摘要：本文通过分析变压器故障问题，结合实际情况对如何应用电气试验进行了详细地说明，并列举了几个较为重要的方法，希望能够为有关技术人员提供借鉴，帮助其认识到变压器故障的危害，加强对故障的预防及检验，采用科学有效的方法对有关问题进行解决，从而逐步提升电力运行的质量与效果。
关键词：电气试验；变压器；故障分析
前言：在电力系统中，变压器设备长期处于室外工作环境中，这就会使其面临不稳定的安全威胁，使得故障问题频发，严重影响电力系统的正常运行。电气检验是一种操作性较强的检验技术，能够对有关故障进行提前预防及治理，进而保证变电器的使用效果，保障整体输电网络的平稳运行，下面对此进行深入研究。
一、变压器故障分析
（一）短路故障问题
据有关统计表明，变压器短路故障在全部问题中占比已经超过50%，在实际的变压器运行中，短路电流会对设备产生较大的损害，严重影响用电安全。举例来说，在变压器设备内，绕组断股就是一种常见的故障，且断股多为短路断股，会使绕组烧损，进而影响到直流电的通行，使电阻出现不平衡问题，引发设备故障。一般情况下，短路故障主要分为以下两种：第一，短路引发绕组形变。短路后会形成巨大的短路电流，其电动力会作用于绕组，进而引发形变甚至损坏。第二，短路引发绝缘失效。短路后的巨大电流不仅会形成电动力，还会形成热能，高温会使设备内导线绝缘层及其他固体绝缘材料受热，从而产生软化甚至劣化，绝缘性能降低，存在故障威胁。这两种短路问题会随着短路的时间及电量变化，若流经电流增大，将会直接产生设备损坏，不仅加大了维修难度，还会降低供电质量[1]。
（二）放电及绝缘故障问题
如果说变压器是整体输电线路的“心脏”，那么绕组和铁芯也是变电器的核心部分，不仅绕组对设备有较大影响，铁芯的故障问题也不容忽视。在变压器的各类故障中，铁芯问题占据前几名的位置，针对其重要性大部分用电企业都已经有所认识，但是由于接地技术及有关工艺的欠缺，该类问题还是时有发生，威胁着用电的安全性和可靠性。在变压器的正常工作中，带电线圈和导线的工作会产生一种不均匀的电场，铁芯也处于该环境中，变压器内部有着不同的金属部件（包括铁芯在内），在电场中会形成具有差异性的电位，易滋生放电问题，还会伴随火花，在放电结束后火花停止，若再产生差异电位还会继续放电，陷入循环，虽然不会直接诱发变电器故障，但是这种状况若一直持续就会产生严重后果。此类放电现象会使绝缘油和其他固体材料逐渐劣化，进而失去绝缘效果，极易产生更严重的故障。同时，局部放电和电弧放电也是较为常见的现象，虽然不会使有关部位直接产生损坏，但是这几种放电问题间具有一定的联系性，一种放电产生就有可能触发其他两种问题，若聚集在一起就可能会产生巨大的放电现象，会使设备在极短时间内损坏，影响用电安全。
二、电气试验在变压器故障分析中的运用
电气试验能够很好地对变压器的故障进行预防及整治，但是在实际的试验中，有关技术人员一定要严格按照规程及步骤实施。一般流程如下：“测算数据-分析问题-解决问题”，有关技术人员应合理运用有关技术方法，依据测算出的数据判断故障问题，并通过科学的分析方法找出解决对策。这样能够有效延长变压器的使用寿命，进而保障用电的稳定与安全，保证日常的生产及生活。下面就对几种重要试验方法进行介绍[2]。
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（一）绝缘油试验
