力变电器常见故障剖析全集

第一章变电器常见故障

　　油变配电变压器的常见故障常被分成內部常见故障和外界常见故障二种。內部常见故障为变压器油箱内产生的各种各样常见故障，其具体种类有：各相绕阻中间产生的相问短路故障、绕阻的线匝中间产生的匝问短路故障、绕阻或变压器接地线根据机壳产生的接地装置常见故障等。外界常见故障为变压器油箱外界绝缘管以及变压器接地线上出现的各种各样常见故障，其具体种类有：绝缘管短路故障或碎裂而造成的接地装置<根据机壳)短路故障，变压器接地线中间产生相问常见故障等而造成变电器內部常见故障或绕阻形变等。变电器的內部常见故障从类型上一般又分成热常见故障和电常见故障两类。热常见故障一般为变电器內部部分超温、溫度上升。依据其明显水平，性热常见故障常被分成轻微超温(一般小于150℃)、超低温超温(150—300℃)、中温超温(300～700℃)、高溫超温(一般高过700℃)四种常见故障隋况。电常见故障一般指变电器內部在高场强的效果下，导致绝缘性能能降低或劣变的常见故障。依据充放电的比能量不一样，电常见故障又分成局放、电晕放电和较高能电孤充放电三种常见故障种类。

因为变电器常见故障覆盖面比较广泛，实际种类的区划方法较多，如从控制回路区划具体有电路故障、等效电路常见故障和油道常见故障。若从变电器的主体工程区划，可分成绕阻常见故障、铁芯常见故障、油品常见故障和配件常见故障。与此同时习惯性上对变电器常见故障的种类一般是依据常用的常见故障高发区位优势区划，如绝缘层常见故障、铁芯常见故障、分接电源开关常见故障等。而对变电器自身危害最比较严重、现阶段产生概率最大的也是变电器出入口短路故障常见故障，与此同时还存有变电器漏水常见故障、油排通电常见故障、维护误动常见故障这些。全部这种不一样种类的常见故障，有的很有可能体现的是热常见故障，有的很有可能体现的是电常见故障，有的很有可能既体现超温常见故障与此同时又存有充放电常见故障，而变电器漏水常见故障在一般状况下很有可能不会有热或电常见故障的特点。

因而，很无法某一范围标准区划变电器常见故障的种类，这书选用了较为常见和常用的变电器短路故障常见故障、充放电常见故障、绝缘层常见故障、铁芯常见故障、分接电源开关常见故障、漏水燃气常见故障、油排通电常见故障、维护误动常见故障等八个层面，按分别常见故障的诱因、危害、分辨方式及应采用的相对应技术措施等，各自实现叙述。

第一节短路故障常见故障

变电器短路故障常见故障关键指变电器出入口短路故障，及其內部导线或绕阻间对地短路故障、及各相相中间产生的短路故障而致使的常见故障。

变电器一切正常运作中因为受出入口短路故障问题的危害，遭到破坏的情形比较比较严重。据相关材料统计分析，近些年，一些地域110kV及之上电压的变电器遭到短路故障常见故障电流量冲击性立即造成破坏的安全事故，约占所有安全事故的50％之上，与前两年统计分析对比呈大幅上涨的发展趋势。这类问题的实例许多 ，尤其是变电器低电压出入口短路故障时生成的常见故障一般要拆换绕阻，比较严重时很有可能要拆换所有绕阻，进而导致十分明显的不良影响和损害，因而，尤应造成充分的高度重视。

出入口短路故障对电力变压器的危害，关键涉及下列2个层面。

1．短路容量造成绝缘层超温常见故障

变电器突发性短路故障时，其高、低电压绕阻很有可能与此同时根据为额定电流数十倍的短路容量，它将发生较大的发热量，使变电器比较严重发烫。当变电器承担短路容量的工作能力不足，耐热性差，会使变电器绝缘层材料比较严重损伤，而产生变电器穿透及毁损安全事故。

变电器产生出入口短路故障时，短路容量的平方根关系式为

（1-1）

式中(n)——短路故障种类的小图标；

——比例系数，其值与短路故障种类相关；

——所愿短路故障种类的正序电流量平方根。

不一样种类短路故障的正序电流量平方根关系式为

（1-2）

式中E——常见故障前直流电压

Xl——等价正序特性阻抗

——额外特性阻抗。

　变电器的出入口短路故障关键包含：三相短路故障、两相短路故障、短路故障短路故障和两相连地短路故障等多种种类。据資料统计分析说明，在中性点接地系统软件中，短路故障短路故障约占所有短路故障问题的65％，两相短路故障约占10％～15％，两相连地短路故障约占15％一20％，三相短路故障约占5％，在其中以三相短路故障时的短路容量值较大，国家标准GBl094·5--85中便是以三相短路容量为根据的。

忽视系统软件特性阻抗对短路容量的危害，则三相短路故障关系式为

（1-3）

式中／5；’I三相短路容量；

U－变电器接站系统软件的额定电流

Zt－变电器短路阻抗；

IN－变电器额定电压；

UN－变电器短路故障工作电压百分比。

对220kV三绕阻直流变压器罪来讲，髙压对中、低电压的短路阻抗一般在10％一30％中间，高压对低电压的短路阻抗一般在10％下列，因而变电器出现断路常见故障时，强劲的短路容量导致变电器绝缘层材料遇热毁坏。

2．短路故障电驱动力造成绕阻形变常见故障

变电器受短路故障冲击性时，假如短路容量小，继电保护装置恰当姿势，绕阻形变将是轻度的；假如短路容量大，继电保护装置延迟姿势乃至拒动，形变可能很严重，乃至导致绕阻毁坏。针对轻度的形变，如果不立即维修，修复保护层垫块部位，拧紧绕阻的压钉及铁轭的拉板、支撑杆，提升导线的夹持力，在数次短路故障冲击性后，因为积累效用也会使变电器毁坏。因而确诊绕阻形变水平、制定有效的变电器维修周期时间是提升变电器抗断路工作能力的一项关键对策。

绕阻承受力情况如图所示1—1、图1—2所显示。因为绕阻中漏磁中。的存有，载流输电线在漏磁功效下遭受电动式力的作用，特别是在绕阻忽然短路故障时，电驱动力最比较严重。漏磁通常可降解性为纵坐标份量月和横坐标份量月，。纵坐标电磁场月使绕阻造成辐向力，而横坐标电磁场月·使绕阻受轴向力。轴向力使全部绕阻遭受支撑力P1，在电线中形成伸拉地应力。而内绕阻遭受缩紧力P2，输电线遭受压挤地应力。

图1—1变电器绕阻漏磁及受力示意图图l—2变电器绕阻受力分析图

轴向力的造成分成两一部分，一部分是因为绕阻顶端漏磁弯折部位的辐向份量与载流电导体功效而造成。它使内、外绕阻都受工作压力：因为绕阻顶端电磁场B’较大因此工作压力也较大，但中间基本上为零，绕阻的另一端力的方向更改。轴向力的另一部分是因为內外安匝不平衡所造成的辐向漏磁与载流电导体功效而造成，该力使内绕阻受力，外绕阻受拉；安匝不平衡越大，该轴向力也越大。

