變壓器線圈燒壞或脫落的幾種可能性

摘 要：針對(duì)配電變壓器事故率高的現(xiàn)象，著重分析了配電變壓器燒壞的幾種主要原因，提出了具體的防范措施，為防止發(fā)生配電變壓器燒毀故障提供借鑒。

關(guān)鍵詞：配電變壓器；燒壞；原因分析；防范措施

　　在電力系統(tǒng)中，配電變壓器占據(jù)著極其重要的地位，一旦燒壞，將直接或間接地給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民的正常生活帶來(lái)?yè)p失。

1 原因分析

1．1 絕緣性能超標(biāo)

1．1．1 變壓器電流激增

　　隨著城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)改造的深入，城市和農(nóng)村的用電量都有了很大程度的增加，但由于部分低壓線路維護(hù)不到位，發(fā)生過(guò)負(fù)荷和短路的可能性大大增加，以致變壓器的電流超過(guò)額定電流幾倍甚至幾十倍，此時(shí)，繞組受到電磁力矩較大影響而發(fā)生移位變形。由于電流的劇增，配電變壓器的線圈溫度迅速升高，導(dǎo)致絕緣加速老化，形成碎片狀脫落，使線體裸露而造成匝間短路，燒壞配電變壓器。

1．1．2 繞組絕緣受潮

　　此故障主要因絕緣油質(zhì)不佳或油面降低導(dǎo)致。

　　a．變壓器未投入前，潮氣侵入使絕緣受潮；或者變壓器處于潮濕場(chǎng)所、多雨地區(qū)，濕度過(guò)高。

　　b．在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、運(yùn)行過(guò)程中維護(hù)不當(dāng)，水分、雜質(zhì)或其他油污混入油中，使絕緣強(qiáng)度大幅降低。

　　c．制造時(shí)，繞組內(nèi)層浸漆不透，干燥不徹底，繞組引線接頭焊接不良、絕緣不完整導(dǎo)致匝間、層間短路。配電變壓器繞組損壞部分發(fā)生在一次側(cè)，主要是匝間、層間短路或繞組對(duì)地，在達(dá)到或接近使用年限時(shí)，絕緣自然枯焦變黑，失去絕緣性。

　　d．絕緣老化或油面降低 某些年久失修的老變壓器，因種種原因致使油面降低，絕緣油與空氣接觸面積增大，加速空氣中水分進(jìn)入油面，減低絕緣強(qiáng)度。當(dāng)絕緣降低到一定值時(shí)，發(fā)生短路。因此，運(yùn)行中的配電變壓器一定要定期進(jìn)行油位檢測(cè)和油脂化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

1．2 無(wú)載調(diào)壓開(kāi)關(guān)

1．2．1 分接開(kāi)關(guān)裸露受潮

　　將軍帽、套管、分接開(kāi)關(guān)、端蓋、油閥等處滲漏油，使分接開(kāi)關(guān)裸露在空氣中，逐漸受潮。因?yàn)榕潆娮儔浩鞯挠蜆?biāo)指示設(shè)在油枕中部，且變壓器箱體到油枕內(nèi)的輸油管口已高出油枕底部25 mm以上。變壓器在運(yùn)行中產(chǎn)生的碳化物受熱后又產(chǎn)生油焦等物質(zhì)將油標(biāo)呼吸孔堵塞，少量的變壓器油留在油標(biāo)內(nèi)，在負(fù)荷、環(huán)境溫度變化時(shí)，油標(biāo)管內(nèi)的油位不變化，容易產(chǎn)生假油面而不重視加油。裸露的分接開(kāi)關(guān)絕緣受潮一段時(shí)間后性能下降，導(dǎo)致放電短路，損壞變壓器。

1．2．2 高溫過(guò)熱

　　變壓器油主要是對(duì)繞組起絕緣、散熱和防潮作用。變壓器中的油溫過(guò)高，將直接影響變壓器的正常運(yùn)行和使用壽命。正常運(yùn)轉(zhuǎn)中的變壓器分接開(kāi)關(guān)，長(zhǎng)期浸在高于常溫的油中，特別是偏遠(yuǎn)農(nóng)村的線路長(zhǎng)，電壓降大，使分接開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期運(yùn)行于過(guò)負(fù)荷狀態(tài)，會(huì)引起分接開(kāi)關(guān)觸頭出現(xiàn)碳膜和油垢，觸頭發(fā)熱后又使彈簧壓力降低，特別是觸環(huán)中彈簧，由于材料和制造工藝差，彈性降低很快；或出現(xiàn)零件變形，分接開(kāi)關(guān)的引線頭和接線螺絲松動(dòng)等情況，即使處理，也可能使導(dǎo)電部位接觸不良，接觸電阻增大，產(chǎn)生發(fā)熱和電弧燒傷，電弧還將產(chǎn)生大量氣體，分解出具有導(dǎo)電性能的碳化物和被熔化的銅粒，噴涂在箱體、一/二次套管、繞組層間、匝層等處，引起短路，燒壞變壓器。

