特变电工股份有限公司新疆变压器厂 新疆昌吉市 831100
摘要：油浸式变压器的绝缘是由绝缘材料组成的，它是变压器正常工作和运行的基本条件，变压器的使用寿命由绝缘材料的寿命所决定，预防性维护是提高变压器使用寿命和提高供电可靠性的关键，分析了变压器固体、液体绝缘材料的各种性能，以及产生绝缘故障的原因，从而给出合理维护绝缘系统的措施。
关键词：油浸式；变压器；绝缘故障
1 案例分析
某电力企业使用的油浸式电力变压器在 2013 年成功挂网，在2016 年 6 月份出现了气体含量超标的警告信号，技术人员利用变压器油色谱数据三比值法对变压器内部的电弧放电行为进行测试，并且将其返回原厂，进行解体检查，发现了线圈外表面存在多处沿面电弧放电的烧损痕迹。并且，油浸式变压器在出现故障前正常运行，没有存在过电压以及外部短路问题，绝缘裕度较大，也并不存在沿面放电的问题。解体后发现的沿面放电现象，主要是由于线圈外撑条和纸筒表面存在异常，对变压器结构以及放电部位予以分析，得出其故障原因，就是由于套管结构的端部封闭效果受损，在实际运行中存在水分进入变压器内部的问题。含水量较高的变压器油会直接进入变压器主体部位，甚至会导致线圈外表面局部区域油微水含量增高，整个撑条结构以及纸筒结构由于受潮也会出现水量增大的问题，最终使得绝缘耐电强度下降。针对这个问题，企业更换了线圈，使得产品通过试验，也满足考核标准，最终落实产品管理要求，产品合格。
2 油浸式变压器绝缘故障
2.1 油浸式变压器故障之绝缘纸故障
油浸式变压器故障中，绝缘纸老化问题较为严重，聚合度以及抗张强度都会随之下降，同时，产生多余的水分、一氧化碳以及二氧化碳等物质，并且也会产生糠醛。这些物质都会原有设备产生不可逆的影响，甚至会导致绝缘纸出现击穿电压以及体积电阻率下降等问题的产生，由于介损增大以及抗拉强度下降，会出现金属材料腐蚀问题。油浸式变压器绝缘纸老化是不可逆转的，机械和电气强度产生的老化问题无法有效恢复。究其原因，主要是由于绝缘纸劣化过程会出现纤维脆裂、机械强度下降以及绝缘纸本身收缩问题等。第一，纤维脆裂问题，在过度受热后，水分会从绝缘纸中脱离出来，就会增加绝缘纸的脆化程度，这时，会导致绝缘纸出现脆化剥落的问题，加之机械振动过程、电动应力过程以及操作波等运行过程的冲击，都会导致其出现严重的绝缘故障问题 。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二，机械强度下降问题，在实际应用过程中，绝缘纸的机械强度会受到温度的影响，受热时间越长，其自身的机械强度参数越会下降，变压器此时发热，就会导致绝缘纸材料内部的水分排出，绝缘电阻的数值也会随之增大，这就会使得其自身的机械强度逐渐减小。也就是说，绝缘纸将无法有效承受短路电流带来的冲击，或者是冲击电荷带来的影响，最终导致整个系统面临崩溃。第三，绝缘纸本身收缩问题，在绝缘纸出现脆化问题后，其自身会出现收缩现象，这就会导致其整体结构形成了收缩移动状态，使得变压器的线圈结构在电磁振动亦或是冲击电压下出现变化，整个系统和运行结构也会存在损伤绝缘问题。
2.2 油浸式变压器故障之变压器油故障
在油浸式变压器结构运行过程中，若是提高电气绝缘强度，就会缩短绝缘距离，减少设备体积，而若是想要提高变压器的有效热传递和散热效果，就要对导线中的电流密度进行调整和控制，减少设备重量。正是基于此，在油浸式密封结构中，降低变压器内部零件以及组件的氧化程度，就能有效延长其自身的使用寿命，确保处理效果和故障整合体系的完整性。
2.2.1 变压器油性能分析
在变压器油性能分析机制中，要针对具体问题进行集中整合，确保管理效果和控制措施更加有效。在油浸式变压器结构中，变压器油的主要成分分为环烷烃、烷烃以及芳香烃等，并且也包括一些杂质。需要注意的是，油的主要性能不仅具备耐电强度，也能提高工作水平，油中若是含有杂质或者是水分，都会对耐电性能产生影响。
2.2.2 变压器油劣化分析
在对其劣化程度进行分析的过程中，也要对污染问题给予高度关注，污染油的绝缘性出现问题就会导致击穿电场强度受到影响，甚至会使得介质损失角逐渐增大，也就是说，劣化是油体氧化后的直接效果，氧主要来源于变压器内部的空气，会加速其氧化程度，导致整个结构出现故障。尤其是变压器油氧化时会产生油泥杂质，杂质沉淀也会使得电厂最强的区域受到影响，形成了具有导电性能的“桥”结构，沉淀物不均匀会导致其内部形成细条状结构，对散热效果产生影响，直接加剧了绝缘纸的老化程度 。第一，油浸式变压器油故障的劣化结构中，绝缘油变质问题较为突出，主要是物理变化和化学变化，使得整个结构的电性能被破坏，系统也会受到影响。第二，油浸式变压器油故障的劣化问题中，绝缘油进水受潮也会使得整个结构失去应用价值，微量水会导致绝缘油的介质损耗程度受限，甚至会增加损耗程度。第三，油浸式变压器油故障中，绝缘油感染微生物细菌也是较为常见的问题，会导致绝缘效果逐年下降。第四，油浸式变压器油故障也是由于绝缘漆溶解在绝缘油中，对其整体结构和绝缘效果产生影响。究其原因，主要是由于变压器在运行一段时间后，会存在绝缘漆处理不彻底的问题，绝缘性能下降，就会对整体系统和运行效果产生制约作用。第五，油浸式变压器油故障中，绝缘油中含有水分和杂质，尽管不会改变油的基本性质，但是会对其绝缘性产生影响，导致整个系统的运行效率和水平受到影响，失去最初的绝缘性能。亦或是两种及两种以上的不同绝缘油混合使用，都会增加变压器油的劣化程度。
结语
油浸式变压器中，主要的绝缘材料是绝缘油及绝缘纸等，就是这些材料受环境因素的影响发生分解或丧失了绝缘强度才造成变压器的绝缘故障。而预防性和预知性维护是提高变压器使用寿命和提高供电可靠性的关键。
参考文献
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论文作者:王素雅
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第22期
论文发表时间:2018/1/5
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