因而，变电器绕阻在出入口短路故障时，将承担较大的径向和辐向电驱动力。径向电驱动力使绕阻向正中间缩小，这类由电驱动力造成的机械设备地应力，很有可能危害绕阻堵转绝缘层，对绕阻的堵转绝缘层导致损害；而辐向电驱动力使绕阻向外扩大，很有可能丧失可靠性，导致两色绝缘层毁坏。电驱动力过大，比较严重时将会导致绕阻歪曲变型或输电线破裂。

针对由变电器出入口短路故障电驱动力导致的危害，分辨主变压器绕阻是不是形变，以往只采用吊罩查验的方式 ，现阶段一些企业选用绕阻形变检测仪开展具体分析，获得了一些当场工作经验，如有一些地域采用TDT—1型变电器绕阻形变检测仪开展当场检测查验，根据对主变压器的高、中、低电压三相的九个绕阻各自增加l0kHz至lkHz高频率单脉冲，由电子计算机纪录单脉冲波型曲线图并存储。根据五颜六色喷墨打印机打印出，将波型制作工程图，表明一切正常波型与常见故障后波型改变的对照和剖析，实验工作人员依据该仪器设备独有的频次和波型，能较为合理地精确分辨主变压器绕阻形变状况。

针对电力变压器的热平稳及动平稳，在给出的标准下，仍以设计方案测算数值检测的根据，但测算值与真实值到底有没有偏差，尚缺乏科学研究与剖析，一般状况下是以设计方案值超过变电器具体承受力为标准的。现阶段逐渐进行的变电器突发性短路故障实验，将为检测设计方案、技术水平给予至关重要的根据。变电器底压侧产生短路故障时，所承担的短路容量较大，而低电压绕阻的构造一般选用圆桶式或螺旋多芯输电线并绕，为了更好地提升绕阻的动平稳工作能力，绕阻内多选用绝缘纸筒支撑点，但很多生产厂家仅考虑到变电器的排热工作能力，针对其动平稳，则只需测算值可以符合要求，便将支撑点撤销，因此当变电器遭到出入口短路故障时，因为动平稳能力不足，而使绕阻形变乃至毁坏。

3．绕阻形变的特性

根据查验产生问题或意外的变电器开展和过后剖析，发觉配电变压器绕阻形变是引起多种多样常见故障和意外的根本原因。一旦变电器绕阻已比较严重形变而未被确诊出去仍持续运作，则极有可能造成 安全事故的产生，轻则导致断电，重则将很有可能损坏变电器。导致绕阻形变的缘故，主要是绕阻机械系统抗压强度不够、线圈电感加工工艺不光滑、承担一切正常允许的短路容量冲击性功能和外界机械设备冲击性能力较差。因而变电器绕阻形变主要是遭受內部电能源和外界机械设备力的危害，而电能源的危害更为突显，如变电器出入口短路故障产生的断路冲击性电流量及发生的电驱动力将使绕阻歪曲、形变乃至奔溃。

(1)受电驱动力危害的形变。

1)髙压绕阻处在表层，受径向拉申压力和辐向扩大地应力，使绕阻顶端压钉松脱、保护层垫块飞出，比较严重时，铁轭夹件、拉板、拧紧带钢都是会弯折形变，绕阻松驰后使其高宽比提升。

2)中、低电压绕阻的地方处在壁柱或正中间时，常遭受径向和辐向缩紧力的危害，使绕阻顶端拧紧压钉松脱，保护层垫块偏移；堵转保护层垫块偏移，撑条歪斜，线饼在辐往上呈不规则图形歪曲。若形变比较轻，如35kv线饼外圆无形变，而内圆上有歪曲，在辐往上向内突显，在绕阻里衬是软纸筒时这类形变尤其显著。假如变电器受短路故障冲击性时，继电保护装置延迟姿势超出2s，形变更为比较严重，线饼会出现很大总面积的内凹、上翘状况。精确测量全部绕阻时通常高宽比减少，假如变电器再次投用，变电器壳体震动将显著扩大。

3)绕阻分接区、纠接区线饼形变。这也是因为分接区和纠接区(一般在绕阻始端)安匝不平衡，造成横着漏电磁场，使短路故障时线饼遭受的电驱动力比一切正常区域大很多，因此易发生形变和毁坏。尤其是分接区线饼，遭受有载分接电源开关导致的分接段短路故障常见故障时，绕阻会变产生波浪形，而危害绝缘层和主油道的顺畅。

4)绕阻导线偏移歪曲。这也是变电器出入口短路故障常见故障后易产生的状况，因为受电能源的危害，毁坏了绕阻导线布局的绝缘电阻间距。如导线离箱壁间距太近，会导致充放电，导线间间距太近，因磨擦而使绝缘层损伤，会产生自限性疾病常见故障，并有可能發展成短路故障安全事故。

(2)受机械设备力危害的形变。

变电器绕阻总体偏移形变。这类形变关键是在运送中途，遭受车辆运输的急刹或运送船只碰撞摇晃而致。据相关报导，变电器器身遭受超过3g(g为重力加速)重力加速的冲击性，将有可能使电磁线圈总体在辐往上向一个方位显著偏移。

4．技术性改善和减少短路故障安全事故的对策

根据以上，为避免 绕阻形变，提升冲击韧性，减少短路故障故障率，些生产厂家电力工程客户明确提出并采用了以下技术性整改措施及降低短路故障安全事故的对策。

(1)技术性整改措施。

　　1)电磁感应测算层面。在确保性能参数、温升限值的条件下，综合性考虑到短路故障时的信息全过程。从确保绕阻可靠性考虑，有效挑选撑总数、输电线厚道还有输电线抗剪强度的操纵值，在开展安匝均衡排序时依据额定值分接和各个限分接状况总体提升，尽可能减少不平衡安匝。充分考虑功效以内绕阻上的径向内功约为外绕阻的二倍，因而尽量使功效以内绕阻上的径向外力作用方位与轴向力的方位反过来。

2)绕阻构造层面。绕阻是造成电驱动力又立即承担电能源的构造构件，要确保绕阻在断路时的可靠性，就需要对于其支承状况，使绕阻在每个方位有坚固的支撑点。具体方法如以内绕阻里侧设定硬绝缘层筒，绕阻两侧设定外撑条，并确保外撑条靠谱地压在直线上。对单螺旋式低电压绕阻首尾端均淳佑一匝以降低顶端漏电磁场崎变。对等效电路径向电流量大的低电压和调节绕阻，对于其对应的电驱动力，采用特别对策固定不动绕阻左右，并在左右部位和互换处选用适形的保护层垫块，以确保绕阻可靠性。

3)器身构造层面。器身绝缘层是电驱动力传输的中介公司，要确保在电能源的作用下，各方位均有坚固的支持和减少有关构件承受力时的气体压强。在设计方案时选用总体相套服构造，内绕阻硬绝缘层筒与铁芯柱间用撑板撑紧．以确保内绕阻上承载的压地应力匀称传达到铁芯柱上；有效布局压钉部位和挑选压钉总数，并设计方案副销钉，以减少压钉功效到绝缘层销钉上的气体压强和销钉的剪应力。

