配电干式变压器烧坏的原因分析及防范措施

摘要：针对配电干式变压器事故率高的现象，着重分析了配电干式变压器烧坏的几种主要原因，提出了具体的防范措施，为防止发生配电干式变压器烧毁故障提供借鉴。关键词：配电干式变压器；烧坏；原因分析；防范措施

配电变压器烧毁原因分析及预防措施

文摘：针对配电变压器事故率高的问题，着重分析了配电变压器烧损的几个重要原因，并提出了一些具体的预防措施，为防止配电变压器烧损故障提供参考。关键词：配电变压器；倦怠；原因分析；预防措施

在电力系统中，配电干式变压器占有极其重要的地位。一旦烧毁，将直接或间接地给工业和农业生产以及人民的正常生活带来损失。1原因分析1.1绝缘性能超标1.1.1干式变压器电流浪涌随着城乡电网改造的深入，城乡用电量有很大程度的增加，但由于部分低压线路维护不到位，过载短路的可能性大大增加，导致干式变压器电流超过额定电流数倍甚至数十倍。此时，绕组受电磁转矩影响很大，发生位移和变形。由于电流急剧增加，配电干式变压器线圈温度迅速升高，导致绝缘加速老化，形成碎片脱落，露出线体，造成匝间短路，烧毁配电干式变压器。1.1.2绕组绝缘潮湿。该故障主要是由绝缘油质量差或油位低引起的。a .干式变压器投入运行前，湿气侵入，使绝缘受潮；或者干式变压器位于潮湿场所和多雨地区，湿度过高。b .在储存、运输和运行过程中维护不当，导致水分、杂质或其他油渍混入油中，大大降低了绝缘强度。c .制造时，绕组内层未浸漆，干燥不彻底，绕组引线接头焊接不良，绝缘不完全，导致匝间短路和层间短路。配电干式变压器的绕组损坏发生在一次侧，主要是匝间短路、层间短路或绕组对地短路。当达到或接近使用寿命时，绝缘自然干燥并变黑，失去绝缘。d .绝缘老化或油位降低一些年久失修的老式干式变压器油位降低，绝缘油与空气的接触面积增大，空气中的水分进入油位加快，绝缘强度降低。当绝缘降低到一定值时，就会发生短路。因此，运行中的配电干式变压器必须定期进行油位和油脂测试，发现问题要及时处理。1.2空载调压开关1.2.1当分接开关受潮时，油将从帽、套管、分接开关、端盖、油阀等处泄漏。使分接开关暴露在空气中并逐渐受潮。因为配电干式变压器的油标位于储油柜中间，从干式变压器箱到储油柜的输油管线比储油柜底部高出25 mm以上。干式变压器运行中产生的碳化物受热后产生油焦等物质堵塞油标呼吸孔，少量干式变压器油残留在油标中。当负荷和环境温度变化时，油标准管内的油位不变，不注意加油容易产生虚假油位。外露式分接开关受潮一段时间后性能下降，导致放电短路，损坏干式变压器。1.2.2高温过热干式变压器油主要用于绕组的绝缘、散热和防潮。干式变压器油温高将直接影响干式变压器的正常运行和使用寿命。干式变压器分接开关在正常运行时，长期浸泡在高于常温的油中，特别是在偏远的农村地区，使分接开关长期处于过载状态运行，会造成分接开关触头上出现碳膜和油垢，然后触头发热后弹簧压力降低，尤其是在接触环中，由于材料和制造工艺不好，弹性迅速下降；或零件变形，分接开关的引线头和连接螺钉松动等。即使经过处理，导电部件也可能接触不良，接触电阻会增加，并会发生发热和电弧烧伤。电弧还会产生大量气体，分解具有导电性能的碳化物和熔化的铜颗粒，喷在箱体、一次/二次套管、绕组层和匝层上，造成短路，烧坏干式变压器

1.2.4由于人为原因，部分电工对空载调压开关的原理不清楚，往往导致调压不正确，造成动、静触头部分接触等。安装过程不良，干式变压器各部位紧固螺栓检查不慎，导致水流入干式变压器箱内，使分接开关和绕组绝缘受潮；运维不到位，没有严格执行DL/T572-1995《干式变压器运行规程》。大多数干式变压器从安装到干式变压器烧毁都没有经过日常维护和污垢处理，导致干式变压器散热阈值恶化和烧毁。因此，配电干式变压器空载调压后，为了避免分接开关接触不良，需要用DC电桥测试电路的完整性和三相电阻的均匀性。1.3铁芯多点接地1.3.1铁芯a接地原因铁芯夹板的套管损坏后，与铁芯接触形成多点接地，导致