在实际的变压器故障问题中，应用绝缘油可以起到很好的预防及故障判定效果。就故障预防来说，一般情况下，空气的诱电率为1.0，而绝缘油的诱电率常规下为2.2，绝缘油的绝缘效果相比于空气来说有较强的优势，不仅能有效绝缘，还能抵挡空气中的潮湿气体对设备的侵蚀。与此同时，在变电器设备中，绝缘油能将不同部位隔离开来，能够有效起到“绝缘”的作用，防止设备出现短路问题；该油的比热较大，在变电器中还能够起到“冷却”的作用，能避免设备因散热不均产生故障问题。举例来说，在变压器的实际运行中，该设备中的绕组及铁芯部件是最容易发热的部件，应用绝缘油能够借助其发热特性促进设备内油的对流，进而将热量散发到设备外，提升设备散热效果，由此能够保证设备的长期稳定运行。另外，绝缘油试验还能起到灭弧的作用，如在油断路器和变压器开关中，由于需要进行触头切换，经常会产生电弧，威胁着变压器的使用寿命。由于触头在灭弧室内断开后，电弧会产生燃烧现象，应用绝缘油后，其高温作用会带动周围绝缘油开始分解，进而形成油蒸气，并且还有部分油蒸气能够继续分解，营造出富含氢气、乙炔、甲烷及乙烯等气体的环境，对电弧产生包围作用，使电弧逐渐熄灭，进而保护变压器。就故障判定而言，通过提取油样，借助有关气体的浓度数值，使用色谱分析方法能够有效提升故障检验效果。举例来说，上海市某电力企业就应用该方法变压器开展了分析，据结果显示，油内的一、二氧化碳浓度变化不大，说明固体材料诱发故障的可能性较小；C2H2的含量没有显著增加，所以温度应在800摄氏度以内，铁芯局部发热引发故障问题的可能性较大；在送厂后经技术检验发现是高压线组连接工艺差引发短路形成的故障。由此可见，通过绝缘油的分析方法能够较为准确的判断出故障原因，对于日常工作有一定的积极作用。
（二）直流电阻试验
所谓直流电阻试验就是指利用直流电对有关部件进行检验，查看对象为部件的电阻值，通过有关数据判断变电器绕组内部接线的效果、电压分接处各部位的连接状况、设备内有无短路情况等，具备操作简单、易上手的特点，在电气检验中较为常见。一般情况下，技术人员可以应用电压电流法及平衡电桥法进行该项试验，但是最为常见的还是直流电阻测试仪。在绕组断股造成的故障中，引发故障的绕组经过电流是日常工作中的数十倍，会使部位温度迅速飙升，进而使外部绝缘材料产生劣化现象，失去实际效用。在实际的故障过程中，若发生时间大于2s，部分导线还会出现软化问题，进而使部分绕组出现形变，威胁设备性能。对于此类问题，在变压器在遭受巨大电流冲击时，有关技术人员应立即对其直流电阻进行试验，若产生断股问题应立即修复，进而避免绕组形变及故障。
（三）短路试验
所谓短路试验，是指测验电路中的短路路段的方法，其主要用于判断额定电流下的抗阻电压和短路损耗，也可称其为变压器负载试验。在实际的试验中，技术人员需要将低压短路高压侧与电源接通，使用测试仪测算电压，将所得数值（除数）与高压额定电压（被除数）相除得到阻抗电压百分比，进而得到实验数据，判断故障状况。通过此方法，技术人员能够得到变压器的并列运行条件，从而通过一定的计算方法得到该设备的热、动稳定及效率，进而判断出设备内部的损耗及形变等故障问题。但需要注意的是，在进行此项试验时一定要将“变压器高压侧短接”，在连接中还应使用专业性较强的短接线，提升试验效果。与此同时，该实验方法还存在一定的局限性，如铁芯局部硅钢片的短路问题就不能被试验出来，所以在实验中还应搭配空载试验，对变电器进行全方位的检查。
结论：综上所述，在整体电力系统中，若变压器产生故障就会使系统的平稳性受到影响，甚至导致输变电出现瘫痪问题。针对此问题有关技术人员应加强对电气试验的研究，利用绝缘油、直流电阻及短路试验等方法切实提高供电系统的可靠性。
参考文献：
[1]王雪妍.电气试验在变压器故障分析中的应用研究探讨[J].科技资讯，2018，16（35 ）：36-37.
[2]蒋林.电气试验在变压器故障分析中的应用[J].科技资讯，2018，16（33 ）：51-52.
论文作者:唐磊
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
标签：变压器论文; 故障论文; 绕组论文; 设备论文; 技术人员论文; 方法论文; 会使论文; 《电力设备》2019年第2期论文;