變壓器絕緣擊穿原因及防范對(duì)策研究

賈長(zhǎng)赫

（江蘇華電吳江熱電有限公司，江蘇 蘇州 215221）

0 引言

現(xiàn)階段在進(jìn)行變壓器設(shè)備應(yīng)用的過(guò)程中，設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜。在進(jìn)行設(shè)備應(yīng)用的過(guò)程中，如果沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行全面的檢測(cè)，結(jié)構(gòu)存在缺陷問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致局部區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)升高。設(shè)備內(nèi)部的絕緣材料一旦受到機(jī)械振動(dòng)或者熱脹冷縮的影響，就會(huì)導(dǎo)致局部的開裂，還會(huì)出現(xiàn)氣泡的問(wèn)題，這些問(wèn)題的發(fā)生，都會(huì)導(dǎo)致局部的放電，會(huì)引發(fā)變壓器設(shè)備的絕緣擊穿。因此在進(jìn)行變壓器設(shè)備應(yīng)用的過(guò)程中，需要根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行需求，對(duì)設(shè)備的類型進(jìn)行慎重的選擇。還要做好設(shè)備的絕緣檢測(cè)，才能提高設(shè)備的應(yīng)用效用[1]。

1 變壓器絕緣擊穿原因

如圖1所示，我國(guó)某一企業(yè)在進(jìn)行變壓器設(shè)備生產(chǎn)的過(guò)程中，為了對(duì)變壓器設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行檢驗(yàn)，開展了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)工作。在進(jìn)行低電壓實(shí)驗(yàn)和空載實(shí)驗(yàn)時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，所有實(shí)驗(yàn)的結(jié)果都處于正常的狀態(tài)。但是在開展短時(shí)感應(yīng)耐壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在絕緣擊穿等問(wèn)題。為了對(duì)存在故障問(wèn)題的區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的查找，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了局部放電實(shí)驗(yàn)。在開展實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，接收到了局部放電信號(hào)，信號(hào)持續(xù)4分鐘左右后才逐漸消失。在對(duì)絕緣擊穿故障問(wèn)題進(jìn)行排查的過(guò)程中，要對(duì)導(dǎo)致這項(xiàng)問(wèn)題發(fā)生的主要原因進(jìn)行全面的了解。對(duì)于變壓器設(shè)備故障問(wèn)題的排查來(lái)說(shuō)，首先要對(duì)故障問(wèn)題發(fā)生位置進(jìn)行明確。故障問(wèn)題發(fā)生之后，短時(shí)間內(nèi)要盡進(jìn)變壓器油。通過(guò)鉆芯檢查，對(duì)調(diào)壓繞組上部區(qū)域，存在灼燒的絕緣紙進(jìn)行查找，可以發(fā)現(xiàn)出線位置存在灼燒的絕緣紙。在進(jìn)行吊芯檢查時(shí)，也存在灼燒的絕緣紙，但是無(wú)法對(duì)絕緣擊穿位置進(jìn)行明確[2]。

圖1 變壓器設(shè)備

為了進(jìn)一步明確故障問(wèn)題發(fā)生位置，需要對(duì)變壓器設(shè)備的器身進(jìn)行脫油處理，利用鐵心開展解體檢查工作。在檢查時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，調(diào)壓繞組上部的出線位置和低壓繞組之間存在擊穿現(xiàn)象。低壓繞組上部角環(huán)中，存在放電和灼燒情況，低壓繞組內(nèi)部紙筒中，存在放電灼燒等問(wèn)題。明確故障問(wèn)題發(fā)生區(qū)域之后，需要對(duì)放電起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)進(jìn)行查找。需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行深入的拆解，在拆解的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，放電起始點(diǎn)為調(diào)壓繞組的上部區(qū)域，結(jié)束點(diǎn)為低壓繞組上部區(qū)域。調(diào)壓繞組上部的靜電環(huán)引出線根部存在灼燒等問(wèn)題，但并沒(méi)有發(fā)生絕緣擊穿現(xiàn)象[3

