摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，电力在人们的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。电力系统的正常运转出现一些问题，尤其是在电力系统中极为重要的变压器。变压器的老化是会影响到整个电力系统的正常运行的。因此需要详细了解变压器的老化的原因以及影响变压器绝缘故障的主要因素。延长和改善变压器的使用寿命和质量。
关键词：变压器；绝缘故障；线圈
引言
随着经济的不断发展，我国电力系统的规模也越来越大，随之产生的问题也越来越多。变压器作为电力系统的一个重要组成部分，能否正常工作关系到电力系统的正常运行，还与人们的生活息息相关。近年来，因变压器引起的故障给整个电力系统带来的损失很大，电力系统要想更好地发展，就必须处理好变压器的问题，提高整个电力系统的稳定性。
1变压器绝缘故障的影响因素
1.1温度
变压器为油、纸绝缘结构，在不同的温度下油与水有着不同的平衡关系，一般的情况下，随着温度的不断升高，纸中的水分会向油中转移，相反，油中的水分向纸析出。所以，温度升高变压器油中的水分会比较大，温度低时，油中水含量较少。对于绝缘材料来说，经过研究，温度不同时，会改变纤维素的分解并产生CO与CO2等有机气体，随着温度的升高，气体的产生呈现为指数规律变化。油中的气体含量与绝缘的老化有着直接关系，所以可以将测量气体变化来判断变压器是否出现异常。IEC（国际电工委员会）认定A级绝缘变压器在80—140温度变化内，每提高6度，变压器的寿命会降低一半，这就是著名的6度定则。
1.2湿度
变压器中湿度的增加可以加速绝缘中纤维素的降解，所以湿度越高，分解出的有机气体越多。而油中的水分，对油的电气性能和理化性能都有着极坏的影响。对某些变压器，特别是中小型变压器由于呼吸作用，使水分和潮气进入变压器油中.这样会大大降低油的耐电强度，从而可能引起线圈对油箱或铁芯构件的击穿.变压器长时间过载可引起变压器油的老化，油温过高会加速油泥、水分及酸的生成.
1.3过电压
当作用在绝缘上的电场强度超出了绝缘能承受的最大场强就会发生绝缘故障。本文中涉及的场强主要为作用电场强度（简称作用场强）和耐受电场强度（简称耐受场强）两种。其中作用场强可分三大类，雷电冲击作用场强（LI）、操作冲击作用场强（SI）和工频作用场强（AC）。这三种类型作用场强因绝缘成分不同，各自的耐受场强也不同。而绝缘发生故障的原因按作用场强和耐受场强的抗衡关系可分为2种情况：⑴作用场强过高。例如110kV和220kV降压变压器的第三绕组（10kV或35kV绕组）在雷击时出现作用场强高于变压器本身的正常耐受场强，引起雷击损坏的绝缘故障。雷电过电压，由于波头较陡，会引起线圈匝间电压分布不均，可能会在绝缘上产生局部放电，从而损伤绝缘。⑵绝缘性质改变引起的耐受场强下降。例如变压器生产过程中绝缘损坏，或者是各种情况下绝缘受潮，对油纸绝缘中的水分，操作冲击比雷电冲击敏感。而且由于操作过电压的波头比较平滑，电压的分布曲线会近似为线性，产生的过电压波在两个绕组间转移时，与两个线圈之间的匝数基本成正比，这样容易对主绝缘或相间的绝缘产生损坏。
2变压器绝缘故障分析方法
2.1绝缘油硫腐蚀的故障诊断
绝缘油是通过油道流动的，如果绝缘油内部有污染，或者绝缘油油道有其他杂质，那么就会导致油硫腐蚀油道，在通电过程中，产生漏电的现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在诊断过程中，应该考虑硫腐蚀的影响，了解腐蚀特征，注重高压、大容量变压器的检查，还有一些高压线的影响，特别是在裸铜线与绝缘纸接触的部位，要及时检查，保持外部干燥与密封，尽量避免两者直接接触，还要测定温度，做好相应的防护措施，最大限度地保护电力设备，使其能够正常发挥作用。在受到腐蚀的高压绕组上会出现浅灰色或蓝紫色的物质，该物质为硫化亚铜，具有很强的导电性。因此，要注重对其的保护，避免绝缘油硫腐蚀。
