顯異常，則可能是內(nèi)部夾件或壓緊鐵芯的螺釘松動(dòng)，使硅鋼片振動(dòng)增大所造成。5.變壓器高壓套管臟污，表面釉質(zhì)脫落或有裂紋存在時(shí)，可聽到“嘶嘶”聲，若在夜間或陰雨天氣時(shí)看到變壓器高壓套管附近有藍(lán)色的電暈或火花，則說(shuō)明瓷件污穢嚴(yán)重或設(shè)備線卡接觸不良。6.變壓器內(nèi)部放電或接觸不良，會(huì)發(fā)出“吱吱”或“劈啪”聲，且此聲

14、音隨故障部位遠(yuǎn)近而變化。 7.變壓器的某些部件因鐵芯振動(dòng)而造成機(jī)械接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生連續(xù)的有規(guī)律的撞擊或磨擦聲。 8.變壓器有水沸騰聲的同時(shí)，溫度急劇變化，油位升高，則應(yīng)判斷為變壓器繞組發(fā)生短路故障或分接開關(guān)因接觸不良引起嚴(yán)重過(guò)熱，這時(shí)應(yīng)立即停用變壓器進(jìn)行檢查。變壓器鐵芯接地?cái)嗑€時(shí)，會(huì)產(chǎn)生劈裂聲，變壓器繞組短路或它們對(duì)外殼放電時(shí)有劈啪的爆裂聲，嚴(yán)重時(shí)會(huì)有巨大的轟鳴聲，隨后可能起火。 （二）外表、顏色、氣味異常變壓器內(nèi)部故障及各部件過(guò)熱將引起一系列的氣味、顏色變化。1.防爆管防爆膜破裂，會(huì)引起水和潮氣進(jìn)入變壓器內(nèi)，導(dǎo)致絕緣油乳化及變壓器的絕緣強(qiáng)度降低，其可能為內(nèi)部故障或呼吸器不暢。2.呼吸器硅膠變色

15、，可能是吸潮過(guò)度，墊圈損壞，進(jìn)入油室的水分太多等原因引起。3.瓷套管接線緊固部分(b fen)松動(dòng)，表面接觸過(guò)熱氧化，會(huì)引起變色和異常氣味。（顏色變暗、失去光澤、表面鍍層遭破壞。）4.瓷套管(to un)污損產(chǎn)生電暈、閃絡(luò)，會(huì)發(fā)出奇臭味，冷卻風(fēng)扇、油泵燒毀會(huì)發(fā)生燒焦氣味。5.變壓器漏磁的斷磁能力(nngl)不好及磁場(chǎng)分布不均，會(huì)引起渦流，使油箱局部過(guò)熱，并引起油漆變化或掉漆。（三）油溫油色異常變壓器的很多故障都伴有急劇的溫升及油色劇變，若發(fā)現(xiàn)在同樣正常的條件下（負(fù)荷、環(huán)溫、冷卻），溫度比平常高出10以上或負(fù)載不變溫度不斷上升（表計(jì)無(wú)異常），則認(rèn)為變壓器內(nèi)部出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，其原因有：1.由于渦流或

16、夾緊鐵芯的螺栓絕緣損壞會(huì)使變壓器油溫升高。2.繞組局部層間或匝間短路，內(nèi)部接點(diǎn)有故障，二次線路上有大電阻短路等，均會(huì)使變壓器溫度不正常。3.過(guò)負(fù)荷，環(huán)境溫度過(guò)高，冷卻風(fēng)扇和輸油泵故障，風(fēng)扇電機(jī)損壞，散熱器管道積垢或冷卻效果不良，散熱器閥門未打開，滲漏油引起油量不足等原因都會(huì)造成變壓器溫度不正常。4.油色顯著變化時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行跟蹤化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)油內(nèi)含有碳粒和水分，油的酸價(jià)增高，閃電降低，隨之油絕緣強(qiáng)度降低，易引起繞組與外殼的擊穿，此時(shí)應(yīng)及時(shí)停用處理。（四）油位異常1.假油位：（1）油標(biāo)管堵塞；（2）油枕呼吸器堵塞；（3）防暴管氣孔堵塞。2.油面過(guò)低：（1）變壓器嚴(yán)重滲漏油；（2）檢修人員因工作需要，

17、多次放油后未補(bǔ)充；（3）氣溫過(guò)低，且油量不足；（4）油枕容量不足，不能滿足運(yùn)行要求。（五）滲漏油變壓器運(yùn)行中滲漏油的現(xiàn)象比較普遍，主要原因有以下：油箱與零部件連接處的密封不良，焊件或鑄件存在缺陷，運(yùn)行中額外荷重或受到震動(dòng)等。2.內(nèi)部故障使油溫升高，引起油的體積(tj)膨脹，發(fā)生漏油或噴油。（六）油枕或防暴(fn bo)管噴油1當(dāng)二次系統(tǒng)突然短路，而保護(hù)拒動(dòng)，或內(nèi)部有短路故障而出氣孔和防暴(fn bo)管堵塞等。2內(nèi)部的高溫和高熱會(huì)使變壓器突然噴油，噴油后使油面降低，有可能引起瓦斯保護(hù)動(dòng)作。（七）分接開關(guān)故障變壓器油箱上有“吱吱”的放電聲，電流表隨響聲發(fā)生擺動(dòng)，瓦斯保護(hù)可能發(fā)出信號(hào)，油的絕緣降低

18、，這些都可能是分接開關(guān)故障而出現(xiàn)的現(xiàn)象，分接開關(guān)故障的原因有以下幾條：1.分接開關(guān)觸頭彈簧壓力不足，觸頭滾輪壓力不均，使有效接觸面面積減少，以及因鍍層的機(jī)械強(qiáng)度不夠而嚴(yán)重磨損等會(huì)引起分接開關(guān)燒毀。2.分接開關(guān)接頭接觸不良，經(jīng)受不起短路電流沖擊發(fā)生故障。3.切換分接開關(guān)時(shí)，由于分頭位置切換錯(cuò)誤，引起開關(guān)燒壞。4.相間絕緣距離不夠，或絕緣材料性能降低，在過(guò)電壓作用下短路。（八）絕緣套管的閃絡(luò)和爆炸故障套管密封不嚴(yán)，因進(jìn)水使絕緣受潮而損壞；套管的電容芯子制造不良，內(nèi)部游離放電；或套管積垢嚴(yán)重以及套管上有裂紋，均會(huì)造成套管閃絡(luò)和爆炸事故。（九）三相電壓不平衡1.三相負(fù)載不平衡，引起中性點(diǎn)位移，使三相電