铁芯局部过热而损坏线圈绝缘。   b．铁芯与夹板之间有金属异物或金属粉末，在电磁力的作用下形成“金属桥”，引起多点接地。 c．铁芯与夹板之间的绝缘受潮或多处损伤，导致铁芯与夹板有多点出现低电阻接地。1．3．2 铁芯硅钢片短路 虽然硅钢片之间涂有绝缘漆，但其绝缘电阻小，只能隔断涡流而不能阻止高压感应电流。当硅钢片表面上的绝缘漆因运行年久，绝缘自然老化或损伤后，将产生很大的涡流损耗，增加铁芯局部发热，使高、低绕组温升加剧，造成干式变压器绕组绝缘击穿短路而烧毁。因此，对配电干式变压器应定期进行吊芯检测，发现绝缘超标时，及时处理。1．4 雷击与谐振1．4．1 雷击过电压 配电干式变压器的高低压线路大多是由架空线路引入，在山区、林地、平原受雷击的几率较高，线路遭雷击时，在干式变压器绕组上将产生高于额定电压几十倍以上的冲击电压，倘若安装在配电干式变压器高低压出线套管处的避雷器不能进行有效保护或本身存在某些隐患，如避雷器未投入运行或未按时进行预防性试验，避雷器接地不良，接地线路电阻超标等，则配电干式变压器遭雷击损坏将难以避免。1．4．2 系统发生铁磁谐振 农网中10 kV配电线路由于长短、对地距离、导线规格不一，从而具备形成过电压的条件。在这些农网中，小型干式变压器、电焊机、调速机较多，使得10k V配电系统的某些电气参数发生很大变化，导致系统出现谐振。每谐振一次，干式变压器电流激增一次，此时除了造成干式变压器一次侧熔断器熔断外，还将损坏干式变压器绕组。个别情况下，还会引起干式变压器套管发生闪络或爆炸。1．5 二次侧短路 当干式变压器发生二次侧短路、接地等故障时，二次侧将产生高于额定电流20～30倍的短路电流，而在一次侧必然要产生很大的电流来抵消二次侧短路电流的消磁作用，如此大的电流作用于高电压绕组上，线圈内部将产生很大的机械应力，致使线圈压缩，其绝缘衬垫、垫板就会松动脱落，铁芯夹板螺丝松弛，高压线圈畸变或崩裂，导致干式变压器在很短的时间内烧毁。1．6 一/二次熔体选择不当 配电干式变压器一/二次通常采用熔丝保护，因为熔丝是用于保护干式变压器的一/二次出线套管、二次配线和干式变压器的内部线路，所以若熔断电流选择过大，将起不到保护作用。若熔断电流选择过小，则在正常运行状况下极易熔断，造成用户供电的中断，此时，若三相熔丝只熔断一相，则对用户造成的危害更大。   因此，在正常使用中，熔丝的选择标准为：一次侧熔丝熔断电流为干式变压器一次额定电流的1．5～2倍；二次侧熔丝熔断电流为干式变压器二次侧额定电流。1．7 其它 a．由于干式变压器的一/二次侧引出均为铜螺杆，而架空线路一般都采用铝芯导线，铜铝之间在外界因素的影响下，极易氧化腐蚀。在电离的作用下，铜铝之间形成氧化膜，接触电阻增大，使引线处铜螺杆、螺帽、引线烧毁。 b．套管闪络放电也是干式变压器常见异常之一。造成此种异常的原因有：制造中有隐伤或安装中碰伤；胶珠老化渗油后遇到空气中的导电金属尘埃吸附在套管表面，当遇到潮湿天气、系统谐振、雷击过电压等，就会发生套管闪络放电或爆炸。 c．在检修或安装过程中，紧固或松动干式变压器引出线螺帽时，导电螺杆跟着转动，导致一次侧线圈引线断线或二次侧引出的软铜片相碰造成相间短路。在吊芯检修时，有时不慎将线圈、引线、分接开关等处的绝缘破坏或工具遗留在干式变压器内。在干式变压器上进行检修时，不慎跌落物件、工具砸坏套管，轻则发生闪络，重则短路接地。 d．并联运行的配电干式变压器在检修、试验或更换电缆后未进行逐一校相，随意接线导致相序接错，干式变压器在投入运行后将产生很大的环流，烧毁干式变压器。