4)铁芯构造层面。径向电驱动力最后功效在铁芯框架剪力墙上。假如铁芯固定不动架构发生部分构造失衡和形变，将造成 绕阻失衡而出现变形毁坏。因而，设计方案铁芯各一部分零部件时，抗压强度要留出充足的裕量，各零部件间尽可能选用无过渡配合和自锁互锁构造，使变电器器身变成—个牢固的总体。

5)加工工艺操纵和加工工艺方式。对一些重要工艺流程，如保护层垫块预备处理、绕阻线圈电感、绕阻铆合、相套服、器身安装时预工作压力调节等层面，开展严苛的加工工艺操纵，以确保设计方案规定。

按以上对策设计构思设计方案制造的一台31．5MVA、ll0kV双绕阻有载变压配电变压器，在我国变电器质量检测中心强电流量实验室一次根据短路故障实验，实验前后左右较大的电感差仅0．3％，获得了明显的实际效果。

(2)降低短路故障安全事故的对策。

1)提升型号选择规定。型号选择应取用能顺利根据短路故障实验的变电器并有效明确电力变压器的容积，有效挑选变电器的短路阻抗。

2)提升运作标准。要提升输电线路的绝缘层水准，尤其是提升变电器小组出线一定间距的绝缘层水准，与此同时提升路线安全性过道和间距规定的规范，减少近区常见故障危害和伤害，包含高度重视电缆线的组装维修品质(因电缆接头发生爆炸大多数等同于母线槽短路故障)；对关键配电站的中、低压母线，考虑到全封闭式，防止动物损害；提升对电源开关品质的规定，避免 产生拒分等。

3)提升运作方法。明确运作方法要计算短路容量，并限定短路容量的伤害。如采用武器装备用电量源于投设备后开环增益运作，以降低短路故障时的工作电流和简单化维护配备；对设备故障率高的非关键小组出线，可考虑到撤出重合闸维护；提快速切维护特性，缩小维护時间；220kV及之上电压的变电器尽可能不立即带l0kV的地域电力工程负载等。

　　4)提升运作管理能力。最先要避免 操作失误导致的断路冲击性；要提升变电器的适度检测和维修，及时处理变电器的形变抗压强度，确保变电器的可靠运作。

第二节充放电常见故障

依据充放电的比能量的尺寸，变电器的充放电常见故障常分成局放、电晕放电和高效率能量充放电三种种类。

一、充放电常见故障对变电器绝缘层的危害

　充放电对绝缘电阻有二种毁坏功效：一种是因为充放电简谐运动立即负电子绝缘层，使部分绝缘层受到损坏并逐渐扩张，使绝缘层穿透。另一种是充放电造成的热、活性氧、氧化硫等活力汽体的化学效用，使部分绝缘层遭受浸蚀，介电损耗扩大，最终造成 击穿。

(1)绝缘层材料电脆化是充放电常见故障的具体方式。

1)局放造成绝缘层材料中离子键的分离出来、裂化和空间结构的毁坏。

2)充放电点热电效应造成绝缘层的热解或推动空气氧化裂化，扩大了物质的氧化还原电位和耗损造成恶循环，加快脆化全过程。

3)充放电全过程转化成的活性氧、氮氧化合物碰到水份转化成氰化钠化学变化浸蚀导体和绝缘体，造成 绝缘性能能劣变。

4)充放电全过程的较高能辐射源，使绝缘层材料变脆。

5)充放电时造成的髙压汽体造成导体和绝缘体裂开，并生成新的充放电点，

(2)固态绝缘层的电脆化。固态绝缘层的电脆化的生成和未来发展是网状结构，在静电场集中化处造成充放电，引起网状结构充放电印痕，并逐渐发展趋势造成 绝缘层穿透。

(3)液态预浸绝缘层的电脆化。如局放一般先出现在液体或油内的气泡中，而充放电全过程又使油溶解形成汽体并被油一部分消化吸收，如胀气速度高，汽泡将扩张、增加，使充放电提高，与此同时充放电造成的X—蜡堆积在固态绝缘层上使排热艰难、充放电提高、发生超温，促进固态绝缘层毁坏。

二、充放电常见故障的种类与特点

1．变电器局放常见故障

　　在电压的作用下，绝缘层构造里面的磁密、浮油或电导体的边沿产生非贯通性的充放电现称之为局放。

　　局放一开始时是一种低热量的充放电，变电器內部发生这类充放电时，状况较为复杂，依据绝缘层物质的不一样，可将局放分成汽泡局放和油中局放；依据绝缘层位置来分，有固态绝缘层中空穴、电级顶尖、油角空隙、油与绝缘层硬纸板中的油隙和油中沿固态绝缘层表层等处的局放。

(1)局放的缘故。

1)当油中出现汽泡或固态绝缘层材料中存有空穴或内腔，因为汽体的相对介电常数小，在交流电流下所承担的磁场强度高，但其抗压抗压强度却小于油山石绝缘层材料，在磁密中非常容易最先造成充放电。

2)外部自然环境标准的危害。如油解决不完全降低使油中进行析出汽泡等，都是会造成充放电。

3)由寻：生产制造品质欠佳。如一些位置有斜角高而发生充放电。带进汽泡、脏物和水份，或因外部温度漆瘤等，他们承担的场强较

4)金属材料构件或电导体中间接触不良现象而导致的充放电。局放的比能量虽并不大，但若进一步发展趋势可能产生充放电的恶循环，最后致使设施的穿透或毁坏，而导致比较严重的安全事故。

(2)充放电造成废气的特点。充放电造成的汽体，因为充放电动能不一样而各有不同。如充放电比能量在10-9C以内时，一般总烃不高，主要成分是氡气，次之是甲烷气体，氡气占氢烃总产量的日80％一90％；当充放电比能量为10&#8209;8～10&#8209;7’C时，则氡气相对应减少，而发生乙炔气体，但乙炔气体这时候在总烃中所占的占比常不上2％，这也是局放差别于别的充放电问题的首要标示。

　　伴随着变电器故障检测新技术的发展趋势，大家愈来愈了解到，局放是变电器众多有机化学绝缘层材料常见故障和意外的根本原因，因此该技术性获得了快速发展趋势，发生了多种多样测量法和试验设备，亦有线下精确测量的。

(3)精确测量局放的方式 。

1)电测法。运用数字示波器、部分放电仪或无线通信影响仪，搜索充放电的波型或无线通信影响水平。电测法的敏感度较高，测到的是视在充放电量，屏幕分辨率可以达到几皮库。

2)超声波测法。运用检验充放电中产生的超音波，并将声波频率转换为电子信号，录在光盘上实现剖析。超声波测法的敏感度较低，大概好几千皮库，它的特点是抗干扰能力能好，且可“精准定位”。有的运用电子信号和弦数据信号的传输時间差别，能够 可能检测点至充放电点的间距。

3)有机化学测法。检验溶油内各种各样废气的成分及调整变化趋势。此方法在运作检测上十分可用，通称“色谱”。有机化学测法对部分超温或电孤充放电很灵巧，但对局放敏感度不高。并且主要的是观查其发展趋势，比如几日测一次，就可发觉油中含气的构成、占比及其总数的转变，进而判断有没有局放或局部性超温。