19、壓不平衡。2.系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振，使三相電壓不平衡。3.繞組發(fā)生匝間或?qū)娱g短路，造成三相電壓不平衡。（十）繼電保護(hù)動(dòng)作繼電保護(hù)動(dòng)作，說(shuō)明變壓器有故障。瓦斯保護(hù)是變壓器的主保護(hù)之一，它能保護(hù)變壓器內(nèi)部發(fā)生的絕大部分故障，常常是先輕瓦斯動(dòng)作發(fā)出信號(hào)，然后瓦斯動(dòng)作跳閘。輕瓦斯動(dòng)作的原因：（1）因?yàn)V油、加油，冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密致使空氣進(jìn)入變壓器。（2）溫度下降和漏油致使油位緩慢降低。（3）變壓器內(nèi)部(nib)故障，產(chǎn)生少量氣體。（4）變壓器內(nèi)部故障短路。（5）保護(hù)裝置二次回路故障。當(dāng)外部檢查未發(fā)現(xiàn)變壓器有異常時(shí)，應(yīng)查明瓦斯繼電器中氣體的性質(zhì)：如積聚在瓦斯繼電器內(nèi)的氣體不可燃，而且是無(wú)色無(wú)嗅的，而混合氣體中主

20、要是惰性氣體(duxng q t)，氧氣含量大于6，油的燃點(diǎn)不降低，則說(shuō)明變壓器內(nèi)部有故障，應(yīng)根據(jù)瓦斯繼電器內(nèi)積聚的氣體性質(zhì)來(lái)鑒定變壓器內(nèi)部故障的性質(zhì)；如氣體的顏色為黃色不易燃的，且一氧化碳含量大于12，為木質(zhì)絕緣損壞；灰色的黑色易燃的且氫氣含量在3以下，有焦油味，燃點(diǎn)降低，則說(shuō)明油因過(guò)濾而分解或油內(nèi)曾發(fā)生過(guò)閃絡(luò)故障；淺灰色帶強(qiáng)烈臭味且可燃的，是紙或紙板絕緣損壞。通過(guò)對(duì)變壓器運(yùn)行中的各種異常及故障現(xiàn)象的分析，能對(duì)變壓器的不正常運(yùn)行的處理方法得以了解、掌握。1.2變壓器在運(yùn)行中不正常現(xiàn)象(xinxing)的處理方法（一）運(yùn)行中的不正?，F(xiàn)象的處理1.值班人員在變壓器運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)設(shè)法盡

21、快消除，并報(bào)告上級(jí)和做好記錄。2.變壓器有下列情況之一者應(yīng)立即停運(yùn)，若有運(yùn)用中的備用變壓器，應(yīng)盡可能先將其投入運(yùn)行：（1）變壓器聲響明顯增大，很不正常，內(nèi)部有爆裂聲；（2）嚴(yán)重漏油或噴油，使油面下降到低于油位計(jì)的指示限度；（3）套管有嚴(yán)重的破損和放電現(xiàn)象；（4）變壓器冒煙著火。3.當(dāng)發(fā)生危及變壓器安全的故障，而變壓器的有關(guān)保護(hù)裝置拒動(dòng)，值班人員應(yīng)立即將變壓器停運(yùn)。4.當(dāng)變壓器附近的設(shè)備著火、爆炸或發(fā)生其他情況，對(duì)變壓器構(gòu)成嚴(yán)重威脅時(shí)，值班人員應(yīng)立即將變壓器停運(yùn)。5.變壓器油溫升高超過(guò)規(guī)定值時(shí)，值班人員應(yīng)按以下步驟檢查處理：（1）檢查變壓器的負(fù)載和冷卻介質(zhì)(jizh)的溫度，并與在同一負(fù)載和冷卻

22、介質(zhì)溫度下正常的溫度核對(duì)；（2）核對(duì)(h du)溫度裝置；（3）檢查變壓器冷卻裝置或變壓器室的通風(fēng)(tng fng)情況。若溫度升高的原因由于冷卻系統(tǒng)的故障，且在運(yùn)行中無(wú)法檢修者，應(yīng)將變壓器停運(yùn)檢修；若不能立即停運(yùn)檢修，則值班人員應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程的規(guī)定調(diào)整變壓器的負(fù)載至允許運(yùn)行溫度下的相應(yīng)容量。在正常負(fù)載和冷卻條件下，變壓器溫度不正常并不斷上升，且經(jīng)檢查證明溫度指示正確，則認(rèn)為變壓器已發(fā)生內(nèi)部故障，應(yīng)立即將變壓器停運(yùn)。變壓器在各種超額定電流方式下運(yùn)行，若頂層油溫超過(guò)105時(shí)，應(yīng)立即降低負(fù)載。6.變壓器中的油因低溫凝滯時(shí)，應(yīng)不投冷卻器空載運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)視頂層油溫，逐步增加負(fù)載，直至投入相應(yīng)數(shù)量冷卻器，

23、轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。7.當(dāng)發(fā)現(xiàn)變壓器的油面較當(dāng)時(shí)油溫所應(yīng)有的油位顯著降低時(shí)，應(yīng)查明原因。補(bǔ)油時(shí)應(yīng)遵守規(guī)程規(guī)定，禁止從變壓器下部補(bǔ)油。8.變壓器油位因溫度上升有可能高出油位指示極限，經(jīng)查明不是假油位所致時(shí)，則應(yīng)放油，使油位降至與當(dāng)時(shí)油溫相對(duì)應(yīng)的高度，以免9.溢油。10.鐵芯多點(diǎn)接地而接地電流較大時(shí)，應(yīng)按排檢修處理。在缺陷消除前，可采取措施將電流限制在100mA左右，并加強(qiáng)監(jiān)視。11.系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，應(yīng)監(jiān)視消弧線圈和接有消弧線圈的變壓器的運(yùn)行情況。（二）瓦斯保護(hù)裝置動(dòng)作的處理瓦斯保護(hù)信號(hào)動(dòng)作時(shí)，應(yīng)立即對(duì)變壓器進(jìn)行檢查，查明動(dòng)作的原因，是否因積聚空氣、油位降低、二次回路故障或是變壓器內(nèi)部故障造成的。瓦

