校園用變壓器維修常見問題與處理辦法

陳潔華

（湛江幼兒師范?？茖W(xué)校）

0 引言

學(xué)校作為人口較為密集的公共場所，對用電質(zhì)量要求較高。一旦停電很容易影響校園教學(xué)秩序和師生正常生活，在日常維修過程中需全面重視。尤其是要針對校園用變壓器維修中的常見問題，準(zhǔn)確把握其故障特征，設(shè)置有效處理方案，以便于降低校園停電故障率。

某校園用變壓器容量為400kVA，型號為S9-400/10，安裝在校內(nèi)配電房旁，自2004年投入使用至今，年限較長，故障停電頻發(fā)。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示：2017年1月～2022年1月，該變壓器異常次數(shù)達(dá)58次，主要表現(xiàn)為噪聲異響、自動跳閘、油位異常、絕緣放電及繞組故障等。其中，嚴(yán)重事故2起，分別為相間短路造成絕緣子燒毀、雷擊造成變壓器絕緣擊穿，總故障斷電時間達(dá)到18.3h，在很大程度上影響了校園用電安全質(zhì)量，在變壓器維修過程中應(yīng)針對上述問題，做好分析和防控，其具體內(nèi)容如下。

1 噪聲異響問題

校園用變壓器往往為室外變壓器，運行環(huán)境相對惡劣，在運行不協(xié)調(diào)、零部件性能等出現(xiàn)問題后，很可能發(fā)出“吱吱”、“嗷嗷”、“噼啪”、“嗡嗡”等異響。維修過程中應(yīng)注意聲音特征及異響部位，開展對應(yīng)處理，詳見表1。

表1 校園用變壓器噪聲異響的致因及處理

2 自動跳閘問題

校園用變壓器維修過程中可以發(fā)現(xiàn)，其自動跳閘主要是由于結(jié)構(gòu)缺陷或操作不當(dāng)引起。前者大多是線路設(shè)計不合理、元件性能不達(dá)標(biāo)、內(nèi)部構(gòu)造不科學(xué)造成，如變壓器進(jìn)出線間距過近，絕緣系數(shù)不達(dá)標(biāo)，引起保護誤動；絕緣保護裝置缺陷，開關(guān)動作不靈敏，致使跳閘誤動作等。而后者則主要是由于人為操作失誤引起，如未按照要求進(jìn)行安裝前的高壓試驗，未依照操作規(guī)范強制性開合閘等。

為避免自動跳閘引起校園內(nèi)斷電，應(yīng)按照本校用電量情況設(shè)置備用電源。在變壓器自動跳閘后，維修人員需第一時間啟用備用電源，然后到場檢驗變壓器故障情況，生成變壓器自動跳閘的數(shù)據(jù)記錄，初步判斷變壓器自動跳閘故障致因。若為人工操作失誤，則應(yīng)檢查線路、裝置是否受損，逐項恢復(fù)，確定變壓器無問題后，方可重新送電。若為結(jié)構(gòu)缺陷引起，則要針對具體問題，調(diào)整線路結(jié)構(gòu)或更換受損元件，必要時還需更換新的變壓器，以提升校園供電的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

3 油位異常問題

校園用變壓器在長久使用后非常容易出現(xiàn)油管堵塞、油箱開裂等問題，造成變壓器內(nèi)油位異常。除此之外，運行溫度或環(huán)境溫度較高時，校園用變壓器中還可能出現(xiàn)油位上升，嚴(yán)重時甚至溢出。這些均會影響校園用變壓器的安全性能和可靠性能，在維修過程中要酌情處理：

1）油位下降。變壓器運行過程中油位輕微下降，滲漏量較小時，可先檢查校園用變壓器油箱、油管的外觀情況和接口處，確定是否開裂、松動，若存在問題按要求更換；然后，拆檢閥門，確定密封墊、連接材料等是否存在問題，直至確定滲漏點并處理完成后方可重新投入使用。油位下降非常明顯，則要測定滲漏量，若超過滲漏指標(biāo)，則校園用變壓器應(yīng)退出運行。

2）油位上升。該問題處理方式較為簡單，適當(dāng)放油即可，使其在高溫環(huán)境下油位處于上限刻度內(nèi)。

2020年12月7日，某校變壓器故障停電，維修過程中發(fā)現(xiàn)變壓器油箱上存在閃絡(luò)痕跡，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)套管漏油情況嚴(yán)重，底部出現(xiàn)明顯黃銹，且油箱外側(cè)瓷套開裂（見下圖）所示。由此判斷為油體泄漏后閃絡(luò)，產(chǎn)生電弧，致使瓷套開裂，造成套管內(nèi)絕緣損壞，變壓器故障斷電。按照油位下降處理方式更換新的套管并清理油箱外泄漏油體后，變壓器重新投入使用，供電正常。

