變壓器的受潮及對絕緣性能的影響

趙陽

(邯鄲鋼鐵集團設計院有限公司,河北邯鄲 056000)

變壓器的受潮及對絕緣性能的影響

趙陽

(邯鄲鋼鐵集團設計院有限公司,河北邯鄲 056000)

變壓器是輸變電能的主要電器設備，隨著工業的發展，變壓器的數量日益增多，單臺容量日益加大，用途日益廣泛，變壓器一旦受潮，其處理是一項很麻煩的工作，即影響正常供電，又耗費物力、財力。因此防止變壓器絕緣介質受潮是個不容忽視的問題。下面僅就變壓器受潮一題，淺談對其絕緣介質的絕緣性能的影響。

變壓器 受潮 絕緣性能

1 變壓器受潮的原因

常用變壓器，特別是大型變壓器均做成油浸冷卻式其受潮原因很多，如變壓器儲存過程中襯墊封閉不嚴，雨水浸入；器身漏油，油面下降，空氣浸入受潮；變壓器起高壓套管端帽未擰緊，或封閉圈放置不當，雨水沿帽進入導管和線圈等等；運行時由于防潮措施未跟上，較高溫度的絕緣油經常與大氣接觸吸收了空氣中的水分；絕緣中纖維材料和油，在運行中逐漸老化，分解出一定油量的水分；還有是由于疏忽而造成的。致使變壓器受潮，絕緣性能受到影響。

2 變壓器受潮時對其絕緣介質的影響

盡管數十年中發展了新的絕緣材料，但線圈的絕緣紙不僅幸存下來，而且最經濟、最廣泛地用做變壓器的絕緣，特別是大型變壓器，油在紙中被分成很多小格子。在電氣絕緣上，油可彌補紙中的弱點，而紙可以彌補油中絕緣的薄弱之處，二者可以避免雜質的侵入，從而提高電氣強度，但紙油一旦受潮則產生變化。

2.1 絕緣低

紙和油都是含水性很強的物質，而紙電油更嚴重。大型變壓器的絕緣材料，紙與紙板常有數噸。空氣中相對濕度是電纜紙暴露在空氣中吸水份的百分量。當空氣中相對濕度為百分之百時，紙吸水后，其含量可達16%之多，在吊心檢查與檢修過程中，所以要求在干燥的氣候中，以及限制變壓器的器芯在空氣中的暴露時間，就是由于絕緣紙與紙板吸收水分很迅速，而當這些材料吸收少量的水分后，其電氣絕緣強度下降的很迅速，而且它們吸收水份容易，而釋放出來卻要費很大的能量與時間，非要在高真空、高溫度經歷較長的時間才能逸出，所以對絕緣材料一紙的防止受潮問題，應認真對待。

2.2 變壓器油

變壓器絕緣水平的改善，除與線圈的絕緣紙有關外，在很大程度上取決于絕緣油的維護。變壓器油除起到絕緣作用外，變壓器運行時，本身產生的一些電力損失，如導線損耗、鐵心損耗和附加損耗等等，都以熱量的形式通過油向周圍的空氣散出。油質及油的其之成分的含量及理化性質(如：水、空氣、機械雜質等)對變壓器的壽命和絕緣性能有著直接的影響。經脫水處理后的變壓器油，放置在大氣中會逐漸受潮，含水量增高，擊穿電壓降低。雖然油吸收水分的含量比紙要低的多，但當含有微量的水份后電氣絕緣強度迅速下降，甚至達到不能容許的地步。

說明當油中水份增加后，其電氣絕緣強度下降的趨勢，應當說明的是，含有一定水份的油若還附著微量的纖維粉料，其電氣絕緣強度將下降的更為嚴重。對于理想的無任何水分及雜質且經過嚴格脫氣之極純的變壓器油，其其頻擊穿強度約不低于700kv/cm，但實際場合很難得到并保持如此高純度的油。目前，常見“純油”其擊穿強度約至為240—300kv/cm，一般長期運行中的油其擊穿強度約至150—200kv/cm，由此可想，防止油的受潮是何等重要。

