試論露天煤礦變壓器常見故障及試驗方法

朱利興

【摘要】在露天煤礦變壓器運用中出現各種各樣的情況。特別是在重要的煤礦供電系統中，礦用變壓器是十分重要的電氣設備，它能夠直接影響到煤礦的生產情況，控制煤礦生產經濟效益。在煤礦變壓器運行過程中，常見故障主要可以包括附件故障和鐵芯故障。如果變壓器在運行過程中出現問題，就要及時進行處理來保障煤礦安全平穩生產。在電氣設備實際運行中，發現只有不斷地針對變壓器進行科學故障診斷和分析，才能找對策略，不斷提高變壓器維護效率，從而保障變壓器安全和穩定運行。

【關鍵詞】露天煤礦；變壓器；故障處理

中圖分類號： TN14 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）04（b）-0000-00

一、露天煤礦的變壓器常見問題

在露天煤礦的供電系統中最常見的就是移動式變壓器，由于變壓器隨著生產的進行要經常移設，那么我們在設備設計選擇初期，就要選擇具有整體滑橇、吊裝完善的變壓器，同時要求變壓器的密封性、抗震性達到經常拖拽要求。在多年對露天礦變電站檢修運行分析中，得到變壓器的主體故障類型劃分，可分為以下三種：附件故障、繞組故障和常見的鐵芯故障。

（1） 繞組故障的成因

在一般情況下，繞組故障的表現主要是繞組松動和繞組短路，繞組作為變壓器的重要組成部分，它的故障能夠直接影響到變壓器的運行，帶來設備損壞，對露天煤礦生產造成影響。而造成繞組故障的最主要原因就在于：

一是因為繞組出現受潮，而引起繞組局部放電，易造成匝間短路故障。對于匝間短路故障要及時的進行處理，可以避免因繞組局部放電而引起的匝間短路故障。第二，是因為有雜物進入到繞組內，導致變壓器的溫度升高，引起設備的絕緣老化，降低設備使用壽命。第三，是因為有些變壓器繞組的制造質量差，機械強度過低，直接破壞了繞組絕緣功能。

（2）鐵芯故障的原因

在露天煤礦變壓器的運行中，最能夠直接產生影響的就是鐵芯的質量。鐵芯質量的好壞可以直接決定變壓器是否能穩定運行。但是，一般情況下，其運行過程中都會就出現變壓器鐵芯的多點接地和較為常見的短路故障問題。

鐵芯多點接地，一定程度上可能會出現環流方面的問題，嚴重的會導致變壓器局部溫度升高，并在長時間運行下導致變壓器出現絕緣老化現象，引起鐵芯燒損問題，增大引起機電設備事故的發生。

（3）附件故障的原因

在一般情況下變壓器附件故障可以分為三種情況，有載分接開關故障、套管故障以及引線故障。

其中最重要的有載分接開關故障可能在變壓器頻繁的切換操作中出現，故障最常發生部位是動靜觸頭。該故障通常是受到絕緣物質和高溫的影響，變壓器的動靜觸頭出現氧化現象，觸頭接觸電阻增加，從而造成局部溫度升高現象。套管一般都連接著變壓器和箱外聯接引線，在一定程度上能夠引起變壓器繞組故障。

套管故障，一般原因為套管表面臟污吸收水分后，使絕緣電阻降低，其后果是容易發生閃給，造成跳閘。同時，閃絡也會損壞套管表面。臟污吸收水分后，導電性提高，不僅引起表面閃絡，還可能因泄漏電流增加，使絕緣套管發熱并造成瓷質損壞，甚至擊穿。

由于引線是變壓器內部繞組出線與外部接線的中間環節，其接頭通過焊接而成，引線外部加以絕緣包扎以防止短路和接觸不良，因而焊接質量和絕緣情況直接影響到引線故障的發生。

二、露天煤礦變壓器故障試驗方法

通常情況下，在煤礦變壓器出現某些故障時，要及時采取相應措施來處理，并對變壓器進行嚴格控制，找出產生故障的原因，從根本上對于問題進行處理和修復，這樣做可在一定程度上夠保證露天煤礦的變壓器安全可靠平穩運行。變壓器出現故障時，一般的采取以下幾個方面進行判斷：