2．变电器电晕放电常见故障

产生电晕放电时充放电比能量超过10—6C的量级。

(1)飘浮电位差造成电晕放电。髙压电气设备中某金属材料构件，因为构造上缘故，或运送流程和运作中导致接触不良现象而断掉，处在髙压与低电压电级间并按其特性阻抗产生分压电路，而在这里一金属材料构件上造成的对地电位差称之为飘浮电位差。具备飘浮电位差的物件周边的磁场强度较集中化，通常会慢慢烧毁周边固态物质或使之碳化，也会使变压器油在飘浮电位差功效下细化出很多特点汽体，进而使变压器油色谱結果超标准。飘浮充放电很有可能产生于变电器内处在高电位的合金构件，如变压绕阻，当有载分接电源开关变换旋光性时的短暂性电位差飘浮；防水套管均压球和无载分接电源开关拨钗等电位连接飘浮。处在地电位差的构件，如铁氧体磁芯电磁屏蔽和各种各样拧紧用金属材料地脚螺栓等，与地的衔接松脱掉下来，造成 飘浮电位差充放电。变电器高压套管顶端接触不良现象，也会产生飘浮电位差而造成电晕放电。

(2)油中残渣造成电晕放电。变电器产生电晕放电常见故障的首要因素是油中残渣的危害。残渣由水份、化学纤维质(主要是返潮的化学纤维)等组成。水的相对介电常数e约为绝缘油的40倍，在静电场中，残渣最先电极化，被吸引住向场强最強的地区，即电级周边，并按电缆线方位排序。因此在电级周边产生了残渣“竹桥”，如图所示1—3所显示。假如极间间距大、残渣少，只有产生时断时续“竹桥”，如图所示1—3(a)所显示。“竹桥”的电导率和相对介电常数都比绝缘油大，从磁场基本原理获知，因为“竹桥”的存有，会崎变油中的静电场。由于化学纤维的相对介电常数大，使化学纤维端部油中的静电场提升，因此充放电最先从这一部分油中逐渐出现和发展趋势，油在高磁场强度下分散而溶解出汽体，使汽泡扩大，分散又提高。然后慢慢发展趋势，使全部油空隙在汽体安全通道中产生电晕放电，因此 ，电晕放电很有可能在较低的电流下产生。

（a）（b）

图1—3在直流工作电压的作用下残渣在电级间产生导电性“竹桥”的平面图

a)残渣少、极间间距大；(b)残渣多、极间间距小

　　假如极间间距并不大，残渣又非常多，则“竹桥”很有可能连接2个电级，如图所示1—3(b)，这时候，因为“竹桥”的氧化还原电位很大，沿“竹桥”穿过非常大电流量(电流量尺寸视开关电源容积而定)，使“竹桥”明显发烫”，“竹桥”中的水份和周边的油烧开气化，导致一个汽体安全通道——“汽泡桥”而产生电晕放电。假如化学纤维不返潮，则因“竹桥”的氧化还原电位不大，针对油的电晕放电工作电压的危害也较小；相反，则危害很大。因而残渣造成绝缘油产生电晕放电，与“竹桥”的升温全过程相联络。当冲击性工作电压功效或静电场极不均匀分布时，残渣不容易产生“竹桥”，它的功效只仅限于崎变静电场，其电晕放电全过程，关键决策于另加电流的尺寸。

　　(3)电晕放电的危害。一般来说，电晕放电不至于迅速造成绝缘层穿透，关键体现在油色普剖析出现异常、局放量提升或轻煤层气姿势，较为易于被看到和解决，但对其發展水平应导致充分的了解和留意。

　　3．变电器电孤充放电常见故障

　　电孤充放电是高效率能量充放电，常以绕阻匝层间绝缘层穿透为多见，次之为导线破裂或对地短路故障和分接电源开关飞弧等常见故障。

　　(1)电孤充放电的危害。电孤充放电常见故障因为充放电比能量大，胀气大幅度，常以电子器件崩形e冲击性电解介质，使绝缘纸破孔、烧糊或碳化，使金属复合材料形变或熔融损坏，比较严重的时候会导致I备烧蚀，乃至产生爆炸事件，这类安全事故一般事前难以预料，也无显著征兆，常以发生的方式曝露出去。

　　(2)电孤充放电的汽体特点。发生电孤充放电常见故障后，汽体汽车继电器中的H2和C2H2等成分常达到好几千UL/L，绝缘油亦碳化而发黑。油中特点汽体的主要成分是H2和C2H2，次之C2H6和CH4。当充放电常见故障牵涉到固态绝缘层时，除开以上汽体外，还会继续造成CO和CO2。

　　总的来说，三种充放电的方式不仅有差异又有一定的联络，差别就是指充放电电子能级和胀气成分，联络就是指局放是别的二种充放电的征兆，而后面一种也是前面一种发展趋势后的一种必然趋势。因为变电器内产生的常见故障，常处在逐渐发展壮大的情况，与此同时大多数并不是单一种类的常见故障，通常是—种种类随着着另一种种类，或几类种类一起发生，因而，更须要仔细剖析，实际看待。

第三节绝缘层常见故障

　　现阶段使用最普遍的配电变压器是油浸变压器和干试环氧树脂变电器二种，配电变压器的绝缘层就是变电器绝缘层材料构成的绝缘层系统软件，它是变电器一切正常运行和运转的主要标准，变电器的使用期限是由绝缘层材料(即锡纸或环氧树脂等)的使用寿命所确定的。实践经验证明，大多数变电器的破坏和常见故障全是因绝缘层体系的破坏而导致。据调查，因多种类型的绝缘层常见故障产生的安全事故约占所有变电器重大事故的85％之上。对一切正常运转及留意开展检修管理方法的变电器，其绝缘层材料具备较长的使用期限。海外依据概念测算及试验研究表明，当中小型油变电力变压器的具体溫度不断在95℃时，基础理论使用寿命将可以达到400年。设计方案和当场运作的经历表明，维护保养得好的变电器，具体使用寿命能做到50～70年：而按生产厂的制定规定和性能指标，一般把变电器的预期寿命列入20一40年。因而，维护变电器的常规运转和提升对绝缘层体系的有效维护保养，非常大水平上还可以确保变电器具备相比较长的使用期限，而保护性和预料性维护保养是提升变电器使用期限和提升供电系统稳定性的重要。

　　油浸变压器中，关键的绝缘层材料是变压器油及固态绝缘层材料绝缘纸、硬纸板和物块等c说白了变电器绝缘层的脆化，便是这种原材料受外部环境的危害产生溶解，减少或缺失了绝缘层抗压强度。

1．固态纸绝缘层常见故障

　　固态纸绝缘层是油浸变压器绝缘层的关键一部分之一，包含：绝缘纸、防静电胶皮、绝缘胶垫、绝缘层卷、绝缘层捆扎带等，其主要成分是甲基纤维素，化学表达式为(C6H10O6)n，式中n为玻璃化温度。一般新纸的玻璃化温度为1300上下，当下滑至250上下，其冲击韧性已降低了一半之上，极其脆化导致使用寿命停止的玻璃化温度为150～200。绝缘纸脆化后，其玻璃化温度和抗拉强度将逐步减少，并产生水、CO、CO2，次之也有糠醛(咪唑室内甲醛)。这种脆化物质大多数对电器设备有危害，会使绝缘纸的击穿电压和表面电阻率减少、介质损耗扩大、抗压强度降低，甚致浸蚀机器设备中的金属复合材料。固态绝缘层具备不可避免的脆化特点，其机械设备和电气设备抗压强度的脆化减少全是不可以修复的。变电器的使用寿命关键在于绝缘层材料的使用寿命，因而油浸变压器固态绝缘层材料，应既具备优良的绝缘特性和机械设备特点，并且长时间累月的运作后，其功能降低比较慢，即脆化特点好。