目前，國內外生產的變壓器，特別是超高壓變壓器為了使產品小，重量減輕，并降低制造成本，其主要絕緣度并不是很大的，加上制造中可能存在著某些弱點，這就要求對變壓器的儲存和運行變壓器的維護維持較高水平，也就是說要使絕緣材料含水量保持在低水平上。

另外，絕緣油與絕緣紙的受潮是相互影響的。絕緣油經常與大氣接觸，吸收空氣中的水分，輾轉使絕緣材料受潮，而絕緣材料逐漸老化后，其聚合度下降后所產生的水分又溶解在絕緣油中。在低溫時紙中含水量較溫度變高時高，而油中含水量較溫度高時低。在較高溫時情況適得其反。我們利用這個物理現象，在變壓器溫度較高時，絕緣紙將大量水分釋放到絕緣油中去的時候，將絕緣油中的水分釋放到絕緣油中去的時候，將絕緣油中的水分分解出來，使整個油一紙混合絕緣達到低含水量，從而提高變壓器的絕緣水平。

3 變壓器受潮后對絕緣局部放電的影響

變壓器在工作電壓的作用下，運行壽命是與其絕緣結構中有無局部放電的出現有很大關系。由于變壓器本身存在著某些絕緣弱點(由于設計上的不慎，或制造的不良，它們在一定的外施電壓下，首先發生放電，雖然并不隨即擴至整個絕緣結構，但對絕緣起著一種緩慢地侵蝕作用。當變壓器絕緣介質受潮和絕緣中混入氣泡、水和各種雜質時，即使是少量也會增加放電的次數，影響變壓器的壽命，當局部放電發展變得嚴重時，最終會導致整個絕緣的擊穿，造成電力供應的中斷。這是由于當變壓器油中存在著過多的水分和雜質，特別是含水雜質，在電場的作用下極易沿著電場方向排列成斷續性的“小橋”，它一方面使該處發熱嚴重，促使水份更易氣化，從而產生氣泡，另一方面也使該處的油產生激離，并因此又產生氣體。由于上述原因，逐使該處油出現氣泡性局部放電，水份的存在又能使油一紙絕緣電阻明顯下降，使使熱擊穿易于發生，從而降低原絕緣介質的絕緣能力。

4 防止變壓器受潮的幾種措施

變壓器受潮后設法干燥是變壓器維護工作的一個治表的辦法,根本解決是要防止其受潮。一般的變壓器都設有油保護裝置,如儲油柜,吸濕器、凈油器等。用來減少或保證變壓器油不與空氣直接接觸，防止變壓器油老化，受潮以延長變壓器油的使用年限。在變壓器儲存過程中，襯墊要封閉嚴并防止襯墊老化；防止雨水由襯墊浸入；要防止變壓器器身漏油，以免油和線圈受潮，在變壓器吊心檢查時要選擇晴朗、干燥的天氣，并盡量縮小變壓器線圈的空氣中暴露時間等對大型變壓器可采取以下措施：如：變壓器油枕上孔連接并充以純氮，對防止絕緣受潮和油的劣化效果明顯；在儲油柜內放置密封膠，減少油與空氣的接觸，如邯鋼0 1變電站三期擴建增容的31500KVA/110KV/6KV變壓器就是采用這種措施。

5 結語

對于儲存和運行的變壓器，防止其受潮是從事這項工作的重要任務。變壓器的絕緣介質—油和紙一旦受潮就會使變壓器的絕緣受到很大的影響，甚至危及電力系統的安全供電，而受潮變壓器的干燥即耗費物力又消耗財力是一件很麻煩的工作。因此，防止變壓器絕緣介質受潮是個不容忽視的問題。