]。

在對(duì)導(dǎo)致設(shè)備故障問(wèn)題發(fā)生的原因進(jìn)行分析時(shí)，首先要明確變壓器設(shè)備絕緣擊穿故障問(wèn)題的起點(diǎn)和終點(diǎn)以及整個(gè)放電途徑。為了對(duì)導(dǎo)致故障問(wèn)題發(fā)生的原因進(jìn)行深入的研究，要選取有限元技術(shù)，對(duì)調(diào)壓繞組上部靜電環(huán)位置的電場(chǎng)情況進(jìn)行全方位的分析，并且開展計(jì)算工作，要保證最終計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。在進(jìn)行故障分析時(shí)，如果調(diào)壓繞組靜電反應(yīng)出現(xiàn)的絕緣完好，在進(jìn)行有限元技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，可以對(duì)絕緣表面場(chǎng)強(qiáng)分布情況進(jìn)行全面的了解，并且對(duì)油隙場(chǎng)強(qiáng)情況進(jìn)行深入的研究，在研究時(shí)發(fā)現(xiàn)最大場(chǎng)強(qiáng)位置為突出部位的最前端。在靜電環(huán)引出線延伸到調(diào)壓引出線、靜電環(huán)外部時(shí)，這個(gè)區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度最高，而且存在一定的裕度[4]。

將不同型號(hào)的變壓器設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)不同型號(hào)的變壓器設(shè)備，絕緣擊穿問(wèn)題的發(fā)生原因存在較大的差異。因此在進(jìn)行變壓器設(shè)備選擇的過(guò)程中，要根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求，對(duì)變壓器設(shè)備的型號(hào)進(jìn)行慎重的選擇。要盡可能降低絕緣擊穿問(wèn)題的發(fā)生幾率，提高設(shè)備的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性。可以通過(guò)設(shè)備絕緣損壞情況的模擬開展計(jì)算工作，從而對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行全方位的了解。在分析時(shí)可以得知，變壓器設(shè)備絕緣擊穿問(wèn)題，主要受到了引出線破損問(wèn)題的影響[5]。

2 變壓器絕緣擊穿問(wèn)題防范措施

2.1 避免水分和空氣進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部

在對(duì)變壓器設(shè)備的存儲(chǔ)和運(yùn)輸以及安裝等環(huán)節(jié)進(jìn)行管理的過(guò)程中，要提高密封處理的效果，防止一些水分進(jìn)入到設(shè)備內(nèi)部。特別是在對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝的過(guò)程中，需要保證防爆膜、油枕頂部等主要部件，具備更好的密封性能。在設(shè)備安裝完成之后，要開展檢漏實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)合格之后，才能將設(shè)備投入使用。在進(jìn)行變壓器設(shè)備安裝時(shí)，要對(duì)變壓器設(shè)備自身連接的密封性能進(jìn)行全面的檢查，還需要對(duì)先關(guān)冷卻系統(tǒng)連接位置的密封情況進(jìn)行嚴(yán)格的控制。要保證密封件的完好，才能對(duì)外界的水分和空氣進(jìn)行有效的抵御。要對(duì)密封件的應(yīng)用質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，避免密封件在使用的過(guò)程中，出現(xiàn)其他問(wèn)題，降低整體的密封性能。如果需要應(yīng)用新型的膠墊材料，要先開展耐油試驗(yàn)，檢驗(yàn)合格之后，才能將材料投入到使用中[6]。

2.2 降低雜物的影響

在進(jìn)行變壓器設(shè)備安裝之前，需要做好內(nèi)部雜物的清理，必要情況下可以開展吊芯處理工作，確保變壓器設(shè)備內(nèi)部更加干凈整潔。可以利用變壓器油，進(jìn)行鐵芯和線圈的沖洗。在進(jìn)行設(shè)備管理的過(guò)程中，要加強(qiáng)變壓器油路管、冷油器等主要部件的清理。在開展清理工作時(shí)，要盡可能避免外部雜物，進(jìn)入到變壓器設(shè)備內(nèi)部。一旦發(fā)現(xiàn)變壓器設(shè)備內(nèi)部存在雜物，就要立即開展檢修和清理工作，避免這些雜物的累積，對(duì)變壓器設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生不良影響[7]。