圖 校園用變壓器油體泄漏閃絡(luò)情況

4 絕緣放電問題

絕緣缺陷引起的校園用變壓器故障超過總體的1/3，其部分甚至出現(xiàn)絕緣放電，造成校用變壓器擊穿損毀，對校園用電安全危害較大。某校變壓器絕緣短路問題較為頻繁，僅2021年8月降水較為頻繁時期就出現(xiàn)由絕緣保護缺陷引起的閃絡(luò)短路事故5起。

從環(huán)境因素而言，雷雨、暴雪等惡劣天氣下校園用變壓器周圍環(huán)境較為潮濕，絕緣保護性能明顯下降，此時若閃絡(luò)或雷擊致使絕緣層擊穿，將引起相間短路，造成變壓器斷電或損毀；從使用情況而言，校園用變壓器投入運行年限較長，缺乏定期檢修和更換。尤其是在近年來校園用電量逐漸加大，變壓器長時間過負(fù)荷運行，絕緣保護老化現(xiàn)象加重，很容易出現(xiàn)絕緣放電，造成層間或匝間短路。

一般絕緣放電問題處理時主抓絕緣保護和油質(zhì)管控。前者側(cè)重變壓器的絕緣紙、絕緣板、絕緣護套等。在變壓器投入使用前應(yīng)先進(jìn)行高壓試驗，分析是否存在絕緣安全隱患。若無問題，則根據(jù)運行情況進(jìn)行絕緣性能測試，嚴(yán)格控制變壓器溫度，減緩絕緣材料的老化程度。后者側(cè)重變壓器中絕緣油指標(biāo)。絕緣油在長久使用或長期處于高溫情況下，很容易氧化變質(zhì)，致使油體的絕緣性能下降。氧化變質(zhì)后的樹脂物質(zhì)會引起油管堵塞，需做好局部過熱檢測，定期清洗變壓器油箱、油管等，更換新的絕緣油。

某校變壓器投入使用年限較長，絕緣安全風(fēng)險較高，為標(biāo)本兼治，2022年3月校內(nèi)開展變壓器絕緣性能大檢查，針對歷史故障數(shù)據(jù)，做好變壓器運行過程中絕緣護套、絕緣保護等的性能測試，判斷其是否滿足現(xiàn)階段校園用變壓器的安全指標(biāo)。與此同時，還結(jié)合變壓器絕緣缺陷情況，生成重點維修和更換項，開展有計劃的維護和更換，避免變壓器老化零部件、損壞裝置等對其安全運行和可靠性能產(chǎn)生影響。

5 變壓器繞組故障

學(xué)校用變壓器繞組故障主要表現(xiàn)為過電壓燒毀、匝間短路、繞組不均勻損壞、對地放電等。往往是由于雷擊后繞組過電壓、外部短路后繞組電動力失衡、技術(shù)材料不到位致使繞組變形、作業(yè)保護不當(dāng)引起絕緣損壞等造成。

變壓器繞組故障類型較為復(fù)雜，現(xiàn)場檢測的過程中可利用油色譜分析和繞組變形測試，測定繞組運行狀態(tài)，分析其是否存在安全隱患并及時防控。其中，油色譜分析中可以根據(jù)主要成分及氣體特征快速判斷不良情況，操作便捷，準(zhǔn)確性較高，詳見表2。

表2 油色譜氣體特征分析及故障判斷

校園用變壓器繞組故障處理過程中應(yīng)在日常運維管控基礎(chǔ)上，不斷提升變壓器低壓繞組的抗短路能力，如加強S彎處絕緣，線餅間增加墊塊，在鐵心處增加木條支撐等，以避免過熱變形造成的繞組匝間短路或段間短路。

6 結(jié)束語

校園用變壓器故障類型具有一定的典型性和集中性。針對其維修過程中的常見問題，開展現(xiàn)場檢查，確定故障致因，形成處理預(yù)案，可以在同類型事故發(fā)生后改善變壓器維修質(zhì)量，提升變壓器維修時效，雙管齊下，從根本上提升了校園用變壓器的安全效益和可靠性能，值得在今后工作中深入研究和拓展。