淺析變壓器常見燒毀原因及防護措施

梁建軍

(江西金山礦業有限公司)

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淺析變壓器常見燒毀原因及防護措施

梁建軍

(江西金山礦業有限公司)

摘要針對礦山配電系統中變壓器頻頻出現燒毀的情況，分析了供電變壓器幾種常見的故障類型及其發生的主要原因，同時提出了具體的防護措施，以提高人們對變壓器發生故障危害的基本認識，防止變壓器重大事故的發生，確保礦山供電系統的安全運行。

關鍵詞配電系統變壓器故障防范措施

在礦山電力供電系統中，配電變壓器在電網中占據著十分重要的地位，一旦發生故障將會給公司的供電系統帶來嚴重的后果，可能導致公司大面積甚至整體的停電并帶來一系列的連鎖反應，給礦山的安全生產和公司的經濟效益造成重大損失。對此，變壓器的安全可靠運行必須采取各種方法以防出現故障，特別是重大故障的發生，確保電力變壓器的穩定運行。

電力變壓器常見故障可分為外部故障和內部故障兩大類。外部故障為變壓器油箱外部絕緣套管以及其引出線上發生的各種故障。變壓器的內部故障從性質上來分，又可以分為電故障和熱故障兩種。電力變壓器在日常運行過程中主要有滴滲油故障、放電故障、高壓與低壓線圈之間的擊穿短路故障、線圈之間短路、線圈間相線短路、分接開關故障、鐵芯故障及保護誤動故障等。下面就其中幾種比較可能發生的故障進行分析，以提高電力特種作業人員的安全作業認識[1]。

1變壓器放電故障

變壓器放電故障可分為局部放電、火花放電和高能量放電3種。

1.1變壓器局部放電[2]

變壓器在電壓作用下絕緣之間氣隙、油膜放電等現象為局部放電。局部放電初始是低能量的放電，在變壓器內部如果出現放電情況，表明變壓器絕緣出現薄弱環節，或絕緣距離已不符合要求，放電時間一長或放電嚴重，將會使得絕緣擊穿，甚至發生繞組擊穿或燒毀等重大故障。因此必須采取有效措施，防止變壓器發生這種放電故障。具體防范措施為：①加強日常維護保養工作，對大中型及重要的供電區域最好有專人24 h監管或安裝遠程監視儀器；②應具備防雷措施；③修理變壓器時應選用優質可靠的絕緣材料，絕緣距離應符合要求，修復后密封要嚴；④大型高壓變壓器還應具備接地屏，防止放電現象。

局部放電的原因主要有如下幾種：①當油中出現氣泡或絕緣材料中有空穴時，由于氣體的介質值小，在交流電壓作用下，使其耐壓程度低于油和絕緣材料，在氣隙中引起放電；②在外界環境的影響下，如油處理不達標使得油中產生氣泡，即引起放電；③線端頭或導電體之間接觸不良即會引起放電。局部放電能量雖然不大，若進一步惡化就會引起放電的惡性循環，從而導致設備的擊穿或損壞，造成嚴重事故。

1.2變壓器火花放電

變壓器中油中雜質或懸浮電位都可能導致火花放電現象的產生。通常來說，火花放電主要反映在油色出現異常、局部放電量增加瓦斯動作，一般不會很快引起絕緣擊穿這一現象，平時比較容易發現和處理，但是對其發生的原因應該引起高度重視。

1.3放電故障對變壓器絕緣的損壞

放電故障主要表現為絕緣材料老化：①變壓器的局部放電會導致絕緣材料中的化學鍵遭到破壞；②放電時產生的高溫容易引起絕緣體開裂，并引發新的放電位置；③在水的作用下，放電時產生的一些物質，比如臭氧及氮氧物質生成的硝酸等物質會與絕緣材料發生反應，在一定程度上會腐蝕絕緣材料；④放電過程中德高能輻射，易使絕緣材料變脆。

2變壓器鐵芯多點接地故障

變壓器鐵芯的多點接地故障發生的主要原因是由于變壓器在現場裝配及施工中不小心遺落金屬異物，造成多點接地等。其接地故障通常體現為：①鐵芯局部過熱，使鐵芯損耗增加，甚至燒壞；②過熱造成的溫度升高，使變壓器油分解，產生的氣體溶于油中，引發絕緣油的性能下降；③變壓器油中氣體不斷增加并析出，可能導致氣體繼電器動作而使變壓器跳閘。

對于變壓器鐵芯發生故障的預防措施主要有：①預防為主，防檢結合，對未絕緣處理的鐵芯接地連接片進行包扎處理，外引接地線安裝于便于測量位置，定期檢查鐵芯接地電流，最少每月檢查1次；②加強變壓器正常監督，電氣試驗的絕緣電阻測量以及定期的氣相色譜分析相結合；③若發現多點接地故障，經過綜合分析進行處理時，一般不能急于進行吊罩查找和處理多余接地點的辦法，如果絕緣電阻低，可通過在接地引出點施加交流電燒熔等方法。

