摘要：变压器是电力系统中最关键的设备之一。其正常运行是电力系统安全，可靠，优质，经济运行的重要保证。必须防止和尽量减少变压器故障和事故。但是，由于变压器的长期运行，绝不可能完全避免故障和事故，导致故障和事故的原因很多。本文将重点介绍油浸式变压器中许多故障的绝缘故障。
关键词：变压器；绝缘故障；原因
引言
对于不同项目中使用的各种类型电力变压器的调试和运行，我们发现油浸变压器的大部分损坏和故障都是由绝缘系统的损坏引起的。分析原因，主要是由于绝缘材料的机械损坏和工作温度过高而导致绝缘材料性能下降。因此，为确保变压器的正确安装和调试，正常运行和加强对绝缘系统的合理维护，可以在很大程度上保证变压器的使用寿命较长，并且切换测试和预测性维护都是为了提高使用寿命的变压器并增加供电可靠性的关键。在油浸式变压器中，主要绝缘材料是绝缘油和固体绝缘纸，纸板和木块。所谓变压器绝缘老化，就是这些材料被环境因素分解，降低或丧失介电强度。
1固体纸绝缘故障
1.1纸纤维材料的性能
绝缘纸纤维材料是油浸式变压器中最重要的绝缘组件材料。纸纤维是植物的基本固体成分。构成材料分子的分子带有正电荷的核和带负电荷的电子在核周围运行。区别在于导体在绝缘材料中几乎没有自由电子。绝缘体中的非常小的电流主要来自离子电导。纤维素由碳，氢和氧组成，因此由于纤维素分子结构中存在羟基，因此可能形成水，赋予纸纤维含水性。另外，这些羟基可以被认为是被各种极性分子包围的中心，这些极性分子是氢键合的，使得纤维容易受到损害：同时纤维中通常含有一定比例的杂质，其中包括一定比例的杂质数量水分，由于纤维的胶体性质，使这些水不能完全去除。这也影响纸纤维的性能。当纸纤维吸水时，极性纤维不仅容易吸收水分，而且减弱了羟基之间的相互作用力，当纤维结构不稳定时，机械强度急剧降低，因此纸绝缘部件通常需要干燥或真空分干，浸油或绝缘漆使用前，浸渍漆的设计是为了保持纤维的润湿性，保证绝缘性和化学稳定性高，机械强度高。
1.2纸纤维材料的劣化
主要包括两个方面：①纤维脆弱。当过多的热量从纤维材料中吸收湿气时，会加速纤维材料的脆化。由于纸张的脆化，在机械冲击，电应力和操作冲击的影响下可能会发生电绝缘。②纤维材料的机械强度下降。随着加热时间的延长，纤维材料的机械强度降低。当变压器发热导致绝缘材料水分再次流失时，绝缘电阻值可能会增加，但其机械强度会大大降低，而绝缘纸将无法承受短路电流或冲击载荷等机械效果。
2液体油绝缘故障
2.1变压器油的性能
运行中的变压器油必须具有稳定和优异的绝缘和导热性。从石油中提取的绝缘油是各种碳氢化合物，树脂，酸和其他杂质的混合物，它们在自然界中并不总是稳定的，在温度，电场和光合作用的影响下会不断氧化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般情况下绝缘油的氧化过程非常缓慢，如果妥善保养即使20年后仍能保持适当的质量而不会老化，但与金属中的油混合，杂质，气体等会加速氧化的发展，油质量变差，颜色变深，不透明度不透明，含水量，酸值，灰分增加等等，劣化油的性质。
2.2变压器油劣化的过程
在降解过程中，油，酸，醇，酮和污泥是主要的石油产品。恶化的早期阶段。油中产生的过氧化物与绝缘纤维材料发生反应而形成氧化纤维素，这会降低绝缘纤维的机械强度，导致脆化和绝缘收缩。所得酸是一种粘液脂肪酸。虽然腐蚀性不如无机酸强，但其生长速度及其对有机绝缘材料的影响是相当大的。恶化的后期。是形成污泥时，酸蚀铜，铁，绝缘漆等材料的反应污泥，是一种厚而沥青状的高分子导电材料，它可以适度溶解在油中，电场产生速度快，粘附在绝缘材料或变压器外壳的边缘，沉积在油管和散热片等处，使变压器工作温度升高，电气强度下降。
3影响变压器绝缘故障的主要因素
3.1温度的影响
电力变压器油，纸绝缘，在不同温度下，油，纸具有不同的水分平衡曲线。一般情况下，温度升高，纸张内部的水份被水分沉淀;另一方面，纸吸收水中的油。因此，当温度高时，变压器中绝缘油的微水含量较大;相反，微水含量很小。当温度不同时，纤维素成环，破碎并伴随气体产生的程度不同。在一定的温度下，CO和CO2以恒定的速率产生，也就是说，油中的CO和CO2气体含量随时间呈线性关系。在更高的温度下，CO和CO2的速率呈指数增长。因此，油中CO和CO2的含量与绝缘纸的热老化有直接关系，而含量的变化可以看作是密封变压器中纸张异常的标准之一。变压器的寿命取决于绝缘老化的程度，而老化的程度又取决于工作温度。
3.2过电压的影响
①暂态过电压的影响。三相变压器的正常运行会产生相间电压的58％的相电压和接地电压，但是在单相电压下，中性点接地系统的主绝缘电压会增加30％中性点不接地系统的相位误差为73％，这可能会损坏绝缘。②雷电过电压的影响。雷电过电压由于陡峭的波形头，垂直绝缘上的电压分布（导通，导通和绝缘）非常不均匀，并可能在绝缘上留下放电痕迹，这会损坏固体绝缘。③过电压操作。由于波前过电压相对平坦，所以电压分布近似线性，并且当过电压电涌从一个绕组传递到另一个绕组时，其大致与两个绕组之间的匝数成比例，从而使得主要绝缘或相间绝缘的降解和损坏。
3.3湿度的影响
水分的存在会加速纸张纤维素的降解。因此，CO和纤维素的产量也与含水量有关。当湿度恒定时，含水量越高，二氧化碳分解越多。相反，含水量越低，CO分解越多。绝缘油中微量水分是影响绝缘性能的重要因素之一。绝缘油中微量水分的存在对绝缘介质的电气和物理化学性质有很大的危害。湿气会导致绝缘油的火花放电电压降低，并且介电损耗因子tg8增加，以促进绝缘油的老化并降低绝缘性能。潮湿的设备，不仅导致动力设备的可靠性和寿命缩短，更容易造成设备损坏甚至危及人身安全。
结语
了解和掌握油浸式变压器的绝缘性能及后者的合理运行和维护，直接关系到变压器的安全运行，使用寿命和供电可靠性。电力油浸变压器是电力系统中重要的关键设备。其安全稳定的运行对电力系统的运行至关重要。作为变压器的安装，调试，运行和维护人员必须了解和掌握变压器的绝缘结构，材料特性，工艺质量，维护方法和科学诊断技术，高度重视变压器安装调试中遇到的问题，并在实践中不断总结，做好各项防范措施，变压器运行的可靠性将得到很大提高。
参考文献:
[1]朱德恒,谈克雄:《电绝缘诊断技术》.北京:中国电力出版社,1999.4.
[2]曹海:《变压器绝缘故障在线监测技术》,《四川电力技术》2005年第2期.
[3]王晓莺:《变压器故障与监测》。北京:中国电力出版社,2005年1月.
论文作者:芦志平
论文发表刊物:《防护工程》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/8
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