變壓器檢測和檢修探析

變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯，在電氣設備和無線電路中常用于升降壓、匹配阻抗、安全隔離等。

熟悉各種常用的變壓器；理解變壓器的溫升和冷卻，學會變壓器層間短路的檢測；掌握隔離開關、斷路器的維護檢修方法，避雷器與高壓交流負荷開關的維護檢修方法，變壓器與測量用互感器的維護檢修方法，是中職學校電工專業學生必修的課程，也是其必須熟練掌握的技術與技能。筆者對變壓器的溫升和冷卻以及變壓器層間短路的檢測做重點的探索與分析。

一、變壓器的溫升和冷卻

1.溫升和溫度測量

變壓器運行過程中，鐵芯中的鐵耗、繞組中的鋼耗，都變為熱而使變壓器溫度上升。變壓器溫度升高時，用于其中的絕緣物就會變質劣化，絕緣抗電強度、黏度、燃點都下降，因此變壓器溫度應不超過絕緣物的允許溫度。

變壓器溫度測量是用電阻法測量繞組溫度、用溫度計測量油和鐵芯溫度。

2.用電阻法測量繞組溫度

用下式求得繞組溫度T2==（235+T1+T1（℃）式中：T1為試驗開始時變壓器繞組的溫度（℃）；R1為T1時變壓器繞組的電阻（Ω）；R2為溫度T2時同一繞組的電阻（Ω）。

測量繞組用電阻法，溫升允許溫度最高55℃；本體內直接與大氣接觸的油，用溫度計測量，溫升允許溫度最高50℃；本體內不直接與大氣接觸的油，用溫度計測量，溫升最高55℃。大型電力變壓器用傳感器來測量，它用電橋測量銅線的電阻值，由銅線的電阻值可知溫度。

3.變壓器冷卻方法

為了使變壓器長時間安全運行，必須把變壓器各部位的溫度降到規定限度以下。變壓器的冷卻方法和用途如下：

（1）干式、自冷式，冷卻方法：靠和周圍的空氣自然對流；用途：小容量變壓器，測量用互感器。

（2）干式，自冷式，冷卻方法：用送風機強制周圍空氣循環；用途：中型電力變壓器，H類絕緣變壓器。

（3）油浸式，風冷式，冷卻方法：靠周圍空氣自然對流和輻射把熱散發出去；用途：小型配電用柱式變壓器。

（4）油浸式，風冷式，冷卻方法：用送風機強制周圍空氣循環；用途：中型以上電力變壓器。

（5）油浸式，水冷式，冷卻方法：箱體內裝有冷卻水管，靠冷卻水循環把油冷卻；用途：中型以上電力變壓器。

（6）油浸式，強制油循環風冷式，冷卻方法：箱體外裝有冷卻管，用泵把箱內的油打到箱外冷卻管，形成強制油循環，箱外冷卻管用送風冷卻；用途：中型以上電力變壓器。

（7）油浸式，強制油循環水冷式，冷卻方法：箱體外裝有冷卻管，用泵把箱內的油打到箱外冷卻管，形成強制油循環，管外冷卻管用冷卻水冷卻。

（8）充氣式，冷卻方法：使用化學穩定炭氟化合物作冷卻劑，利用液體的汽化熱來冷卻；用途：中型以上電力變壓器。

二、變壓器層間短路的檢測

變壓器的故障可以分為內部故障與外部故障。層間短路也叫局部短路，是變壓器繞組層與層之間的絕緣破壞，使繞組短路所致，層間短路可以使變壓器過熱，甚至燒壞。

1.變壓器的故障

（1）內部故障包括：繞組的絕緣破壞，繞組斷線變形；鐵芯積層硅銅片間的絕緣破壞，接地不良，夾緊鐵芯的螺釘絕緣破壞；內部安裝零部件、引出線損壞；絕緣油老化；無電壓，分接頭切換器損壞。

（2）外部故障可能存在于：外箱密封、閥門；附屬品套管，吸濕呼吸器，減壓裝置，溫度計，油面計，套管式電流互感器，氮氣等，氣體封入裝置，保護繼電器；冷卻裝置的水冷管，冷卻風箱，送油泵，控制裝置；有負荷時分接頭切換裝置的機械驅動部分，控制裝置。

2.小容量變壓器的故障原因及對策

（1）一般故障（大部分伴有燒損）。原因一，二次配線短路引起的燒損，對策：安裝容量適當的斷路器，按顏色區別，配線要整齊；原因二，過載引起的燒損，對策：配置容量適合于負荷的變壓器，安裝雙金屬片式燒損防止器；原因三，絕緣物老化引起的燒損，對策：按計劃定期維護可延長壽命；原因四，絕緣油老化引起的燒損，對策：更換新的絕緣油（可防止冷卻效果及絕緣耐力降低）；原因五，套管事故，對策：保持套管清潔；原因六，雷擊引起的燒損，對策：完善避雷器設備。

（2）局部短路（這是主體斷線）。原因一，浸水，對策：檢查套管有無裂縫，鐵板有無銹孔；原因二，分接頭不良，對策：更換正確的分接頭；原因三，落下金屬片等異物，對策：切換分接頭時及檢查內部時防止工具墜落；原因四，雷擊，對策：安裝避雷器；原因五，過載，對策：負荷管理；原因六，繞組與引線之間斷線，對策：制造不良，應嚴格質量管理；原因七，分接頭或螺釘松動，對策：充分緊固。

（3）層間短路的檢測。將測試引線接到變壓器二次檢測，測試器的切換開關置于“局部短路”的位置，按下判斷按鈕。如果紅燈亮，蜂鳴器響就是層間短路，所加的電壓是10V、400Hz，判斷是否合格的基準電流是0.5A。

（作者單位：海南省澄邁中等職業技術學校）