(1)纸纺织材料的特性。绝缘纸纺织材料是油浸变压器中最首要的绝缘层部件原材料，纸化学纤维是草本植物的主要固态机构成份，构成化学物质分子结构的分子中有带正电荷的原子和围绕着原子运转的带负电荷的电子器件，与合金电导体不一样的是绝缘层材料中基本上沒有自由电荷，导体和绝缘体中很小的氧化还原电位电流量关键源自正离子氧化还原电位。甲基纤维素由碳、氢和氧构成，那样因为甲基纤维素分子式中存有氢氧根，便存有产生水的不确定性很有可能，使纸化学纤维有含水的特点。除此之外，这种氢氧根可觉得是被各种各样极性分子(如酸和水)包围着着的管理中心，他们以共价键紧密结合，促使化学纤维易受毁坏：与此同时化学纤维中通常带有一定占比(约7％上下)的残渣，这种残渣中包含一定量的水份，因化学纤维呈胶体性质，使这种水份尚无法彻底去除。那样也就危害了纸化学纤维的特性。

　　旋光性的化学纤维不仅便于受潮（水份使强旋光性物质），并且当纸化学纤维吸湿时，使氢氧根中间的作用力减弱，在纤维组织不稳定的标准下冲击韧性大幅度受到影响，因而，纸绝缘层构件一般要通过干躁或真空泵子燥解决和浸油或三防漆后能够应用，浸漆的效果是使化学纤维维持湿润．确保其有较高的绝缘电阻和有机化学稳定性能及具备较高的冲击韧性。与此同时，纸被漆密封性后，可降低纸对水份的消化吸收，阻拦原材料空气氧化，还町添充间隙，以减少很有可能影响到绝缘性能能、导致局放和电穿透的汽泡。但还有的觉得浸漆后再浸油，很有可能有一些漆会渐渐地溶人油内，危害油的特性，对这种漆料的运用应充足子以留意。

　　自然，不一样成份纺织材料的特性及同样成份纺织材料的差异质量，其干扰尺寸及功能也不一样，如棉絮中化学纤维成份最大，罂粟花中化学纤维最牢固，一些進口绝缘层硬纸板因为其解决生产加工好，使特性显著好于国内一些材料的硬纸板等。变电器大多数绝缘层材料全是用各种各样形式的纸(如纸带、硬纸板、纸的工作压力成形件等)作绝缘层的。因而在变电器生产制造和维修中挑选好纤原材料的绝缘纸原材料是十分关键的。化学纤维纸的独特优势是应用性强、价格便宜、应用生产加工便捷，在环境温度不高时成形和解决简易灵便，且重量较轻，抗压强度适度，易消化吸收预浸原材料(如三防漆、绝缘油等)。

　　(2)纸绝缘层材料的冲击韧性。油浸变压器挑选纸绝缘层材料最重要的要素除纸的化学纤维成份、相对密度、透水性和匀称性之外，还包含冲击韧性的规定，包含耐张抗压强度、冲压模具抗压强度、撕破強度和坚定性：

　　1)耐张抗压强度：规定纸化学纤维遭受拉申负载时，具备能承受而不被扯断的较大地应力

2)冲压模具抗压强度：规定纸化学纤维具备承受工作压力而不被断裂的水平的度量。

3)撕破抗压强度：规定纸化学纤维产生断裂需要的力合乎相对应规范。

4)坚定性：是纸伸缩或硬纸板弯折时的硬度能达到相对应规定。

　　分辨固态绝缘性能能能够 想方设法抽样精确测量纸或硬纸板的玻璃化温度，或运用高效液相色谱色谱技精确测量油中糠醛成分，便于于剖析变电器內部出现常见故障时，是不是涉及到固态绝缘层或是不是具有造成电磁线圈绝缘层部分脆化的超低温超温，或分辨固态绝缘层的衰老水平。对纸化学纤维绝缘层材料在运转及保护中，应留意变压器额定值负载，规定软件环境室内通风、排热情况好，避免 变电器升温超标准和壳体油少。还需要避免 油品环境污染、劣变等导致化学纤维的提速脆化，而危害变电器的阻燃性能、使用期限和可靠运作。

(3)纸纺织材料的劣变。关键包含三个层面：

1)化学纤维脆裂。当过多遇热使水份从纺织材料中摆脱，更会加快纺织材料老化。因为纸材老化脱落，在振动分析、电动式地应力、实际操作波等撞击力的直接影响下有可能造成绝缘层常见故障而产生电气设备安全事故。

2)纺织材料冲击韧性降低。纺织材料的冲击韧性随遇热時间的增加而降低，当变电器发烫导致绝缘层材料水份再度排出来时，接地电阻的数据很有可能会上升，但其冲击韧性可能大大的降低，绝缘纸材将不可以抵挡短路容量或冲击性负载等机械设备力的危害。

3)纺织材料自身的收拢。纺织材料在老化后收拢，使夹持力减少，很有可能导致收拢挪动，使变电器绕阻在电磁感应振荡或冲击性工作电压下挪动磨擦而损害绝缘层。

2．液态油绝缘层常见故障

　　液态绝缘层的油浸变压器是188七年由美国科学家汤姆逊创造发明的，1892年被美国通用电气公司等应用推广于配电变压器，这儿所说的液态绝缘层就是绝缘油绝缘层。油浸变压器的特性：①进一步提高了电气设备绝缘层抗压强度，减少了绝缘层间距，减少了机器设备的容积；②进一步提高了电力变压器的合理热对流和排热实际效果，提升 了输电线中可以的电流强度，缓解了机器设备净重，它是将运作变电器器身的热能根据绝缘油的热力循环，传送到变电器机壳和热管散热器开展排热，进而增强了合理的散热减温水准；③因为油变密封性而减少了变电器內部一些零部件和部件的被氧化水平，增加了使用期限。

　　(1)绝缘油的特性。运作中的绝缘油除务必具备平稳良好的阻燃性能和传热性能

　　之外，需具备的特性规范如表1—1所显示。

　　在其中绝缘层抗压强度tg8、黏度、冷滤点和过氧化值等是变压器油的具体特性指标值。

　　从原油中提炼出制得的变压器油是各种各样烃、环氧树脂、酸和其它杂物的混合物质，其特性不全是平稳的，在溫度、静电场及植物光合作用等危害下能不断空气氧化。一切正常状况下变压器油的空气氧化全过程完成得很迟缓，假如保护恰当乃至应用20年还可维持该有的品质而不脆化，但渗入油中的金属材料、残渣、汽体待会加快空气氧化的发展趋势，使油品受到影响，色调变深，清晰度混浊，所水分含量、过氧化值、灰份提升等，使油的特性劣变。