24、斯保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)，在原因消除故障前不得將變壓器投入運(yùn)行。為查明原因應(yīng)考慮以下因素，作出綜合判斷：是否呼吸不暢或排氣未盡； （2）保護(hù)及直流等二次回路是否正常；變壓器外觀(wigun)有無(wú)明顯反映故障性質(zhì)的異?，F(xiàn)象； （4）氣體繼電器中積聚(jj)氣體量，是否可燃；（5）氣體繼電器中的氣體和油中溶解氣體的色譜分析(s p fn x)結(jié)果； （6）必要的電氣試驗(yàn)結(jié)果；變壓器其它繼電保護(hù)裝置動(dòng)作情況。（三）變壓器跳閘和滅火變壓器跳閘后，應(yīng)立即查明原因。如綜合判斷證明變壓器跳閘不是由于內(nèi)部故障所引起，可重新投入運(yùn)行。若變壓器有內(nèi)部故障的征象時(shí)，應(yīng)作進(jìn)一步檢查。 2.變壓器跳閘后，應(yīng)立即停油泵。3.變壓

25、器著火時(shí)，應(yīng)立即斷開電源，停運(yùn)冷卻器，并迅速采取滅火措施，防止火勢(shì)蔓延。第二章 變壓器故障油浸電力變壓器的故障常被分為內(nèi)部故障和外部故障兩種。內(nèi)部故障為變壓器油箱內(nèi)發(fā)生的各種故障，其主要類型有：各相繞組之間發(fā)生的相問短路、繞組的線匝之間發(fā)生的匝間短路、繞組或引出線通過(guò)外殼發(fā)生的接地故障等。外部故障為變壓器油箱外部絕緣套管及其引出線上發(fā)生的各種故障，其主要類型有：絕緣套管閃絡(luò)或破碎而發(fā)生的接地由于變壓器故障涉及面較廣，具體類型的劃分方式較多，如從回路劃分主要有電路故障、磁路故障和油路故障。若從變壓器的主體結(jié)構(gòu)劃分，可分為繞組故障、鐵心故障、油質(zhì)故障和附件故障。同時(shí)習(xí)慣上對(duì)變壓器故障的類型一般是根

26、據(jù)常見的故障易發(fā)區(qū)位劃分，如絕緣故障、鐵心故障、分接開關(guān)故障等。而對(duì)變壓器本身影響最嚴(yán)重、目前發(fā)生機(jī)率最高的又是變壓器出口短路故障，同時(shí)還存在變壓器滲漏故障、油流帶電故障、保護(hù)誤動(dòng)故障等等。所有這些不同類型的故障，有的可能反映的是熱故障，有的可能反映的是電故障，有的可能既反映過(guò)熱故障同時(shí)又存在放電故障，而變壓器滲漏故障在一般情況下可能不存在熱或電故障的特征。這里,我們重點(diǎn)對(duì)比較常見的變壓器絕緣結(jié)構(gòu)故障的成因、影響(yngxing)、判斷方法及應(yīng)采取的相應(yīng)技術(shù)措施等，進(jìn)行描述。2.1絕緣(juyun)結(jié)構(gòu)及故障診斷 目前應(yīng)用最廣泛的電力變壓器是油浸變壓器和干式樹脂變壓器兩種，電力變壓器的絕緣即是

27、變壓器絕緣材料組成的絕緣系統(tǒng)，它是變壓器正常工作和運(yùn)行的基本條件，變壓器的使用壽命是由絕緣材料(即油紙或樹脂等)的壽命所決定的。實(shí)踐證明，大多變壓器的損壞和故障都是因絕緣系統(tǒng)的損壞而造成。據(jù)統(tǒng)計(jì)，因各種類型的絕緣故障形成的事故約占全部變壓器事故的85以上。對(duì)正常運(yùn)行及注意(zh y)進(jìn)行維修管理的變壓器，其絕緣材料具有很長(zhǎng)的使用壽命。國(guó)外根據(jù)理論計(jì)算及實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)小型油浸配電變壓器的實(shí)際溫度持續(xù)在95時(shí)，理論壽命將可達(dá)400年。設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，維護(hù)得好的變壓器，實(shí)際壽命能達(dá)到5070年：而按制造廠的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)，一般把變壓器的預(yù)期壽命定為2040年。因此，保護(hù)變壓器的正常運(yùn)

28、行和加強(qiáng)對(duì)絕緣系統(tǒng)的合理維護(hù)，很大程度上可以保證變壓器具有相對(duì)較長(zhǎng)的使用壽命，而預(yù)防性和預(yù)知性維護(hù)是提高變壓器使用壽命和提高供電可靠性的關(guān)鍵。油浸變壓器中，主要的絕緣材料是絕緣油及固體絕緣材料絕緣紙、紙板和木塊等所謂變壓器絕緣的老化，就是這些材料受環(huán)境因素的影響發(fā)生分解，降低或喪失了絕緣強(qiáng)度。2.2固體紙絕緣故障固體紙絕緣是油浸變壓器絕緣的主要部分之一，包括：絕緣紙、絕緣板、絕緣墊、絕緣卷、絕緣綁扎帶等，其主要成分是纖維素，化學(xué)表達(dá)式為(C6H10O6)n，式中n為聚合度。一般新紙的聚合度為1300左右，當(dāng)下降至250左右，其機(jī)械強(qiáng)度已下降了一半以上，極度老化致使壽命終止的聚合度為150200

29、。絕緣紙老化后，其聚合度和抗張強(qiáng)度將逐漸降低，并生成水、CO、CO2，其次還有糠醛(呋喃甲醛)。這些老化產(chǎn)物大都對(duì)電氣設(shè)備有害，會(huì)使絕緣紙的擊穿電壓和體積電阻率降低、介損增大、抗拉強(qiáng)度下降，甚致腐蝕設(shè)備中的金屬材料。固體絕緣具有不可逆轉(zhuǎn)的老化特性，其機(jī)械和電氣強(qiáng)度的老化降低都是不能恢復(fù)的。變壓器的壽命主要取決于絕緣材料的壽命，因此油浸變壓器固體絕緣材料，應(yīng)既具有良好的電絕緣性能和機(jī)械特性，而且長(zhǎng)年累月的運(yùn)行后，其性能下降較慢，即老化特性好。(一)紙纖維材料的性能(xngnng) 絕緣紙纖維材料是油浸變壓器中最主要的絕緣組件材料，紙纖維是植物的基本固體組織成分，組成物質(zhì)分子的原子中有帶正電的原子

30、核和圍繞原子核運(yùn)行的帶負(fù)電的電子，與金屬導(dǎo)體不同的是絕緣材料中幾乎沒有自由電子，絕緣體中極小的電導(dǎo)電流主要來(lái)自離子電導(dǎo)。纖維素由碳、氫和氧組成，這樣由于纖維素分子結(jié)構(gòu)中存在氫氧根，便存在形成水的潛在可能，使紙纖維有含水的特性。此外，這些氫氧根可認(rèn)為是被各種極性分子(如酸和水)包圍著的中心，它們以氫鍵相結(jié)合，使得纖維易受破壞：同時(shí)纖維中往往含有一定比例(約7左右)的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)中包括一定量的水分，因纖維呈膠體性質(zhì)，使這些水分尚不能完全除去。這樣也就影響了紙纖維的性能。極性的纖維不但易于吸潮（水分使強(qiáng)極性介質(zhì)），而且當(dāng)紙纖維吸水時(shí)，使氫氧根之間的相互作用力變?nèi)?，在纖維結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的條件下機(jī)械強(qiáng)度急