2.3 加強(qiáng)變壓器設(shè)備的絕緣保護(hù)

在對(duì)變壓器設(shè)備進(jìn)行吊罩處理的過(guò)程中，需要加強(qiáng)絕緣的保護(hù)，避免遭受破壞。尤其是絕緣較近的變壓器設(shè)備，可以通過(guò)隱釘?shù)裙ぞ撸瑢?duì)鐘罩進(jìn)行全方位的固定。避免鐘罩在運(yùn)用的過(guò)程中，對(duì)引線和支架的應(yīng)用產(chǎn)生不良影響。為了避免引線的根部和線圈絕緣出現(xiàn)損壞等問(wèn)題，在進(jìn)行高壓套管安裝時(shí)，要對(duì)作業(yè)的速度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。避免在作業(yè)的過(guò)程中，對(duì)其他構(gòu)件產(chǎn)生不良影響，不能出現(xiàn)引線扭曲等情況。要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求，進(jìn)行緣橡筒圍屏的制作，如果在施工時(shí)發(fā)現(xiàn)引線比較短，一定要做好引線的處理工作，防止絕緣距離不足，降低整體的絕緣效果。一旦變壓器設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中，出現(xiàn)短路或者其他故障問(wèn)題，要立即開展維修作業(yè)。維修完成之后，如果需要再次進(jìn)行設(shè)備的使用，要進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。確保設(shè)備合格之后，才能投入到使用中。

2.4 優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行環(huán)境

在進(jìn)行變壓器設(shè)備使用的過(guò)程中，必須對(duì)其進(jìn)行全面的保護(hù)，要提高瓦斯繼電器設(shè)備的安裝準(zhǔn)確性，并且定期的開展檢查工作，避免在進(jìn)行設(shè)備使用的過(guò)程中，出現(xiàn)誤動(dòng)等情況，一定要防止沒(méi)有保護(hù)的變壓器設(shè)備被重復(fù)使用，如果必須要使用這種設(shè)備，要開展臨時(shí)性停保等工作，還要采取安全防護(hù)措施對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，設(shè)備應(yīng)用完成之后，要立即恢復(fù)正常狀態(tài)。還要對(duì)頂層油溫進(jìn)行嚴(yán)格的控制，避免在進(jìn)行設(shè)備使用的過(guò)程中，運(yùn)行溫度上升過(guò)快，對(duì)設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件產(chǎn)生影響。因?yàn)椴煌吞?hào)的變壓器設(shè)備在使用的過(guò)程中，存在不同的要求，在額定負(fù)荷情況下設(shè)備運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的頂層油溫，所以不能將變壓器設(shè)備的油溫，作為運(yùn)行余量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。要對(duì)不同溫度計(jì)量區(qū)域進(jìn)行計(jì)劃性的校驗(yàn)，提高測(cè)溫信號(hào)的應(yīng)用準(zhǔn)確性。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)變壓器設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量控制的過(guò)程中，電力企業(yè)需要在原有規(guī)章制度的基礎(chǔ)上，對(duì)企業(yè)進(jìn)行完善和優(yōu)化，才能為管理工作的開展，提供有效的支持。電力企業(yè)要建立健全的管理體系，對(duì)變壓器設(shè)備的運(yùn)行情況，進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督和管理。還要引進(jìn)更加先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)變壓器設(shè)備的性能進(jìn)行優(yōu)化，確保變壓器設(shè)備能夠始終保持正常的運(yùn)行狀態(tài)，盡可能降低絕緣擊穿問(wèn)題的發(fā)生原因。電力企業(yè)要選派專業(yè)的技術(shù)人員，做好現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)，提高變壓器設(shè)備的安裝質(zhì)量，才能促進(jìn)電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行。