淺談配電變壓器故障的原因及防范措施

蘇敬德

(廣東電網(wǎng)公司 茂名高州供電局，廣東 高州 525200)

用電負(fù)荷的日益增加讓配電變壓器的使用越來越頻繁，工作時(shí)間也越來越長。長此以往，變壓器會(huì)由于負(fù)荷過重造成癱瘓故障，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活。夏季是用電高峰期，隨之而來的雷電天氣也是影響變壓器安全的重要因素。因此，對(duì)配電變壓器的故障維護(hù)迫在眉睫。

一 常見故障原因分析

(一)負(fù)荷過重

由于居民用電受天氣、氣候影響較大，用電負(fù)荷隨著夏季的到來會(huì)比平時(shí)增長三分之一左右，供電設(shè)備將面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。由于用電量的陡然增大，配電變壓器長期處于飽和甚至超載狀態(tài)，負(fù)荷電流明顯增強(qiáng)。長此以往，配電變壓器內(nèi)部的銅損會(huì)增加，損耗的增長使得發(fā)熱量增大，加上周圍環(huán)境溫度的上漲，變壓器內(nèi)部升溫較大，導(dǎo)致冷卻的功能無法跟進(jìn)，設(shè)備燒壞。

(二)雷電影響

在雷電的影響下，變壓器內(nèi)部線圈容易被擊穿，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的重要原因就是變壓器本身的避雷器設(shè)置不到位引起的。避雷器的維護(hù)不周，引起表面臟物造成閃爍;或是接地電阻大，接地裝置無法有效運(yùn)行造成地下引線與接地端接觸不良，不能及時(shí)有效的釋放雷電，增加配電遍野器內(nèi)部殘壓，造成設(shè)備損壞。

(三)三相負(fù)荷不平衡

三相負(fù)荷的不平衡性會(huì)導(dǎo)致變壓器中每項(xiàng)電流的負(fù)荷不均衡、差異較大，長期在這種不平衡狀態(tài)下運(yùn)行容易產(chǎn)生零序電流(多在低壓側(cè))。對(duì)于變壓器來說，高壓側(cè)是沒有中線的，因此無法產(chǎn)生零序電流，而若是低壓側(cè)產(chǎn)生了零序電流則無法相互抵消。這樣一來，零序電流就只能在鋼鐵構(gòu)件以及油箱壁中通過，渦流與磁帶會(huì)發(fā)熱，散熱條件嚴(yán)重下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞絕緣層，燒毀設(shè)備。

二 具體故障原因分析

(一)繞組故障

1.電流激增致使內(nèi)部線圈溫度上升，絕緣層產(chǎn)生老化，繞組受到的電磁力矩作用較大，容易產(chǎn)生變形或是位移。在唯一過程中，絕緣材料容易剝落，使電線裸漏在外，造成匝間短路。

2.配電變壓器安裝之前，在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中容易受潮，或是在制造過程中沒有進(jìn)行徹底干燥就出廠，這些因素都是導(dǎo)致絕緣受潮的原因。且在制造過程中，繞組的絕緣不完整或是焊接不良會(huì)引起層間、匝間的短路。

3.由于年限使用較長，一些老舊變壓器的油面會(huì)降低，絕緣油大面積接觸空氣會(huì)吸入大量空氣中的水分，使絕緣功效降低。

(二)分接開關(guān)故障

1.裸露受潮。由于分接開關(guān)、油閥、套管、將軍帽等地方的漏油，讓分接開關(guān)長期暴漏在空氣中，由于油標(biāo)指示通常安裝在油枕中部，變壓器在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的焦油物質(zhì)容易堵塞游標(biāo)呼吸孔。當(dāng)周圍環(huán)境溫度、負(fù)荷變化時(shí)，油位由于堵塞不會(huì)發(fā)生太大改變，導(dǎo)致油位變化不易被發(fā)現(xiàn)。分接開關(guān)長期裸露在空氣中，性能下降導(dǎo)致放電短路。

2.高溫過熱。分接開關(guān)長期處于高于常溫的油之中，容易在觸頭處出現(xiàn)油垢與碳膜，引起觸頭升溫。觸頭發(fā)熱后會(huì)降低彈簧壓力，或是讓零件變形，是電弧產(chǎn)生短路，變壓器燒壞。

3.人為故障。一些安裝工人對(duì)調(diào)壓開關(guān)的工作原理還不是很清楚，安裝的位置偏差會(huì)引起靜觸頭與動(dòng)觸頭部分錯(cuò)位或是接觸，引起短路。

4.自身缺陷。分接開關(guān)由于做工工藝上的設(shè)計(jì)不合理，會(huì)存在壓力不夠、外部齒輪位置不符合內(nèi)部實(shí)際位置、結(jié)構(gòu)不合理等問題，與人為故障相似，會(huì)產(chǎn)生動(dòng)靜接頭不完全接觸的現(xiàn)象，引起對(duì)地放電或是短路。

(三)鐵芯故障

鐵芯的硅鋼片之間用絕緣漆隔開，在絕緣漆的電阻通常較小，只能將渦流隔斷。當(dāng)硅鋼片上的絕緣漆由于年限問題老化后，會(huì)自然剝落。到時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的渦流損耗，致使鐵芯局部發(fā)熱嚴(yán)重，造成繞組絕緣被擊穿而燒毀變壓器。

(四)套管閃絡(luò)