31、劇變壞，因此，紙絕緣部件一般要經(jīng)過(guò)干燥或真空子燥處理和浸油或絕緣漆后才能使用，浸漆的目的是使纖維保持潤(rùn)濕保證其有較高的絕緣和化學(xué)穩(wěn)定性及具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。同時(shí)，紙被漆密封后，可減少紙對(duì)水分的吸收，阻止材料氧化，還會(huì)填充空隙，以減小可能影響絕緣性能、造成局部放電和電擊穿的氣泡。但也有的認(rèn)為浸漆后再浸油，可能有些漆會(huì)慢慢溶人油內(nèi)，影響油的性能，對(duì)這類油漆的應(yīng)用應(yīng)充分子以注意。當(dāng)然，不同成分纖維材料的性質(zhì)及相同成分纖維材料的不同品質(zhì)(pnzh)，其影響大小及性能也不同，如棉花中纖維成分最高，大麻中纖維最結(jié)實(shí)，某些進(jìn)口絕緣紙板由于其處理加工好，使性能明顯優(yōu)于國(guó)產(chǎn)某些材質(zhì)的紙板等。變壓器大多絕緣材料都

32、是用各種型式的紙(如紙帶、紙板、紙的壓力成型件等)作絕緣的。因此在變壓器制造和檢修中選擇好纖原料的絕緣紙材料是非常重要的。纖維紙的特殊優(yōu)點(diǎn)是實(shí)用性強(qiáng)、價(jià)格低、使用加工方便，在溫度不高時(shí)成型和處理簡(jiǎn)單靈活，且重量輕，強(qiáng)度適中，易吸收浸漬材料(如絕緣漆、變壓器油等)。(二)紙絕緣材料(ju yun ci lio)的機(jī)械強(qiáng)度油浸變壓器選擇紙絕緣材料最重要的因素除紙的纖維成分、密度、滲透性和均勻性以外(ywi)，還包括機(jī)械強(qiáng)度的要求，包括耐張強(qiáng)度、沖壓強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和堅(jiān)韌性： 1)耐張強(qiáng)度：要求紙纖維(xinwi)受到拉伸負(fù)荷時(shí)，具有能耐受而不被拉斷的最大應(yīng)力。2)沖壓強(qiáng)度：要求紙纖維具有耐受壓力而不

33、被折斷的能力的量度。3)撕裂強(qiáng)度：要求紙纖維發(fā)生撕裂所需的力符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。4)堅(jiān)韌性：是紙折疊或紙板彎曲時(shí)的強(qiáng)度能滿足相應(yīng)要求。判斷固體絕緣性能可以設(shè)法取樣測(cè)量紙或紙板的聚合度，或利用高效液相色譜分析技測(cè)量油中糠醛含量，以便于分析變壓器內(nèi)部存在故障時(shí)，是否涉及固體絕緣或是否存在引起線圈絕緣局部老化的低溫過(guò)熱，或判斷固體絕緣的老化程度。對(duì)紙纖維絕緣材料在運(yùn)行及維護(hù)中，應(yīng)注意控制變壓器額定負(fù)荷，要求運(yùn)行環(huán)境空氣流通、散熱條件好，防止變壓器溫升超標(biāo)和箱體缺油。還要防止油質(zhì)污染、劣化等造成纖維的加速老化，而損害變壓器的絕緣性能、使用壽命和安全運(yùn)行。紙纖維材料的劣化主要包括三個(gè)方面： 1)纖維(xinw

34、i)脆裂。當(dāng)過(guò)度受熱使水分從纖維材料中脫離，更會(huì)加速纖維材料脆化。由于紙材脆化剝落，在機(jī)械振動(dòng)、電動(dòng)應(yīng)力、操作波等沖擊力的影響下可能產(chǎn)生絕緣故障而形成電氣事故。 2)纖維材料機(jī)械強(qiáng)度下降。纖維材料的機(jī)械強(qiáng)度隨受熱時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，當(dāng)變壓器發(fā)熱造成絕緣材料水分再次排出時(shí)，絕緣電阻的數(shù)值可能會(huì)變高，但其機(jī)械強(qiáng)度將會(huì)大大下降，絕緣紙材將不能抵御短路電流或沖擊負(fù)荷等機(jī)械力的影響。 3)纖維材料本身的收縮。纖維材料在脆化后收縮，使夾緊力降低，可能造成收縮移動(dòng)，使變壓器繞組在電磁振動(dòng)或沖擊電壓下移位摩擦而損傷絕緣。2.3液體油絕緣(juyun)故障液體絕緣的油浸變壓器是1887年由美國(guó)科學(xué)家湯姆遜發(fā)明(f

35、mng)的，1892年被美國(guó)通用電氣公司等推廣應(yīng)用于電力變壓器，這里所指的液體絕緣即是變壓器油絕緣。油浸變壓器的特點(diǎn)：大大提高了電氣絕緣強(qiáng)度，縮短了絕緣距離，減小了設(shè)備(shbi)的體積；大大提高了變壓器的有效熱傳遞和散熱效果，提高了導(dǎo)線中允許的電流密度，減輕了設(shè)備重量，它是將運(yùn)行變壓器器身的熱量通過(guò)變壓器油的熱循環(huán)，傳遞到變壓器外殼和散熱器進(jìn)行散熱，從而提高了有效的冷卻降溫水平；由于油浸密封而降低了變壓器內(nèi)部某些零部件和組件的氧化程度，延長(zhǎng)了使用壽命。(一)變壓器油的性能運(yùn)行中的變壓器油除必須具有穩(wěn)定優(yōu)良的絕緣性能和導(dǎo)熱性能以外，還需具有的性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)如表2-1所示。2-1運(yùn)行(ynxng)變壓

