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关于配电变压器几种损坏情况的分析

关于配电变压器几种损坏情况的分析 2011年12月10日 来源： 截至八三年年末统计，我县有配电变压器2350台，总容量为126300干伏安。搞好配电变压器的运行维护，分析配电变压器的故障和损坏原因，采取相应的对策，这是摆在我们面前的一个十分重要的课题。 信息来自:输配电设备网 　　一、我县配电变压器的损坏情况和运行现状

(一)、我县配电变压器的损坏情况

根据一九八三年盖州和熊岳两个农电试修所的不完全统计，全年因各种原因而交接修理的配电变压器有210台。其中因线圈受潮绝阻不合格的有86台。外力破坏打碎套管的有13台其余川台则是由于各种缺陷。隐患而遭到损坏的。损坏率为每百台5.3次按损坏原因可分下列各种情况：

1、因缺油、油中含有水份、杂质，使线圈绝缘受潮和油耐压强度降低而损坏的有44台，占总损坏台数的39.6%;

2、因累计过负荷，温升超过规定值，使绝缘介质变脆老化，变压器油过热分解而损坏的有19台，占总损坏数的17。1%;

3、因没安装避雷器或避雷器失效雷击而损坏的有15台，占总损坏台数的13.5%;

4、因架设不合格，外力因素或失修造成二次侧混线短路而损坏的有11台，占总损坏台数的9.9%;

5、因过载、短路时，一、二次没有安装合格的熔丝，失去保护而损坏的有7台，占总损坏台数的6.3%;

6、因高压套管受污、，受损(裂纹、破解)对油箱击穿放电而损坏的有5台，占总损坏台数的4.5%;

配电变压器的损坏，不仅造成了严重的经济损失，而且，有的还造成了重大触电伤亡事故。我县在这方面的教训是惨痛的。

为了及时发现配电变压器存在的缺陷，自今年三月份开始，我局安排了盖州、熊岳两个试修所，对全县各农村用户配电变压器着手进行试验，试验结果表明，有相当数量的一部分配电变压器是带病运行的。例如，仅就盖州试修所现已试验完的535台的情况来看，其中缺油的有105台，占试验总数的19.6%，油耐压合格的有38台，占试验总合数的7.1%;不合格的有50台，占试验总台数的9。3%;交流耐压不合格的有30台，占试验总台数的5.6%。

二、配电变压器损坏原因分析

经验证明，配电变压器内损坏，不管程度如何，大都是绝缘结构、绝缘介质(电缆纸、变压器油等)在很多因素(如温度、电气、化学和机械等，的作用下，而遭到损坏的。

温度是配电变压器运行中最常遭到因素。它是由介质损失和变压器的铜铁损而引起的。除正常运行温度外，还会碰到过载和短路时产生的过电流引起的温度骤升(短路时短路电流达到额定电流的25~30倍。因而，铜损将达到额定电流时几百倍，使绕组温度上升非常迅速)。

变压器的固体绝缘介质在温度作用下，将会失去水份、变脆、机械强度下降。若温度持续上升，使发热量不断增加，形成恶性循环使绝缘介质进一步烧熔、烧裂、烧焦，直至完全破坏。这就是所谓的热击穿。发生热击穿的时间较慢，一般要经历数小时的时间。但当突发短路时，所经历的时间比较短，当有适合的保护时，不会发生热击穿。如果我们以绕组温度达到250℃不烧毁为限，所需时间为：

式中：ZK一变压器漏阻抗标么值，　　jcp一变压器平均电流密度。

如果取ZK=0.055， jcp=3.0A/mm2

(设为铜导线)，则

t≈2·5 秒

根据熔丝的安一秒特性，熔丝会提前熔断。

变压器油在温度作用下会发生过热分解，使性能劣化。瓷质绝缘如套管在温度作用下也将会出现空隙，以致损坏。

电气作用也是配电变压器运行中经常耐受的因素。变压器的绝缘，除了长期承受工 作电压外，而且还将短时或瞬时承受内部过电压和大气过电压的作用。工作电压的作用是长期的，主要从绝缘簿弱的部位局部放电，从而发展为电化学击穿。而过电压的时作用，主要是产生积累效应，使少化程度逐步扩大，最后导致电击穿。电击穿的形成机理是绝缘介质中的自由电子，在强电场的作用下，使其运动速度加快，动能剧增，发生游离，形成电子崩，构成放电形成阶段。如放电通道进一步发展，电流剧增，介质破坏，电压降为零，构成放电完成阶段，即主放电阶段。主放电时间很快，一般在零点几秒内就可完成。