2 防范措施 配电干式变压器烧坏的事故，有相当部分是完全可以避免的，还有一些只要加强设备巡视，严格按章操作，随时可以把事故消除在萌芽状态。2．1 投运前检测 配电干式变压器投运前必须进行现场检测，其主要内容如下。 a．油枕上的油位计是否完好，油位是否清晰且在与环境相符的油位线上。过高，在干式变压器投入运行带负荷后，油温上升，油膨胀很可能使油从油枕顶部的呼吸器连接管处溢出；过低，则在冬季轻负荷或短时间内停运时，可能使油位下降至油位计看不到的位置。 b．盖板、套管、油位计、排油阀等处是否密封良好，有无渗油现象。否则当干式变压器带负荷后，在热状态下，会发生更严重的渗漏现象。  c．防爆管(安全气道)的防爆膜是否完好。  d．呼吸器的吸潮剂是否失效。 e．干式变压器的外壳接地是否牢固可靠，因为它对干式变压器起着直接的保护作用。 f．干式变压器一/二次出线套管及它们与导线的连接是否良好，相色是否正确。 g．干式变压器上的铭牌与要求选择的干式变压器规格是否相符。例如各侧电压等级、干式变压器的接线组别、干式变压器的容量及分接开关位置等。 h．测量干式变压器的绝缘，用1 000～2 500 MΩ表测量干式变压器的一/二次绕组对地绝缘电阻(测量时，非被测量绕组接地)，以及一/二次绕组间的绝缘电阻，并记录测量时的环境温度，绝缘电阻的允许值没有硬性规定，但应与历史情况或原始数据相比较，不低于出厂值的70％(当被测干式变压器的温度与制造厂试验时的温度不同时，应换算到同一温度进行比较)。 i．测量干式变压器组连同套管的直流电阻，根据GB50150－1991《电器装置安装工程电气设备交接试验标准》第6．0．2条的有关规定：配电干式变压器各相直流电阻的相互差值应小于平均值的4％，线间直流电阻的相互差值应小于平均值的2％。 若以上检查全部合格，则先将干式变压器空投(不带负荷)。检查电磁声有无异常，测量二次侧电压是否平衡。如平衡说明干式变压器变比正常，无匝间短路，干式变压器可以带负荷正常运行。2．2 运行中注意事项 a．在使用配电干式变压器的过程中，一定要定期检查三相电压是否平衡，如严重失衡，应及时采取措施调整。同时，应经常检查干式变压器的油位、油色，有无渗漏，发现缺陷及时消除，避免分接开关、线圈因受潮而烧坏。 b．定期清理配电干式变压器上的污垢，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线、脱焊、断裂现象，定期遥测接地电阻不大于4Ω，或者采取防污措施，安装套管防污帽。 c．在接/拆配电干式变压器引出线时，严格按照检测工艺操作，避免引出线内部断裂。合理选择二次侧导线的接线方式，如采用铜铝过渡线夹或线板等。在接触面上涂上导电膏，以增大接触面积与导电能力，减少氧化发热。 d．推广使用S9系列新型防雷节能干式变压器或者在配电干式变压器一/二次侧装设避雷器，并将避雷器接地引下线、干式变压器的外壳、二次侧中性点3点共同接地。坚持每年一次的年度预防性试验，将不合格的避雷器及时更换，减少因雷击谐振而产生过电压损坏干式变压器。 e．在切换无载调压开关时，每次切换完成后，首先应测量前后2次直流电阻值，做好记录，比较三相直流电阻是否平衡。在确定切换正常后，才可投入使用，在各档位进行测量时，除分别做好记录外，注意将运行档直流电阻放在较后一次测量。

参考文献

［1］徐名通．电力干式变压器的运行和检修［M］．北京：水利电力出版社，1976．［2］杨 体．干式变压器无载分接开关的故障、检测与调试［J］．电力自动化产品信息，2001，(3)．

来源：河北电力技术