3變壓器短路故障

變壓器的短路故障主要分為內部故障和外部故障兩類，變壓器外部在遭受突發性短路時，其高低壓側都將遭受短路電流的沖擊，故障瞬間斷路器沒有斷開之前，短路電流將產生強大的點動力，這種點動力對變壓器的繞組有著具體影響，容易使繞組變形。繞組變形主要體現為器身位移、繞組扭曲、鼓包以及匝間短路等。內部在遭受短路故障時，短路電流引起發熱從而燒壞線圈絕緣。變壓器突然發生短路時，其高低壓繞組同時通過額定值的幾十倍短路電流并產生大量的熱能，使得變壓器嚴重發熱。當變壓器承受不住短路電流時，在短路后產生高熱的同時會使變壓器各方面的絕緣嚴重損害，使得變壓器絕緣擊穿并燒壞線圈。

4變壓器絕緣故障

現在普遍使用的變壓器是油浸變壓器和干式樹脂變壓器兩種，變壓器的絕緣是由各種絕緣材料組成的絕緣系統，它是變壓器正常運行的基本條件，變壓器的使用壽命由各種絕緣材料所決定。現實中部分變壓器的損壞和故障都是因絕緣材料的損壞而造成的，絕緣故障造成的事故約占變壓器事故的85%以上。對變壓器經常性的維護、正常運行管理可延長絕緣材料的使用壽命。因此，維護好變壓器的正常運行和對絕緣系統的合理保養，可延長變壓器的使用壽命。

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，就是這些材料受環境因素的影響發生分解，降低或喪失了絕緣強度。變壓器的使用時間長短主要取決于絕緣材料的好壞。因此，油浸變壓器固體絕緣材料應有良好的電絕緣性能和機械特性，要求在長年的運行情況下其絕緣性能下降較慢，絕緣老化特性好。

5變壓器滲漏油故障

滲漏油故障幾乎是每臺變壓器都存在的問題，凡是密封點，甚至鐵板都可能因為沙眼而滲漏油。滲漏油一般不會立即導致變壓器停止運行，但漏油不及時處理，將會嚴重危及變壓器的安全運行。

6變壓器保護誤動作故障

當變壓器發生跳閘，檢查變壓器跳閘原因的同時，應檢查有無明顯的異常現象，如有無外部短路、線路故障、過負荷、明顯的火光、怪聲、噴油等。若證明變壓器兩側斷路器跳閘不是由于內部故障引起，而是由于過負荷、外部短路或保護裝置二次回路誤動造成，則變壓器可不經外部檢查重新投入運行。

7變壓器的故障預防及管理[3]

(1)為減少變壓器內部故障和避免出口處短路沖擊使變壓器損壞，先從技術檢查和運行管理出發，在變壓器發生內部故障或出口發生短路沖擊后，應及時停電檢查，查找問題并制定防范措施。應加強日常運行巡視，提高巡視質量，定期檢查各開關柜進出線及電纜接頭有無發熱現象、柜內電氣設備有無凝露現象、柜內絕緣隔板有無明顯爬電現象，防止開關柜電氣設備短路引發母線短路事故。同時應加強運行維護人員的培訓，規范標準化作業，防止發生帶負荷拉合閘刀等誤操作事故發生。對無人值守變電所應加強設備的巡視、檢查工作。對各種設備定期清掃、清污、作耐壓試驗，對絕緣差環節及時處理修復，防止電氣設備出現污閃等放電現象，防止穿墻套管出現污閃和雨閃，防止動物或其他原因造成中低壓母線短路，對母線及出現間隔設備加裝相應電壓等級的絕緣護套等防護措施。定期檢查各變電所各入口和開關柜電纜出入口是否封堵完好，對上述檢查應明確專人負責并做好各項檢查維護記錄。

(2)加強變壓器的預防性試驗工作。定期進行變壓器油的色譜分析和油質試驗，在檢查工作中進行絕緣試驗等，及時發現變壓器的事故隱患，確保變壓器的安全運行。

(3)當發現變壓器出現下列異常時，應立即將變壓器停止運行，防止變壓器遭受更嚴重的破壞，如：①正常運行和冷卻情況下溫度突然增高應認為變壓器內部出現故障；②內部響聲增大并伴有噼啪放電響聲；③接線套管有裂紋并嚴重放電；④嚴重漏油使油面下降低于油位計指示；⑤變壓器冒煙著火；⑥外部發生故障并危及變壓器安全可靠運行，而變壓器保護功能又不能動作時。

8結語

經過長期的變壓器維護實踐證明，日常比較常見的變壓器故障主要表現為人工在安裝變壓器過程中，不小心遺落金屬等異物造成變壓器多點接地，由于變壓器輸出線路上樹枝等引起變壓器短路，以及變壓器在維護保養中，更換的變壓器油不符合要求等引起變壓器絕緣損害。針對上述問題，日常加強安裝技術人員的技術培訓，加強日常變壓器輸電線路的巡視工作，確保更換的變壓器油的質量以及在變壓器周圍加裝必要的安全防護措施可有效降低變壓器故障率。

參考文獻

[1]朱英浩.新編變壓器實用技術問答[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，1999.

[2]鄭富春，廖曉東.變壓器故障分析與預防[J].科技傳播，2012(2)：23-26.

[3]黃志忠.變壓器故障分析與診斷技術[J].大眾科技，2008(6)：10-13.

(收稿日期2016-01-06)

梁建軍(1985—)，男，工程師，343213 江西省上饒市德興市花橋鎮。