化学作用通常也是配电变压器运行中往往不可避免的因素。化学作用主要是指氧化，水解和生成沉淀物的过程。例如固体绝缘介质、变压器油接触空气后，在温度的共同作用下，可引起氧化析出沉淀物，腐蚀、影响绝缘，使其发生化学变化;导致老化最后以击穿的形式而破坏。化学变化主要是由于在绝缘介质中电场不均匀的地方，发生局部放电而引起的。我们把局部放电引起介质的化学变化，使之老化直至最后发展成热击穿的全部过程叫做电化学击穿。电化学击穿的时间一般较长，有时要经历数小时到数年。机械力的作用，往往也是变压器运行中可能遇到的，如电动力。尤其是突发短路，将出现很大电动力(因为电动力与电流的平方成正比，突发短路时变压器绕组受到的电动力可达额定时的几百倍)，往往使绝缘遭到机械破。

根据上述各种击穿的机理，通过对损坏的配电变压器修试分析，说明配电变压器的损坏大都是由于电击穿和电化学击穿而引起击而热击穿损坏的数量相对要少一些)绝缘结构绝缘介质存在的某些缺陷，是造成前两种的穿的内在原因，这可从下述在修试中总结击各种缺陷情况得到证明。

1、绝缘介质中存在气隙，浸漆不佳，其中形成一定空腔，在一定的电场强度下而击穿。

2、绝缘结构中存在簿弱部位，如线圈端部、引线、线圈间、匝间等电场强度分布不均，在较高外施电压作用下而击穿。例如高频雷电冲击波浸入配电变压器高压线圈，其端部可能出现很大的电压梯度，如下列图中曲线①在发生电磁振荡时电压分布如曲线②由图可见，这时，某些部位的线圈，它的对地主绝缘甚至承受比冲击放电压的还要高的电压。

3、绝缘结构工艺不良。如导线表面有角、毛刺，油箱及金属构件中有尖角，纸筒与垫块间、线匝与垫块间有楔形油隙，在较高的电场作用下而击穿。 信息请登陆:输配电设备网

4、浸漆工艺不好，在浸漆的绝缘件中，形成含有气体的漆瘤、漆泡。其中气体的击穿强度低;发生放电而击穿。

5、金属部件和导体间的电气连接不良绝缘处理不好，于该处发生放电而击穿。

6、变压器油中含有气体、杂质、水份使击穿电压大为降低。例如当油中存在气泡时，其在电压作用下的场强与介质的介电系数成反比

故气泡中的场强远比油低，故气泡极易放电。而水份在电场作用下易发生极化，形成沿电场方向的杂质“小桥”，因其泄电漏电流较大，引起杂质发热，使水份气化，最后导致放电击穿。

三、防止配电变压器损坏的对策

由上所述，我们知道配电变压器的损坏一是由于运行管理不善，二是技术上的问题解决不好而造成的。因此必须从这两方面采取措施。

(一)、关于技术方面的措施：配电变压器的损坏在技术上主要是由于在温度、电气化学和机械等因素作用下，致使绝缘老化、变质，最后发生热击穿、电击穿或电化学击穿而造成的。损坏时，可能是因为其中的一种击穿穿而作用的结果，也可能是其中的两种或兼而有之而作用的结果。为了有效地防止各种击穿损坏变压器，我们有必要再来分析一下影响它们的因素，并提出解决的办法。

1. 关于温度

温度是影响热击穿、电化学击穿的一种重要的因素。

实验证明，击穿电压随周围媒质温度增加而显著下降，与温度成指数反比关系。在运行中要防止变压器的温升超过规定的数值，以免降低其使用寿命和导致击穿破坏。众所周知，配电变压器绝缘材料使用寿命与周围温度成指数函数关系，可用下列经验公式来确定。

T=A

其中T～使用寿命，年，

A～常数，对油浸变压器约为7.15×104

～系数，约为0.088，

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