36、器油的性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)其中絕緣強(qiáng)度tg8、粘度(zhn d)、凝點(diǎn)和酸價(jià)等是絕緣油的主要性質(zhì)指標(biāo)。 從石油中提煉制取的絕緣油是各種烴、樹脂、酸和其他雜質(zhì)的混合物，其性質(zhì)不都是穩(wěn)定的，在溫度、電場(chǎng)及光合作用等影響下會(huì)不斷地氧化。正常情況(qngkung)下絕緣油的氧化過(guò)程進(jìn)行得很緩慢，如果維護(hù)得當(dāng)甚至使用20年還可保持應(yīng)有的質(zhì)量而不老化，但混入油中的金屬、雜質(zhì)、氣體等會(huì)加速氧化的發(fā)展，使油質(zhì)變壞，顏色變深，透明度渾濁，所含水分、酸價(jià)、灰分增加等，使油的性質(zhì)劣化變壓器油劣化的原因變壓器油質(zhì)變壞，按輕重程度可分為污染和劣化兩個(gè)階段。污染是油中混入水分和雜質(zhì)，這些不是油氧化的產(chǎn)物，污染油的絕緣性能會(huì)變壞，擊穿

37、電場(chǎng)強(qiáng)度降低，介質(zhì)損失角增大。劣化是油氧化后的結(jié)果，當(dāng)然這種氧化并不僅指純凈油中烴類的氧化，而是存在于油中雜質(zhì)將加速氧化過(guò)程，特別是銅、鐵、鋁金屬粉屑等。氧來(lái)源于變壓器內(nèi)的空氣，即使在全密封的變壓器內(nèi)部仍有容積為025左右的氧存在，氧的溶解度較高，因此在油中溶解的氣體中占有較高的比率。變壓器油氧化時(shí)，作為催化劑的水分及加速劑的熱量，使變壓器油生成油泥，其影響主要表現(xiàn)在：在電場(chǎng)的作用下沉淀物粒子大；雜質(zhì)沉淀集中在電場(chǎng)最強(qiáng)的區(qū)域，對(duì)變壓器的絕緣形成導(dǎo)電的“橋”；沉淀物并不均勻而是形成分離的細(xì)長(zhǎng)條，同時(shí)可能按電力線方向排列，這樣無(wú)疑妨礙了散熱，加速了絕緣材料老化，并導(dǎo)致絕緣電阻降低和絕緣水平下降。變

38、壓器油劣化的過(guò)程油在劣化過(guò)程中主要階段的生成物有過(guò)氧化物、酸類、醇類、酮類和油泥。早期劣化階段。油中生成的過(guò)氧化物與絕緣纖維材料反應(yīng)生成氧化纖維素，使絕緣纖維機(jī)械強(qiáng)度變差，造成脆化和絕緣收縮。生成的酸類是一種粘液狀的脂肪酸，盡管腐蝕性沒有礦物酸那么強(qiáng)，但其增長(zhǎng)速率及對(duì)有機(jī)絕緣材料的影響是很大的。后期劣化階段。是生成油泥，當(dāng)酸侵蝕銅、鐵、絕緣漆等材料時(shí)，反應(yīng)生成油泥，是一種粘稠而類似瀝青的聚合型導(dǎo)電物質(zhì)(wzh)，它能適度溶解于油中，在電場(chǎng)的作用下生成速度很快，粘附在絕緣材料或變壓器箱殼邊緣，沉積在油管及冷卻器散熱片等處，使變壓器工作溫度升高，耐電強(qiáng)度下降。油的氧化過(guò)程是由兩個(gè)主要反應(yīng)條件構(gòu)成的

39、，其一是變壓器中酸價(jià)過(guò)高，油呈酸性。其二是溶于油中的氧化物轉(zhuǎn)變成不溶于油的化合物，從而逐步使變壓器油質(zhì)劣化。(四)變壓器油質(zhì)分析、判斷和維護(hù)處理 1)絕緣油變質(zhì)。包括它的物理和化學(xué)性能都發(fā)生變化，從而使其電性能變壞。通過(guò)測(cè)試絕緣油的酸值、界面張力、油泥析出、水溶性酸值等項(xiàng)目，可判斷是否屬于該類缺陷，對(duì)絕緣油進(jìn)行再生處理，可能消除油變質(zhì)的產(chǎn)物，但處理過(guò)程中也可能去掉了天然抗氧劑。 2)絕緣油進(jìn)水受潮，由于水是強(qiáng)極性物質(zhì)。在電場(chǎng)的作用下易電離分解，而增加了絕緣油的電導(dǎo)電流，因此，微量的水分可使絕緣油介質(zhì)損耗顯著增加。通過(guò)測(cè)試絕緣油的微水，判斷是否屬于該類缺陷。對(duì)絕緣油進(jìn)行壓力式真空濾油，一般能消除

40、水分。 3)絕緣油感染微生物細(xì)菌。例如在主變壓器安裝或吊芯時(shí)，附在絕緣件表面的昆蟲和安裝人員殘留的閂：漬等都有可能攜帶細(xì)菌，從而感染了絕緣油：或者絕緣油本身已感染微生物。主變壓器般運(yùn)行(ynxng)在4080的環(huán)境下，非常有利于這些微生物的生長(zhǎng)、繁殖。由于微生物及其排泄物中的礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)的絕緣性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于絕緣油，從而使得絕緣油介損升高。這種缺陷采用現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)處理的方法很難處理好，因?yàn)闊o(wú)論如何處理，始終有一部分微生物殘留在絕緣固體上。處理后，短期內(nèi)主變壓器絕緣會(huì)有所恢復(fù)，但由于主變壓器運(yùn)行環(huán)境非常有利于微生物的生長(zhǎng)、繁殖，這些殘留微生物還會(huì)逐年生長(zhǎng)繁殖，從而使某些主變壓器絕緣逐年下降； 4)含有

41、極性物質(zhì)的醇酸樹脂絕緣漆溶解在油中。在電場(chǎng)的作用下，極性物質(zhì)會(huì)發(fā)生偶極松弛極化(j hu)，在交流極化過(guò)程中要消耗能量，所以使油的介質(zhì)損耗上升。雖然絕緣漆在出廠前經(jīng)過(guò)固化處理，但仍可能存在處理不徹底的情況。主變壓器運(yùn)行一段時(shí)間后，處理不徹底的絕緣漆逐漸溶解在油中，使之絕緣性能逐漸下降。該類缺陷發(fā)生的時(shí)間與絕緣漆處理的徹底程度有關(guān)，通過(guò)一兩次吸附處理可取得一定的效果。 5)油中只混有水分和雜質(zhì)。這種污染情況并不改變油的基本性質(zhì)。對(duì)于水分可用干燥的辦法加以排除；對(duì)于雜質(zhì)可用過(guò)濾的辦法加以清除；油中的空氣可通過(guò)抽真空的辦法加以排除。 6)兩種及兩種以上不同來(lái)源的絕緣油混合使用。油的性質(zhì)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定