1．2．3 本身缺陷

　　分接開(kāi)關(guān)的質(zhì)量差，結(jié)構(gòu)不合理，壓力不夠，接觸不可靠，外部字輪位置與內(nèi)部實(shí)際位置不完全一致，引起動(dòng)、靜觸頭位置不完全接觸，錯(cuò)位的動(dòng)、靜觸頭使兩抽頭之間的絕緣距離變小，并在兩抽頭之間發(fā)生短路或?qū)Φ胤烹姡搪冯娏骱芸炀桶殉轭^線圈匝燒壞，甚至導(dǎo)致整個(gè)繞組損壞。

1．2．4 人為原因

　　部分電工對(duì)無(wú)載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的原理不清楚，經(jīng)常出現(xiàn)調(diào)壓不正確，導(dǎo)致動(dòng)靜觸頭部分接觸等；安裝工藝差，對(duì)變壓器各部位緊固螺栓的檢查不仔細(xì)，造成變壓器箱體進(jìn)水，使分接開(kāi)關(guān)絕緣、繞組絕緣受潮；運(yùn)行維護(hù)不到位，沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行DL/T572－1995《變壓器運(yùn)行規(guī)程》，多數(shù)變壓器從安裝到變壓器燒毀期間，一直未進(jìn)行過(guò)常規(guī)維護(hù)與污垢處理，導(dǎo)致變壓器散熱條件變差而燒毀。

　　因此，在對(duì)配電變壓器進(jìn)行無(wú)載調(diào)壓后，為避免分接開(kāi)關(guān)的接觸不良，需用直流電橋測(cè)試回路的完整性以及三相電阻是否均勻。

1．3 鐵芯多點(diǎn)接地

1．3．1 鐵芯接地原因

　　a．鐵芯夾板穿心螺栓套管損壞后與鐵芯接觸，形成多點(diǎn)接地，造成鐵芯局部過(guò)熱而損壞線圈絕緣。

　　b．鐵芯與夾板之間有金屬異物或金屬粉末，在電磁力的作用下形成“金屬橋”，引起多點(diǎn)接地。

　　c．鐵芯與夾板之間的絕緣受潮或多處損傷，導(dǎo)致鐵芯與夾板有多點(diǎn)出現(xiàn)低電阻接地。
　
1．3．2 鐵芯硅鋼片短路

　　雖然硅鋼片之間涂有絕緣漆，但其絕緣電阻小，只能隔斷渦流而不能阻止高壓感應(yīng)電流。當(dāng)硅鋼片表面上的絕緣漆因運(yùn)行年久，絕緣自然老化或損傷后，將產(chǎn)生很大的渦流損耗，增加鐵芯局部發(fā)熱，使高、低繞組溫升加劇，造成變壓器繞組絕緣擊穿短路而燒毀。因此，對(duì)配電變壓器應(yīng)定期進(jìn)行吊芯檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)絕緣超標(biāo)時(shí)，及時(shí)處理。

1．4 雷擊與諧振

1．4．1 雷擊過(guò)電壓

　　配電變壓器的高低壓線路大多是由架空線路引入，在山區(qū)、林地、平原受雷擊的幾率較高，線路遭雷擊時(shí)，在變壓器繞組上將產(chǎn)生高于額定電壓幾十倍以上的沖擊電壓，倘若安裝在配電變壓器高低壓出線套管處的避雷器不能進(jìn)行有效保護(hù)或本身存在某些隱患，如避雷器未投入運(yùn)行或未按時(shí)進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，避雷器接地不良，接地線路電阻超標(biāo)等，則配電變壓器遭雷擊損壞將難以避免。

1．4．2 系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振

　　農(nóng)網(wǎng)中10 kV配電線路由于長(zhǎng)短、對(duì)地距離、導(dǎo)線規(guī)格不一，從而具備形成過(guò)電壓的條件。在這些農(nóng)網(wǎng)中，小型變壓器、電焊機(jī)、調(diào)速機(jī)較多，使得10k V配電系統(tǒng)的某些電氣參數(shù)發(fā)生很大變化，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)諧振。每諧振一次，變壓器電流激增一次，此時(shí)除了造成變壓器一次側(cè)熔斷器熔斷外，還將損壞變壓器繞組。個(gè)別情況下，還會(huì)引起變壓器套管發(fā)生閃絡(luò)或爆炸。

1．5 二次側(cè)短路

　　當(dāng)變壓器發(fā)生二次側(cè)短路、接地等故障時(shí)，二次側(cè)將產(chǎn)生高于額定電流20～30倍的短路電流，而在一次側(cè)必然要產(chǎn)生很大的電流來(lái)抵消二次側(cè)短路電流的消磁作用，如此大的電流作用于高電壓繞組上，線圈內(nèi)部將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，致使線圈壓縮，其絕緣襯墊、墊板就會(huì)松動(dòng)脫落，鐵芯夾板螺絲松弛，高壓線圈畸變或崩裂，導(dǎo)致變壓器在很短的時(shí)間內(nèi)燒毀。