(2)绝缘油劣变的缘故。

　　绝缘油变质坏，按轻和重水平可分成环境污染和劣变两个阶段。

　　环境污染是油中混进水份和残渣，这种并不是油空气氧化的物质，环境污染油的绝缘性能能会受到影响，穿透场强减少，物质损耗角扩大。

　　劣变是油空气氧化后的結果，自然这类空气氧化并不但指纯粹油中氮化合物的空气氧化，只是普遍存在于油中残渣将加快空气氧化全过程，尤其是铜、铁、铝金属材料粉屑等。

　　氧来自变电器内的气体，即便 在全封闭的变电器內部仍有容量为0．25％上下的氧存有，氧的溶解性较高，因而在油中融解的废气中占据较高的比例。

　　绝缘油空气氧化时，做为脱硫剂的水份及加快剂的发热量，使绝缘油转化成油垢，其直接影响具体表现在：在电磁场的效果下沉淀颗粒大；残渣沉积集中化在静电场最強的地区，对电力变压器的绝缘层产生导电性的“桥”；沉淀并不匀称只是产生分离出来的长细条，与此同时很有可能按电缆线方位排序，那样毫无疑问防碍了排热，加快了绝缘层材料脆化，并造成 接地电阻减少和绝缘层水准降低。

(3)绝缘油劣变的全过程。

　　油在劣变全过程中关键环节的反应物有氯丁二烯、碱类、醛类、大环内酯和油垢。

　　初期劣变环节。油中形成的氯丁二烯与绝缘层纺织材料反映转化成空气氧化甲基纤维素，使绝缘层化学纤维冲击韧性下降，导致老化和绝缘层收拢。转化成的碱类是一种黏液状的油酸，虽然腐蚀沒有矿物质酸那麼强，但其增长速率及对有机化学绝缘层的直接影响是挺大的。

　　中后期劣变环节。是转化成油垢，当酸腐蚀铜、铁、三防漆等材质时，反映转化成油垢，是一种浓稠而相近沥清的整合型导电性化学物质，它能适当融解于油中，在电磁场的效果下转化成速率迅速，黏附在绝缘层材料或变电器铝面板边沿，堆积在输油管及冷却塔散热器等处，使变电器操作温度上升，耐电抗压强度降低。

　　油的空气氧化全过程是由2个关键反映标准组成的，其一是变电器中过氧化值过高，油偏酸。其二是溶解油中的金属氧化物转化成不溶解油的化学物质，进而逐渐使绝缘油质劣化。

(4)绝缘油质剖析、分辨利维护保养解决。

　　1)变压器油霉变。包含它的物理学和化工特性都产生变化，进而使其电气性能受到影响。根据检测变压器油的酸值、表面张力、汕泥进行析出、水溶酸值等新项目，可判定是不是归属于此类缺点，，对变压器油开展再生利用解决，很有可能清除油霉变的物质，但处理方式中也很有可能除掉了纯天然抗氧剂。

　　2)变压器油渗水返潮，因为水为强旋光性化学物质。在电磁场的效果下易水解溶解，而提升了变压器油的氧化还原电位电流量，因而，少量的水份可使变压器油介电损耗明显提升。根据检测变压器油的微水，叮分辨是不是归属于此类缺点。对变压器油开展工作压力式真空泵油水分离器，一般能清除水份。

　　3)变压器油感柒微生物菌种病菌。比如在主变压器安裝或吊芯时，附在绝缘层件表面层的害虫和安裝工作人员残余的闩：渍等都是有很有可能带上病菌，进而感染了变压器油：或是变压器油自身已感柒微生物菌种。主变压器—·般运作在40—80℃的条件下，十分有益于这种生物的生长发育、繁育。因为微生物菌种以及粪便中的矿物、蛋白的阻燃性能远远地小于变压器油，进而促使变压器油介质损耗上升。这类缺点选用当场循环系统解决的办法难以处置好，由于不管怎样解决，自始至终有一部分微生物菌种残余在绝缘层固态上。解决后，短时间主变压器绝缘层会有一定的修复，但因为主变压器软件环境十分有益于生物的生长发育、繁育，这种残余微生物菌种还会继续逐渐生长发育繁育，进而使一些主变压器绝缘层逐渐降低；

　　4)带有旋光性有机物的丙烯酸树脂三防漆融解在油中。在电磁场的效果下，旋光性化学物质会产生偶极松驰电极化，在沟通交流极化过程时要耗费动能，因此使油的介电损耗升高。尽管三防漆在出货前历经干固解决，但仍有可能存有解决不充分的状况。主变压器运作一段时间后，解决不充分的三防漆慢慢融解在油中，使之绝缘性能能慢慢降低。此类缺点造成的时间段与三防漆解决的完全水平相关，根据一两次吸咐解决可获得一定的实际效果。

　　5)油中只沾有水份和残渣。这类环境污染状况并不更改油的主要特性。针对水份可以用干躁的方法多方面清除；针对残渣可以用过虑的方法多方面消除；油中的气体可根据真空包装的方法多方面清除。

　　6)二种及两类之上不一样來源的绝缘层汕混和应用。油的特性应满足有关要求；油的比例同样、凝结溫度同样、黏度同样、开口闪点相仿；且混和后油的稳定度也符合规定。针对封闭漆后劣变的油，因为油品已变，造成了酸性物质和油垢，闽此需用食油再造的有机化学办法将劣化物质提取，才可以修复其特性。

3．干试环氧树脂变电器的绝缘电阻与特点

　　油浸式变压器(这儿指环氧树脂胶绝缘层的变电器)关键应用在具备较高防火安全标准的场地。如多层建筑、飞机场、石化厂等。

　　(1)环氧树脂绝缘层的种类。环氧树脂树指绝缘层的变电器依据生产技术特征可分成环氧树脂石英沙混和料真空浇注型、环氧树脂中碱玻纤加固真空泵压力差浇筑 型和中碱玻纤绕包预浸型三种。

　　1)环氧树脂石英沙混和料真空浇注绝缘层。这类变电器是以石英沙为环氧树脂胶的填充物，将经三防漆预浸解决绕包好的电磁线圈，放人电磁线圈浇筑 结构内，在真空环境情况下再用环氧树脂胶与石英沙的混和料灌溉浇筑 。因为浇筑 加工工艺无法达到产品质量规定，如残留的汽泡、混和料的部分不均匀分布及将会致使部分内应力裂开等，那样绝缘层的变电器不适合用以寒湿自然环境和负载变动很大的地区。

　　2)环氧树脂中碱玻纤加固真空泵压力差浇筑 绝缘层。环氧树脂中碱玻纤加固是用中碱夹层玻璃涤纶短纤维夹层玻璃毡为绕阻固层绝缘层的表层绕包绝缘层。其最外面的绝缘层绕包薄厚一般为1～3m的薄绝缘层，经环氧树脂胶耐火浇注料配制完成混和，并在高真空环境下去除汽泡浇筑 ，因为绕包绝缘层的壁厚较薄，当预浸欠佳的时候容易产生局放点，因而规定耐火浇注料的混和要彻底，真空泵除汽泡要完全，并把握好耐火浇注料的粘度和浇筑 速率，以确保浇筑 全过程中单挑包预浸的高品质。

