油浸式電力變壓器固體絕緣老化檢測技術的應用探析

邵帥

【摘 要】油浸式電力變壓器在現代社會的具有廣泛的應用，固體絕緣的一大優勢特性就是它的不可恢復老化特性，它的性能狀態直接關系著變壓器的運行壽命和日常的維護對策。筆者簡要介紹了影響固體絕緣老化的各種因素，以實際的案例入手，對目前的各種診斷方法進行了全面的分析，并將涉及到的各種相關內容也進行了闡述。

【關鍵詞】油浸式電力變壓器 固體絕緣 老化檢測技術

從當前變壓器的設計和生產來看，油紙絕緣結構應用較為普遍，但是在實際的運行中由于電、熱、機械等的應力作用使其性能不斷的下降，引發安全隱患的出現。而絕緣油可以在變壓器的運行期間有效的改善它的絕緣性能，加上變壓器的紙板又具有固定的老化特性，因此，可以說，變壓器的使用期限在很大程度上是直接取決于絕緣紙板等的固體絕緣材料的電氣和設備性能的，而在新形勢下，怎樣選擇有效的維護策略來對變壓器固體絕緣老化狀況進行綜合的檢測是需要重點考慮的內容。

1 油浸式電力變壓器固體絕緣老化的影響因素

我們從固體絕緣的材質構成以及它的實際運行來研究發現，對于固體絕緣老化性能的影響因素主要有以下幾點：

1.1溫度方面

溫度對其的性能影響是直接性的，由于其采用的是A級別絕緣，因此，在額定負載的狀態下繞組的正常溫度為65℃左右，在80——140℃之間如果溫度增加6℃，那么老化的速度就會明顯增加一倍，電氣的運行壽命也就大大的有所縮短。

1.2負載方面

電力變壓器的負載和散熱功能直接決定了它的工作溫度狀況，也會對其老化壽命造成影響，長期以往，老化速度必然會增加，熱老化壽命也會大大縮短。

1.3短路電流

短路故障形成的電流沖擊會造成變壓器的繞組發生變形以及引線的移位，使其絕緣的距離有所變化，而且還會導致繞組和絕緣結構機械性能的下降，使固體絕緣受到不同程度的損傷，從而使繞組承受的短路電流能力大大下降。

1.4過電壓方面

大氣過電壓具有波頭陡和幅值高的特點，它對于主絕緣和縱絕緣兩者都有很大的威脅，特別是首端繞組電位的梯度較大，甚至于會承受比沖擊電壓更高的電壓，損壞固體絕緣甚至還會發生放電現象。對于過電壓的操作要相對較為平緩，絕緣上的電壓分布也要均勻分布，可能會造成主絕緣或者是相間絕緣的劣化；另外，暫時過電壓所持續的時間較長，很可能會導致過熱現象的產生，使油紙絕緣的內部電離發生故障。

2 對于固體絕緣老化的診斷方法分析

2.1絕緣紙抗張強度測試法

這種方法是較為直接的一種診斷方法，在固體絕緣診斷的剛開始發展時期有一定的應用。如果絕緣紙張的抗張強度降低至初始值的一半時，也就可以說變壓器的報廢。它的測試結果大多受取樣的影響較大，首先，較差性能的絕緣紙一般是位于較為靠近繞組內部的熱點處的，在進行取樣時有難度；其次，測試需要的紙樣較多，這會對原有的絕緣系統造成一定程度的損傷，因此，這種方法在現場運行的變壓器中應用并不是很廣。

2.2油中溶解氣體分析

當變壓器的內部故障與固體絕緣材料接觸時就會產生一定量的一氧化碳和二氧化碳，兩者的含量大小可以反映出變壓器固體絕緣的實際狀況。若懷疑固體絕緣材料老化時，二氧化碳和一氧化碳兩者的比值是在7以上的，變壓器在運行狀態下，兩者也可以由絕緣氧化分解而產生，并且它的含量還會受到保護方式的影響，有較大的分散性。因此，從實際的應用來看，如果單純的依據兩者的含量、產生速率的比值來對固體絕緣的性能進行判定是不準確的。

2.3聚合度的分析

我們從紙板纖維素的化學結構式來看（C6H10O6）n，n表示的是聚合度大小。一般新的紙板的聚合度基本上在1000——1200左右，當其下降到250以下時，絕緣紙的機械強度就會完全的喪失從而不能承受機械力，和第一種方法相比，它所具有的特點就是不需要過多的紙樣，測試的重復性較好，是一種很實用的方法，但是它也會面臨“典型紙樣”獲取困難的問題。

2.4對于介質損耗角的正切值分析

所謂的介質損耗角正切值，它的應用范圍有一定的針對性，在對于絕緣受潮以及老化等分布性缺陷方面是具有較高的實用性的，而且變壓器繞組正切值的測量靈敏度也比較高，因此，是可以直接的作為固體絕緣診斷手段的。但是，介質損耗角正切值和老化程度之間是不存在對應關系的，在進行數據的分析過程中，不僅需要和伺變壓器以往的介質損耗角正切值進行對比，還需要和在同種狀態下的同類設備進行對比分析。

2.5油中糖醛分析

不論是從理論的角度來講還是從實際的試驗研究來看，目前的一個普遍定論就是變壓器油中糖醛的產生，只是來自于絕緣紙板等纖維素材料的老化分解，它具有穩定性好、不易揮發的顯著特點，因此，對油中糖醛含量變化進行實時的監測可以直接的作為診斷變壓器固體絕緣老化狀況的有效方法。

通常情況下，油中糖醛的含量達到0.5mg/L時，變壓器的整體絕緣水平就會處于壽命的中期狀態，如果是在1——2mg/L時，說明絕緣劣化較為嚴重；如果是4mg/L時，變壓器直接報廢，不能再繼續的使用。另外，糖醛含量還會隨著油的更換或者是處理而隨之發生變化，而固體的絕緣性能是不會隨著發生變化的，因此，在進行此種方法的應用時，就需要結合歷次測量的數據、換油、濾油等情況，對絕緣實際的老化程度進行綜合全面的分析。

3 結語

綜上所述，隨著我國電力企業的不斷發展，其所發揮的作用越來越重要，在電力系統的結構建設中，油浸式電力變壓器是一種使用較為廣泛的設備，從對它的實際運行研究來看，它的固體絕緣老化檢測是對其性能正常發揮的一種有效檢測，是可以確保其功能高效發揮的關鍵性措施，它的性能受到多方面的因素影響，在實際運行時要綜合分析考慮，采取合適有效的方法進行檢測。

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