2.2绝缘油中溶解气体诊断
绝缘油在长期的使用过程中，会与空气中的各种成分接触，从而发生反应。比如，空气中的氧气和水，在这些因素的影响下，绝缘油会变质，其绝缘性能也越来越差，长期使用后，会导致设备老化，变压器内部会产生很多化学反应，如内部的烃类物质在反应过程中，其化学键会断裂，生成物也会增加，一般情况下，会产生碳氧化物，最典型的就是一氧化碳和二氧化碳等。二氧化碳融入水中，会产生离子，进而分解绝缘油，影响其绝缘性能。要想进一步对绝缘油中的溶解气体进行诊断，就必须对绝缘油的成分进行诊断，可以通过分析绝缘油中溶解气体的气相色素进行分析，进而准确判断设备的工作情况，也能更好地判断设备的性能。在具体的监测过程中，虽然监测油中的气体能够反映故障的特征，但是，这种方法也有一定的局限性。在检测过程中，它不能直接在变压器现场实现油色谱的定时在线监测与故障诊断，不能及时发现故障，那么对于变压器自身的工作也有很大的影响。因此，应注重在线监测的正确使用方法，对变压器中溶解气体色谱进行在线监测，随时了解变压器的运行状况，然后再对其故障进行进一步分析。在此过程中，还可以结合专家系统进行诊断，将一些潜在的故障检测出来，再结合人工判断的方法，能够进一步提高检测质量，减少人工分析的误差。
2.3变压器绝缘故障诊断还可以利用人工智能技术
人工智能是现阶段常用的检查技术，需要对已有绝缘油中溶解气体进行分析，了解故障的产生原因，然后再进行专业的处理，这样就能大大提高处理效率。在此过程中，还要注意查看其他因素的影响，变压器绝缘故障的影响因素往往不止一个。因此，在诊断过程中，要求有多年经验的技术人员进行诊断。但是，我国这方面的人才比较稀缺，国外也在研究影响变压器绝缘故障的在线监测系统，各种人工智能诊断技术也被用到变压器绝缘故障诊断中，它能够从电力变压器绝缘油中溶解的气体数据分析规律，迅速找到故障，然后找到突破口，更好地将引起变压器绝缘故障的因素区分开来，不受外界环境因素的影响，在一定程度上减少了人工判断的失误。现阶段，人工智能被广泛用于变压绝缘故障检测中，根据实际情况切换多种模式。经过长期的实验发现，神经网络模型在探究变压器绝缘故障的影响因素上效果最好。在实际的监测过程中，还可以对主控室变电站每台主变的油色谱进行分析，通过人工智能技术将数据进行整理分析，对故障进行综合判断。
2.4要重视变压器绝缘故障的细节处理
第一，对于一些大型的变压器，在工作过程中，要严格检查其线圈的位置，保证线圈压紧。第二，变压器内部要保证干燥状态，要想更好地发挥绝缘效果，就必须保证内部的封闭性。密封性能够阻止其他杂质或者空气中的水分和其他气体进入，最大限度地保护绝缘油，使其成分更加单一，没有其他杂质的影响。第三，变压器工作过程中，要保证线圈缠绕方式的正确性，根据实际情况选择正确的缠绕方式，保证变压器能够正常工作。
结语
变压器是电力电网中主要设备之一，延长绝缘的使用寿命，减少由于绝缘损坏引起的质量问题，直接关系到变压器的成本和在电网中运行的费用。因此，在变压器运行中应加强维护工作，从而延缓变压器的使用寿命。
参考文献：
［1］潘翀.电力变压器绝缘故障诊断技术及热状态参量预测模型研究［D］.重庆：重庆大学，2018.
［2］郑含博.电力变压器状态评估及故障诊断方法研究［D］.重庆：重庆大学，2017.
［3］冯运.电力变压器油纸绝缘老化特性及机理研究［D］.重庆：重庆大学，2017.
论文作者:刘昊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/21
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