（1） 直觀法

采用直觀法能夠及時的在露天煤礦變壓器出現故障時進行控制和檢查，查看設備能否正常運行，并查出設備是否出現故障，找出具體故障位置。

（2） 采用絕緣電阻測試法

采用絕緣電阻測試，可能有效地檢查出變壓器絕緣整體受潮，部件表面受潮或臟污以及貫穿性的集中缺陷。一般對于變壓器進行準確測量，測量的部位有低壓外殼和高壓低壓外殼、高壓和中壓。

在測定絕緣電阻的同時，對某些特定數值電阻進行測量，然后通過采取絕緣電阻實驗法的方式來進行檢查，檢查內容包括，第一、檢查變壓器的分接開關各個位置接觸是否良好，以及分接開關的實際位置和指示位置是否保持一致。第二、檢查變壓器的引出線是否出現斷裂現象，以及變壓器的多股導線并繞的繞組是否有斷股現象。第三、重點檢查是繞組接頭的焊接質量是否過關，以及繞組有無匝間短路的現象。

絕緣電阻測試法可以查出絕緣子破裂、引線靠殼、器身內部有金屬接地、繞組圍裙嚴重老化、絕緣油嚴重受潮等缺陷。是檢查設備絕緣狀態最簡單和最基本的方法

（3） 泄漏電流試驗法

在變壓器故障處理方法中進行變壓器的泄漏電流測定中，必須確保外絕緣干凈，表面的污穢會很大成都影響試驗結果。泄漏電流試驗和絕緣電阻測試目的相似，只是泄露電流試驗的靈敏度較高。在一定情況下可以應用這種方法判斷出變壓器套管是否密封良好，有無缺陷。

（4） 采取直流電阻試驗法

通常情況采取直流電阻試驗法，是通過一種小型直流電壓對存在高壓側線圈的直流電阻進行檢測，通過嚴格審核來判斷變壓器線圈以及引線連接是否正常。露天煤礦變壓器是否能夠順利運行。

（5） 空載試驗法的目的及要求

變壓器空載試驗，可測量變壓器的空載損耗和空載電流，驗證變壓器鐵芯的設計計算、工藝制造是否滿足技術條件和標準的要求，檢查變壓器鐵芯是否存在缺陷，如局部過熱、局部絕緣不良等。

另外，空載試驗應在絕緣試驗合格的基礎上進行，被測變壓器的分接開關應至于額定分接位置；當用三相電源進行試驗時，要求三相電壓對稱平衡；試驗中若發現表針指示異常或被測變壓器有放電聲、異常響聲、冒煙、噴油等情況，應立即停止試驗，斷開電源，檢查原因。

（6） 交流耐壓試驗法的運用

交流耐壓試驗是對電氣設備絕緣外加交流試驗電壓，該試驗電壓比設備的額定工作電壓要高，并持續一定的時間（一般為1min）。交流耐壓試驗是一種最符合電氣設備的實際運行條件的試驗，是避免發生絕緣事故的一項重要的手段。因此，交流耐壓試驗是各項絕緣試驗中具有決定性意義的試驗。在實際運行中對高壓線圈進行實驗時，需要正確對整體線路進行嚴格控制和合理的設計，才能達到交流耐壓的目的。

（7） 短路試驗法

變壓器的短路試驗法，可以發現變壓器各結構件或油箱壁中由于漏磁通所引起的附加損耗過大和局部過熱、郵箱向該或套管法蘭等附件損耗過大和局部過熱、帶負載調壓的電抗繞組匝間短路、大型電力變壓器低壓繞組中并聯導線間短路或換位錯誤。

結束語：

伴隨著時代的不斷進步和高科技不斷發展，針對露天煤礦變壓器故障處理模式的設計也在不斷的創新，越來越符合當代時代的要求。煤礦變壓器的運用可以說是煤礦供電系統組成部分的重中之重，其重要作用不言而喻，只有在實際操作中保障其運行的可靠和安全性，才能促使煤礦生產活動的順利實施。當然，在露天煤礦變壓器中難免會有一些意外的發生，例如繞組故障、附件故障以及鐵芯故障等問題，這些問題的出現在一定程度已經嚴重影響到煤礦生產的綜合效益。所以當前的問題就是如何通過故障診斷方法來進行故障處理。用而言之，只有我們不斷創新科技，以此來提高變壓器故障處理的技術水平，才能保證露天煤礦變壓器的安全可靠的使用，才能推動煤礦作業的順利發展。

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