42、；油的比重相同、凝固溫度相同、粘度相同、閃點(diǎn)相近；且混合后油的安定度也符合要求。對(duì)于混油后劣化的油，由于油質(zhì)已變，產(chǎn)生了酸性物質(zhì)和油泥，因此需要用再生的化學(xué)方法將劣化產(chǎn)物分離出來(lái)，才能恢復(fù)其性質(zhì)。 2.4干式(n sh)樹脂變壓器的絕緣特性 干式變壓器(這里指環(huán)氧樹脂絕緣的變壓器) 主要使用(shyng)在具有較高防火要求的場(chǎng)所。如高層建筑、機(jī)場(chǎng)、油庫(kù)等。(一)樹脂(shzh)絕緣的類型環(huán)氧樹指絕緣的變壓器根據(jù)制造工藝特點(diǎn)可分為環(huán)氧石英砂混合料真空澆注型、環(huán)氧無(wú)堿玻璃纖維補(bǔ)強(qiáng)真空壓差澆注型和無(wú)堿玻璃纖維繞包浸漬型三種。1)環(huán)氧石英砂混合料真空澆注絕緣。這類變壓器是以石英砂為環(huán)氧樹脂的填充料，將

43、經(jīng)絕緣漆浸漬處理繞包好的線圈，放人線圈澆注模內(nèi)，在真空條件下再用環(huán)氧樹脂與石英砂的混合料滴灌澆注。由于澆注工藝難以滿足質(zhì)量要求，如殘存的氣泡、混合料的局部不均勻及可能導(dǎo)致局部熱應(yīng)力開裂等，這樣絕緣的變壓器不宜用于濕熱環(huán)境和負(fù)荷變化較大的區(qū)域。 2)環(huán)氧無(wú)堿玻璃纖維補(bǔ)強(qiáng)真空壓差澆注絕緣。環(huán)氧無(wú)堿玻璃纖維補(bǔ)強(qiáng)是用無(wú)堿玻璃短纖維玻璃氈為繞組層間絕緣的外層繞包絕緣。其最外層的絕緣繞包厚度一般為13m的薄絕緣，經(jīng)環(huán)氧樹脂澆注料配比進(jìn)行混合，并在高真空下除去氣泡澆注，由于繞包絕緣的厚度較薄，當(dāng)浸漬不良時(shí)易形成局部放電點(diǎn)，因此要求澆注料的混合要完全，真空除氣泡要徹底，并掌握好澆注料的低粘度和澆注速度，以保證

44、澆注過(guò)程中對(duì)線包浸漬的高質(zhì)量。 3)無(wú)堿玻璃纖維繞包浸漬絕緣。無(wú)堿玻璃纖維繞包浸漬的變壓器是在繞制變壓器線圈的同時(shí)，完成線圈層間絕緣處理和線圈浸漬的，它不需要上述兩種方式浸漬過(guò)程中的繞組成型模具，但要求樹脂粘度小，在線圈繞制和浸漬的過(guò)程中樹脂不應(yīng)殘留微小氣泡。樹脂變壓器的絕緣特點(diǎn)及維護(hù) 樹脂變壓器的絕緣水平與油浸變壓器相差并不顯著，關(guān)鍵在于樹脂變壓器溫升和局部放電這兩項(xiàng)指標(biāo)上。 1)樹脂變壓器的平均溫升水平比油浸變壓器高，因此，相應(yīng)要求絕緣材料耐熱的等級(jí)更高，但由于變壓器的平均溫升并不反映繞組中最熱點(diǎn)部位的溫度，當(dāng)絕緣材料的耐熱等級(jí)僅按平均溫升選擇，或選配不當(dāng)，或樹脂變壓器長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，就會(huì)

45、影響變壓器的使用壽命。由于變壓器測(cè)量的溫升往往不能反映變壓器最熱點(diǎn)部位的溫度，因此，有條件時(shí)最好能在變壓器最大負(fù)荷運(yùn)行下，用紅外測(cè)溫儀檢查樹脂變壓器的最熱點(diǎn)部位，并有針對(duì)性地調(diào)整風(fēng)扇冷卻設(shè)備的方向和角度，控制變壓器局部溫升，保證變壓器的安全運(yùn)行。 2)樹脂變壓器局部放電量的大小與變壓器的電場(chǎng)分布、樹脂混合均勻度及是否殘存氣泡或樹脂開裂等因素有關(guān)，局部放電量的大小影響樹脂變壓器的性能、質(zhì)量及使用壽命。因此，對(duì)樹脂變壓器進(jìn)行局部放電量的測(cè)量、驗(yàn)收，是對(duì)其工藝、質(zhì)量的綜合考核，在對(duì)樹脂變壓器交接驗(yàn)收及大修后應(yīng)進(jìn)行局部放電的測(cè)量試驗(yàn)，并根據(jù)局部放電是否變化，來(lái)評(píng)價(jià)其質(zhì)量和性能的穩(wěn)定性。隨著干式變壓器越

46、來(lái)越廣泛的應(yīng)用，在選擇變壓器的同時(shí)(tngsh)，應(yīng)對(duì)其工藝結(jié)構(gòu)、絕緣設(shè)計(jì)、絕緣配置了解清楚，選擇生產(chǎn)工藝及質(zhì)量保證體系完善、生產(chǎn)管理嚴(yán)格，技術(shù)性能可靠的產(chǎn)品，確保變壓器的產(chǎn)品質(zhì)量和耐熱壽命，才能提高變壓器的安全運(yùn)行和供電可靠性。2.5影響變壓器絕緣故障(gzhng)的主要因素影響變壓器絕緣性能的主要因素(yn s)有：溫度、濕度、油保護(hù)方式和過(guò)電壓影響等。(一)溫度的影響電力變壓器為油、紙絕緣，在不同溫度下油、紙中含水量有著不同的平衡關(guān)系曲線。一般情況下，溫度升高，紙內(nèi)水分要向油中析出；反之，則紙要吸收油中水分。因此，當(dāng)溫度較高時(shí)，變壓器內(nèi)絕緣油的微水含量較大；反之，微水含量就小。溫度不同時(shí)

47、，使纖維素解環(huán)、斷鏈并伴隨(bn su)氣體產(chǎn)生的程度有所不同。在一定溫度下，CO和CO2的產(chǎn)生速度恒定，即油中CO和C02氣體含量隨時(shí)間呈線性關(guān)系。在溫度不斷升高時(shí)，CO和CO2的產(chǎn)生速率往往呈指數(shù)規(guī)律增大。因此，油中CO和CO2的含量與絕緣紙熱老化有著直接的關(guān)系，并可將含量變化作為密封變壓器中紙層有無(wú)異常的判據(jù)之一。變壓器的壽命取決于絕緣的老化程度，而絕緣的老化又取決于運(yùn)行的溫度。如油浸變壓器在額定負(fù)載下，繞組平均溫升為65，最熱點(diǎn)(r din)溫升為78，若平均環(huán)境溫度為20C，則最熱點(diǎn)溫度為98；在這個(gè)溫度下，變壓器可運(yùn)行2030年，若變壓器超載運(yùn)行，溫度升高，促使壽命縮短。國(guó)際電工委