　　3)中碱玻纤绕包预浸绝缘层。中碱玻纤绕包预浸的变电器是在线圈电感电感线圈的与此同时，进行电磁线圈固层绝缘层解决和电磁线圈预浸的，它不用以上这两种方法预浸全过程中的绕阻成形模貝，但规定环氧树脂黏度小，在电磁线圈线圈电感和预浸的环节中环氧树脂不可残余细微汽泡。

　　(2)环氧树脂变电器的绝缘层特性及维护保养。

　　环氧树脂变电器的绝缘层能力与油浸变压器相距并不明显，重点在于环氧树脂变电器升温和局放这两项指标值上。

　　1)环氧树脂变电器的均值升温水准比油浸变压器高，因而，相对应规定绝缘层材料耐高温的级别高些，但因为变电器的均值升温并不体现绕阻中最网络热点位置的溫度，当绝缘层材料的耐热性级别仅按均值升温挑选，或选装不合理，或环氧树脂变电器长时间过负载运作，便会危害电力变压器的使用期限。因为变电器精确测量的升温通常不可以体现变电器最网络热点位置的溫度，因而，有前提时尽量能在变电器较大负载运转下，用红外线测温仪查验环氧树脂变电器的最网络热点位置，并有目的性地调节风机冷冻设备的角度和视角，变压器部分升温，确保变电器的可靠运作。

　　2)环氧树脂变电器局放量的尺寸与变电器的电磁场遍布、环氧树脂混和匀称度及是不是残留汽泡或环氧树脂裂开等要素相关，局放量的尺寸危害环氧树脂变电器的特性、品质及使用期限。因而，对环氧树脂变电器开展局放量的精确测量、工程验收，是对其加工工艺、品质的综合性考评，在对环氧树脂变电器工作交接工程验收及维修后应开展局放的精确测量实验，并依据局放是不是转变 ，来评估其品质和特性的可靠性。

　　伴随着油浸式变压器愈来愈普遍的运用，在选取变电器的与此同时，解决其技术构造、绝缘层设计方案、绝缘层配备掌握清晰，挑选生产工艺流程及品质保证管理体系健全、企业生产管理严苛，技术性特性靠谱的商品，保证 变电器的产品品质和耐高温使用寿命，才可以提升变电器的可靠运转和供电系统稳定性。

4．危害变电器绝缘层常见故障的首要要素

　　危害变电器绝缘性能能的首要要素有：溫度、环境湿度、油保护措施和过压危害等。

　　(1)溫度的危害。配电变压器为油、纸绝缘层，在不一样环境温度下油、纸中水分含量拥有不一样的均衡关联曲线图。一般状况下，溫度上升，纸内水份要向泊中进行析出；相反，则纸要消化吸收油中水份。因而，当溫度较高时，变电器内变压器油的微水成分很大；相反，微水成分就小。

　　溫度不与此同时，使甲基纤维素解环、断线并随着汽体造成的程度上各有不同。在一定溫度下，CO和CO2的形成速率稳定，即油中CO和C02汽体成分随時间呈线性相关。在溫度持续上升时，CO和CO2的形成速度通常呈指数值规律性扩大。因而，油中CO和CO2的成分与绝缘纸热脆化拥有立即的关联，并可将成分转变 做为密封性变电器中纸层有没有出现异常的评判标准之一。

　　变电器的使用寿命在于绝缘层的衰老水平，而绝缘层的脆化又在于运作的溫度。如油浸变压器在额定值下，绕阻均值升温为65℃，最网络热点升温为78℃，若均值工作温度为20C，则最网络热点溫度为98℃；在这个溫度下，变电器可运作20—30年，若变电器超重运作，溫度上升，促进使用寿命减少。

　　国际标准化组织(1EC)觉得A级绝缘电阻的电力变压器在80～140C温度范围内，溫度每提升6℃，变电器绝缘层合理使用寿命下降的效率便会增加一倍，这就是6℃规律，表明对热的限定已比以往认同的8℃规律更加严苛。

　　(2)环境湿度的危害。水份的出现将加快纸甲基纤维素溶解。因而，CO和叫的发生与甲基纤维素原材料的水分含量也相关。当环境湿度一定时，水分含量越高，溶解出的CO2越大。相反，水分含量越低，溶解出的CO就越大。

　　变压器油中的少量水份是危害绝缘层性能的主要原因之一。变压器油中少量水份的存有，对绝缘层物质的电器设备特性与物理化学特性都是有巨大的伤害，水份可造成 变压器油的电晕放电工作电压减少，介电损耗因素tg8扩大，推动变压器油脆化，绝缘性能能劣变。而机器设备返潮，不但造成 电气设备的运作稳定性和使用寿命减少，更有可能造成 机器设备毁坏乃至威胁生命安全。

图1—4水份对油电晕放电工作电压的危害图1—5水份对油介电损耗因素tg8的危害

　　(3)油保护措施的危害。绝缘油中氧的效果会加快绝缘层化合反应，而氧气含量与油保护措施相关。此外，池保护措施不一样，使CO和CO2在油中解和蔓延情况不一样。如CO的融解小，使敞开式变电器CO易蔓延至油位室内空间，因而，敞开式变电器一般状况CO的摩尔分数不超300x10-6。密闭式变电器，因为油位与气体绝缘层，使CO和CO2不容易挥发，因此 其成分较高。

水分含量（％）

图1—6水份对油浸纸击穿电压的危害

　　(4)过压的危害。

　　1)暂态过程过压的危害。三相变压器一切正常运作造成的相、地间工作电压是两色工作电压的58％，但产生单相电常见故障时主绝缘层的工作电压对中性点接地系统软件将提升30％，对中性线不接地保护将提升73％，因此很有可能损害绝缘层。

　　2)雷击过压的危害。雷击过压因为波头陡，造成纵绝缘层(匝问、并间、绝缘层)上工作电压遍布很不匀称，很有可能在绝缘层上留有充放电印痕，进而使固态绝缘层受到损坏。

　　3)实际操作过压的危害。因为实际操作过压的波头非常轻缓，因此工作电压遍布类似线形，实际操作过压波由一个绕阻迁移到另一个绕阻处时，约与这两个绕阻间的线圈匝数正相关，进而非常容易导致主绝缘层或两色绝缘层的劣变和毁坏。

　　(5)短路故障电能源的危害。出入口短路故障时的电驱动力有可能会使变电器绕阻形变、导线挪动，进而转变了固有的绝缘电阻间距，使绝缘层发烫，加快脆化或遭到损害导致充放电、拉弧及短路故障常见故障。

　　总的来说，把握配电变压器的阻燃性能及有效的运转维护保养，立即危害到变电器的可靠运作、使用期限和供电系统稳定性，配电变压器是供电系统中关键而重要的关键设备，做为变电器的运转维护保养员工和管理人员需要掌握和把握配电变压器的绝缘层构造、原材料特性、加工工艺品质、维护保养办法及合理的检测技术性，并做好提升有效的运作管理方法，才可以确保配电变压器的应用高效率、使用寿命和供电系统稳定性。

第二章变电器常见故障检验
　　变电器常见故障的检测设备是精确确诊常见故障的具体方式，依据DL／T596—1996电气设备预防实验技术规范要求的检验新项目及实验次序，关键包含油中废气的色谱、电阻测量检验、接地电阻及吸收比、电极化指数值检验、绝缘层物质损耗角正切值检验、油品检验、局放检验及绝缘层交流耐压试验等。