套管閃絡(luò)通常由以下原因引起：

1.套管上的膠珠老化，油漬滲透將導(dǎo)電塵吸附到套管上，在雨天或是霧天吸收空氣中的水分，造成污閃，讓變壓器的高壓側(cè)相間短路或是單相接地。

2.在大風(fēng)之類的天氣時(shí)，變壓器箱蓋上容易被吹落一些樹枝等異物，引起套管的相間短路或放電。

3.套管的防沖撞性能較差，在外力撞擊下，套管會(huì)產(chǎn)生破損。同樣，熱應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力也會(huì)引起套管閃絡(luò)。

(五)雷擊過電壓

配電變壓器的線路通常是采用的架空線路，在平原、林地、山區(qū)的收雷擊幾率比較高。在雷電產(chǎn)生時(shí)，若是擊到線路則會(huì)在繞線組上產(chǎn)生沖擊電壓，這種沖擊電壓通常會(huì)高于額定電壓幾十倍。此時(shí)若是避雷設(shè)備沒有起到有效的保護(hù)作用，變壓器將瞬間被燒毀。避雷設(shè)備無效運(yùn)行原因有接地不良、電阻超標(biāo)等。

(六)二次側(cè)短路

在變壓器發(fā)生接地故障或是二次側(cè)短路時(shí)，二次側(cè)會(huì)產(chǎn)生短路電流，短路電流通常為額定電流的25倍左右。若是這種情況出現(xiàn)，變壓器的一次側(cè)電流需要產(chǎn)生很強(qiáng)的電流來抵消這次的消磁作用，線圈內(nèi)的大電流會(huì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，產(chǎn)生線圈壓縮、墊板松動(dòng)、絕緣襯墊松動(dòng)、高壓線圈崩裂或是畸形、鐵芯螺絲松弛等現(xiàn)象，導(dǎo)致配電變壓器產(chǎn)生故障。

三 故障防范有效措施

(一)運(yùn)營前加強(qiáng)檢測(cè)工作

1.安全氣道的防爆膜要保證完好，油道的呼吸口要保證暢通，不要被焦油等物質(zhì)覆蓋堵塞，呼吸器內(nèi)部的吸潮劑的有效性也應(yīng)檢查清楚。

2.儲(chǔ)油柜上，油位計(jì)是否安裝到位，油位的指示是否清晰可見，與周圍溫度環(huán)境相符。

3.配電變壓器的避雷器、低壓側(cè)中性點(diǎn)與外殼是否牢固安裝，同時(shí)還應(yīng)注意，接地裝置要有測(cè)試記錄，且電阻不得大于4歐。

4.需檢查變壓器出廠日期以及合格證書等相關(guān)證件，確保安裝的都是合格、質(zhì)量可靠的設(shè)備，避免二次更換造成費(fèi)用增加。

5.若是有停運(yùn)時(shí)間長達(dá)一個(gè)月的變壓器，在再次使用之前應(yīng)先對(duì)絕緣電阻進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量，停運(yùn)半年以上的變壓器還需加做絕緣油耐壓測(cè)試，都合格才可投入使用。

(二)運(yùn)行時(shí)加強(qiáng)維護(hù)工作

1.三相負(fù)載率在及時(shí)調(diào)整，不平衡度不得大于15%;且若是測(cè)量得到中性線的電流大于額定電流25%時(shí)，要立即停止運(yùn)行，對(duì)三相負(fù)載進(jìn)行調(diào)整。

2.變壓器的油位、油色、油溫要及時(shí)檢查，呼吸器的滲漏情況與內(nèi)部干燥劑顏色的檢查若是發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)更換，避免繞組與分接開關(guān)吸收空氣中的水分受潮。

3.對(duì)于變壓器上的油污要做到及時(shí)清理。在油污清理之后，應(yīng)做好防塵防銹處理，套管表面的閃絡(luò)痕跡與裂紋情況都應(yīng)得到有效重視。分接開關(guān)方面，安裝位置是否正確、接地情況是否良好，有沒有斷裂、脫焊、斷股情況出現(xiàn)都是應(yīng)該定期檢查的內(nèi)容。

4.避雷器的接地線應(yīng)該引下線、低壓側(cè)中性點(diǎn)、變壓器外殼分別接入地下。在夏季雷雨季節(jié)時(shí)，應(yīng)首先做好預(yù)防性試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)不合格的變壓器要及時(shí)更換送廠修理，以免雷電發(fā)生造成電壓器完全損壞。同時(shí)，應(yīng)加大新型防雷型節(jié)能變壓器的使用。

四 結(jié)語

配電變壓器的故障防范應(yīng)從安裝初期就開始進(jìn)行，從源頭上杜絕故障因素的產(chǎn)生。加強(qiáng)變壓器故障防范，使用新型節(jié)能防雷變壓器是今后工作的重點(diǎn)。隨著用電負(fù)荷的增加，配電變壓器也應(yīng)不斷改善，力爭保障居民用電安全。

［1］詹渝明.淺談配電變壓器的維護(hù)［J］.科技致富向?qū)В?009(04).

［2］王岐林，路根秀，田文杰，王利紅.配電變壓器故障原因淺析［J］.煤，2008(09).

［3］盧婭.配電變壓器故障原因及對(duì)策［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011(18).

［4］岳池松.淺談配電變壓器故障的原因及防范措施［J］.變壓器，2008(12).

［5］梁國文.配電變壓器故障原因及對(duì)策［J］.農(nóng)村電氣化，2009(02).