48、員會(huì)(1EC)認(rèn)為A級(jí)絕緣的變壓器在80140C溫度范圍內(nèi)，溫度每增加6，變壓器絕緣有效壽命降低的速度就會(huì)增加一倍，這就是6法則，說(shuō)明對(duì)熱的限制已比過(guò)去認(rèn)可的8法則更為嚴(yán)格。(二)濕度的影響水分的存在將加速紙纖維素降解。因此，CO和叫的產(chǎn)生與纖維素材料的含水量也有關(guān)。當(dāng)濕度一定時(shí)，含水量越高，分解出的CO2越多。反之，含水量越低，分解出的CO就越多。絕緣油中的微量水分是影響絕緣特性的重要因素之一。絕緣油中微量水分的存在，對(duì)絕緣介質(zhì)的電氣性能與理化性能都有極大的危害，水分可導(dǎo)致絕緣油的火花放電電壓降低，介質(zhì)損耗因數(shù)tg8增大，促進(jìn)絕緣油老化，絕緣性能劣化。而設(shè)備受潮，不僅導(dǎo)致電力設(shè)備的運(yùn)行可靠性

49、和壽命降低，更可能導(dǎo)致設(shè)備損壞甚至危及人身安全。如圖2-1和2-2 。 圖21 水分對(duì)油火花放電(hu hu fn din)電壓的影響圖22 水分(shufn)對(duì)油介質(zhì)損耗因數(shù)tg8的影響(三)油保護(hù)方式的影響(yngxing)變壓器油中氧的作用會(huì)加速絕緣分解反應(yīng)，而含氧量與油保護(hù)方式有關(guān)。另外，油保護(hù)方式不同，使CO和CO2在油中解和擴(kuò)散狀況不同。如CO的溶解小，使開放式變壓器CO易擴(kuò)散至油面空間，因此，開放式變壓器一般情況CO的體積分?jǐn)?shù)不大于300 x10-6。密封式變壓器，由于油面與空氣絕緣，使CO和CO2不易揮發(fā)，所以其含量較高。如圖2-3 。含水量（）圖2-3 水分對(duì)油浸紙擊穿(j

50、chun)電壓的影響（四）過(guò)電壓的影響1)暫態(tài)過(guò)電壓的影響。三相變壓器正常運(yùn)行產(chǎn)生的相、地間電壓是相間電壓的58，但發(fā)生單相故障時(shí)主絕緣的電壓對(duì)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)將增加30，對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)將增加73，因而可能損傷絕緣。2)雷電過(guò)電壓的影響。雷電過(guò)電壓由于波頭陡，引起縱絕緣(匝問、并間、絕緣)上電壓分布很不均勻，可能在絕緣上留下放電痕跡，從而(cng r)使固體絕緣受到破壞。3)操作過(guò)電壓的影響。由于操作過(guò)電壓的波頭相當(dāng)平緩，所以電壓分布近似線性，操作過(guò)電壓波由一個(gè)繞組轉(zhuǎn)移到另一個(gè)繞組上時(shí)，約與這兩個(gè)繞組間的匝數(shù)成正比，從而容易造成主絕緣或相間絕緣的劣化和損壞。(五）短路電動(dòng)力(dngl)的影響

51、出口短路時(shí)的電動(dòng)力可能會(huì)使變壓器繞組變形、引線移位，從而改變了原有的絕緣距離，使絕緣發(fā)熱，加速老化或受到損傷造成放電、拉弧及短路故障。綜上所述，掌握電力變壓器的絕緣性能及合理的運(yùn)行維護(hù)，直接影響到變壓器的安全運(yùn)行、使用壽命和供電可靠性，電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要而關(guān)鍵的主設(shè)備，作為變壓器的運(yùn)行維護(hù)人員和管理者必須了解和掌握電力變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)、材料性能、工藝質(zhì)量、維護(hù)方法及科學(xué)的診斷技術(shù)，并進(jìn)行優(yōu)化合理的運(yùn)行管理，才能保證電力變壓器的使用效率、壽命和供電可靠性。第三章 變壓器故障(gzhng)檢測(cè) 變壓器故障的檢測(cè)(jin c)技術(shù)是準(zhǔn)確診斷故障的主要手段，根據(jù)DLT5961996電力設(shè)備預(yù)防

52、性試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)順序，主要包括油中氣體的色譜分析、直流電阻(dinz)檢測(cè)、絕緣電阻及吸收比、極化指數(shù)檢測(cè)、絕緣介質(zhì)損失角正切檢測(cè)、油質(zhì)檢測(cè)、局部放電檢測(cè)及絕緣耐壓試驗(yàn)等。這里我們重點(diǎn)對(duì)絕緣電阻吸收比、極化指數(shù)的檢測(cè)、絕緣介質(zhì)損失角正切檢測(cè)、油質(zhì)檢測(cè)、局部放電檢測(cè)及絕緣耐壓試驗(yàn)等進(jìn)行分析。絕緣電阻試驗(yàn)是對(duì)變壓器主絕緣性能的試驗(yàn)，主要診斷變壓器由于機(jī)械、電場(chǎng)、溫度、化學(xué)等作用及潮濕污穢等影響程度，能靈敏反映變壓器絕緣整體受潮、整體劣化和絕緣貫穿性缺陷，是變壓器能否投運(yùn)的主要參考判據(jù)之一。3.1 絕緣電阻的試驗(yàn)原理變壓器的絕緣電阻對(duì)雙繞組結(jié)構(gòu)而言是表征變壓器高壓對(duì)低壓及地、低壓對(duì)高壓

53、及地、高壓和低壓對(duì)地等絕緣在直流電壓作用下的特性。它與上述絕緣結(jié)構(gòu)在直流電壓作用下所產(chǎn)生的充電電流、吸收電流和泄漏電流有關(guān)。變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)及產(chǎn)這三種電流的等效電路如圖31所示。 圖31絕緣介質(zhì)的等效電路U-一外施直流電壓；C1一等值幾何電容；C、R表征不均勻程度和臟污等的等值電容、電阻；Rl絕緣電阻；iC1電電流；iCR一吸收電流；iRi泄漏電流；i一總電流(1)充電電流是當(dāng)直流電壓加到被試晶上時(shí)，對(duì)絕緣結(jié)構(gòu)的幾何電容進(jìn)行充電形成的電流，其值決定于兩極之間的幾何尺寸和結(jié)構(gòu)形式，并隨施加電壓的時(shí)間衰減很快。當(dāng)去掉直流電壓時(shí)相反的放電電流。電路中便會(huì)產(chǎn)生與充電電流極性(2)吸收電流是當(dāng)直流電壓加

54、到被試品上時(shí)，絕緣介質(zhì)的原子核與電子負(fù)荷的中心產(chǎn)生偏移，或偶極于緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)并調(diào)整其排列方向等而產(chǎn)生的電流，此電流隨施加電壓的時(shí)間衰減較慢。(3)泄漏電流是當(dāng)直流電壓加到被試品上時(shí)，絕緣內(nèi)部或表面移動(dòng)的帶電粒子、離子和自由電子形成的電流，此電流與施加電壓的時(shí)間無(wú)關(guān)，而只決定于施加的直流電壓的大小?？傠娏鳛樯鲜鋈N電流的合成電流。幾種電流的時(shí)間特性曲線如圖32所示。 圖32直流電壓作用下絕緣介質(zhì)中的等值電流 i總電流；i1吸收電流；i2充電電流；i3泄漏電流變壓器的絕緣電阻是表征同一直流電壓下，不同加壓時(shí)間所呈現(xiàn)的絕緣特性變化。絕緣電阻的變化決定于電流i的變化，它直接與施加直流電壓的時(shí)間有關(guān)，一般均

55、統(tǒng)一規(guī)定絕緣電阻的測(cè)定時(shí)間為一分鐘。因?yàn)椋瑢?duì)于中小型變壓器，絕緣電阻值一分鐘即可基本穩(wěn)定；對(duì)于大型變壓器則需要較長(zhǎng)時(shí)間才能穩(wěn)定。產(chǎn)品不同，絕緣電阻隨時(shí)間的變化曲線也不同，但曲線形狀大致相同，如圖33所示。 圖33絕緣電阻與時(shí)間曲線3.2絕緣電阻(dinz)的試驗(yàn)類型電力變壓器絕緣(juyun)電阻試驗(yàn)，過(guò)去采用測(cè)量絕緣電阻的R60。(一分鐘的絕緣電阻值)，同時(shí)對(duì)大中型變壓器測(cè)量吸收比值(R60R15)。這對(duì)判斷繞組絕緣是否受潮起到過(guò)一定作用。但近幾年來(lái)，隨著大容量電力變壓器的廣泛使用，且其干燥工藝有所改進(jìn)，出現(xiàn)絕緣電阻絕對(duì)值較大時(shí)，往往吸收比偏小的結(jié)果，造成判斷困難。吸取國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，采用極化指數(shù)

56、戶、，即10rain(600s)與1rain(60s)的比值(R600R60)。有助于解決正確判斷所遇到的問題。 為了比較不同溫度廠的絕緣電阻值。GB645186國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(u ji bio zhn)規(guī)定了不同溫度，下測(cè)量的絕緣電阻值R60換算到標(biāo)準(zhǔn)溫度2叭：時(shí)的換算公式。當(dāng)t20時(shí)當(dāng)t21.2521.11.2511.12500而R60R151，5相比變化很大。經(jīng)油處理，微水正常，絕緣電阻R60為2500M歐，吸收比為147。但運(yùn)行一年后，預(yù)試又發(fā)現(xiàn)反復(fù)，絕緣電阻R60為800M歐、吸收比為116。再次進(jìn)行微水檢測(cè)發(fā)現(xiàn)超標(biāo)。再次進(jìn)行油過(guò)濾絕緣電阻又恢復(fù)正常。分析認(rèn)為油中含水量是對(duì)變壓器絕緣電阻影

57、響的主要因素，油中微水經(jīng)油處理合格后，絕緣電阻亦正常，所以運(yùn)行一階段，油中微水又超標(biāo)，應(yīng)解釋為紙絕緣材料中的水分并未全部烘干排除，并緩慢向油中析出而影響油的含水量，同時(shí)影響變壓器的絕緣電阻值。（3）吸收比和極化比指數(shù)隨溫度變化無(wú)規(guī)率可循。第四章 變壓器故障診斷4.1變壓器故障綜合(zngh)處理（一）根據(jù)變壓器運(yùn)行(ynxng)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀態(tài)，在發(fā)生一下情況變化時(shí)，需對(duì)變壓器進(jìn)行故障診斷。 1. 正常停電(tn din)狀態(tài)下進(jìn)行的交接、檢修驗(yàn)收或預(yù)防性試驗(yàn)中一項(xiàng)或幾項(xiàng)指標(biāo)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。2. 運(yùn)行中出現(xiàn)異常而被迫停電進(jìn)行檢修和試驗(yàn)。3. 運(yùn)行中出現(xiàn)其他異常(如出口短路)或發(fā)生事故造成停電，但尚未解

58、體(吊心或吊罩)。當(dāng)出現(xiàn)上述任何一種情況時(shí)，往往要迅速進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)，以確定有無(wú)故障、故障的性質(zhì)、可能位置、大概范圍、嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢(shì)及影響波及范圍等。對(duì)變壓器故障的綜合判斷，還必須結(jié)合變壓器的運(yùn)行情況、歷史數(shù)據(jù)、故障特征，通過(guò)采取針對(duì)性的色譜分析及電氣檢測(cè)手段等各種有效的方法和途徑，科學(xué)而有序地對(duì)故障進(jìn)行綜合分析判斷（二）一般的對(duì)中小型變壓器檢測(cè)判斷常采用以下方法：1. 檢測(cè)直流電阻。用電橋測(cè)量每相高、低壓繞組的直流電阻，觀察其相間阻值是否平衡，是否與制造廠出廠數(shù)據(jù)相符；若不能測(cè)相電阻，可測(cè)線電阻，從繞組的直流電阻值即可判斷繞組是否完整，有無(wú)短路和斷路情況，以及分接開關(guān)的接觸電阻是否正常。若切換分接開關(guān)后直流電阻變化較大，說(shuō)明問題出在分接開關(guān)觸點(diǎn)上，而不在繞組本身。上述測(cè)試還能檢查套管導(dǎo)桿與引線、引線與繞組之間連接是否良好。2. 檢測(cè)絕緣電阻。用兆歐表測(cè)量各繞組間、繞組對(duì)地之間的絕緣電阻值和吸收比，根據(jù)測(cè)得的數(shù)值，可以判斷各側(cè)繞組的絕緣有無(wú)受潮，彼此之間以及對(duì)地有無(wú)擊穿(j chun)與閃絡(luò)的可能。3. 檢測(cè)