　　在变电器故障检测中应综合性各种各样合理的检验方式和方式 ，对取得的多种检验結果要做好综合分析和评定。由于不太可能具备一种应有尽有的检查方式 ，也不太可能存有一种考虑周全的测试仪器，仅有利用各种各样合理的渠道和使用各类合理的方式方法，包含线下检验的方式、在线监测的方式 ；包含电气检测、化学检测、乃至超声检测、红外成像检验这些，只需是合理的，在很有可能标准下都应当开展互相填补、认证和综合性具体分析，才可以获得不错的故障检测实际效果。

第一节变电器常见故障的油中汽体色谱仪检验

　　现阶段，在变电器故障检测中，只靠电气设备实验方式通常难以发觉一些部分常见故障和发烫缺点，而根据绝缘油中废气的色谱这类化学检测的方式 ，对发觉变电器里面的一些自限性疾病常见故障以及进步水平的初期确诊十分灵巧而合理，这已将很多故障检测的操作所证实。

　　油色谱的机理是根据一切一种特殊的氮化合物汽体的形成速度随气温而转变 ，在指定溫度下，通常有某一种汽体的产气率会发生最高值；伴随着气温上升，产气率较大的汽体先后为CH4、C2H6、C2H4、C2H2。这也说明在常见故障溫度与融解汽体成分中间普遍存在着相匹配的关联。而部分超温、电晕放电和电孤是造成 油浸纸绝缘层中发生常见故障特点汽体的首要缘故。

　　变电器在正常的运转情况下，因为油和固态绝缘层会逐步脆化、霉变，并溶解出少量的汽体(关键包含氢H2、甲烷气体CH4、己烷C2H6、丁二烯C2H4、乙炔气体C2H2、一氧化碳CO、二氧化碳CO2等各种汽体)。当变电器內部产生超温性常见故障、充放电性常见故障或內部绝缘层返潮时，这种空气的成分会快速提升。

　　这种汽体绝大多数融解在变压器油中，一小部分升高至变压器油的表层，并进到汽体汽车继电器。工作经验证实，油中废气的各种各样成份的含量的有多少和常见故障的特性及水平立即相关。因而在机器设备运转操作过程中，按时精确测量融解于油中的废气成份和成分，针对尽早发觉油式电气设备內部出现的自限性疾病常见故障有十分关键的作用和实际的成果，在1997年施行实施的电气设备预防实验技术规范中，已将绝缘油的汽体色谱放进了关键的部位，并根据近年来的普遍推广运用和实践经验累积获得了明显的成果。

　　配电变压器的內部常见故障具体有超温性常见故障、充放电性常见故障及绝缘层返潮等各种类型。据相关材料详细介绍，在对359台常见故障变电器的统计分析说明：超温性常见故障占63％；高效率能量充放电常见故障占18．1％；超温兼高效率能量充放电常见故障占10％；电晕放电常见故障占7％；返潮或局放常见故障占1．9％。而在超温性常见故障中，分接电源开关接触不良现象占50％；铁芯多一点接地装置和局部短路或漏磁电场约占33％；输电线超温和连接头欠佳或标准件脱落造成超温约占14．4％；其他2．1％为别的常见故障，如硅橡胶进到本身造成的部分主油道阻塞，导致部分排热不好而导致的超温性常见故障。而电孤充放电以绕阻匝、固层绝缘层穿透为主导，次之为导线破裂或对地短路故障和分接电源开关飞弧等常见故障。电晕放电多见于防水套管导线对电位差末固定不动的防水套管导电性管、均压圈等的充放电；导线部分接触不良现象或铁芯接地装置片接触不良现象而导致的充放电；分接电源开关拔叉或金属材料螺钉电位差飘浮而导致的充放电等。

　　对于以上常见故障，依据色谱数据信息开展变电器內部故障检测时，应包含：

　　(1)剖析汽体造成的缘故及转变 。

　　(2)判断有没有问题及常见故障的种类。如超温、电孤充放电、电晕放电和局放等。

　　(3)分辨常见故障的情况。如网络热点溫度、常见故障控制回路比较严重的程度及其发展趋向等。

　　(4)明确提出相对应的解决对策。如能不能再次运作，及其运作的时候的工艺安全防范措施和监控手或是不是必须吊心维修等。如要提升监控，则应减少下一次实验的周期时间。

　　特点汽体造成的缘故

在一般状况下，绝缘油中是带有融解汽体的，新油带有的汽体最高值约为CO—100uL／L，CO2—35uL／L，H2—15uL／L，CH4—2．5uL／L。运作油中有少许的CO和氮化合物汽体。可是，当变电器有內部常见故障时油中融解汽体的成分就截然不同了。变电器內部问题时造成的汽体以及形成的因素如表2—3所显示。

表2—3特点汽体造成的缘故

汽体
造成的缘故
汽体
造成的缘故

H2
电弧放电、油和固态绝缘层分解反应、水份
CH4
油和固态绝缘层分解反应、充放电

CO
固态绝缘层遇热及分解反应
C2H6
固态绝缘层分解反应、充放电

CO2
固态绝缘层遇热及分解反应
C2H4
高溫网络热点油热和固态绝缘层分解反应、充放电

氮化合物汽体
C2H2
强电光充放电、油和固态绝缘层分解反应

　　油中各种各样汽体成份能够 从变电器中取油样经减压蒸馏后用液相色谱分析仪剖析得到。依据这种空气的成分、特点、成份比率(如三比率)和胀气速度等方式分辨变电器內部常见故障。

但在具体运用中不可以仅依据油中汽体成分简易做为区划机器设备有没有问题的唯一标准，而应融合各种各样有可能的要素开展结合分辨。因而，电气设备预防实验技术规范DL／T596—1996专业列举油中气浮装置成分的留意值，这种留意值是依据对中国19个省份6000多售罄率变电器的现场统计分析而制订的，如表2—4所显示。

表2—4技术规范中对油中融解汽体含水量的留意值及统计分析根据

机器设备
汽体成分
留意值uL／L
6000台·次中超出留意值的占比

变电器和串联电抗器
总烃

乙炔气体

氡气
150

5

150
5.6

5.73.6

*(500KV变电器为1)技术规范规定，对运作设施的油中H2与氮化合物汽体成分(摩尔分数)超出表2—4标值时要造成想法。

第二节特点汽体转变 与变电器內部常见故障的关联

1．依据汽体成分转变 具体分析

(1)氡气H2转变 。变电器在高、中温超温时，H2一般占氢烃总产量的27％下列，并且随溫度上升，H2的肯定成分有一定的提高，但其所占占比却相对性降低。变电器不论是热常见故障或是电常见故障，最后都将造成 绝缘层物质裂化造成各种各样特点汽体。因为碳共价键中间的键能低，转化成热小，在绝缘层的溶解历程中，一般一直老先生成H2，因而H2是各种各样常见故障特点汽体的具体构成成份之一。变电器內部渗水返潮是一种內部自限性疾病常见故障，其特点汽体H2成分很高。客观性上假如色谱发觉H2成分超标准，而其它成份并沒有提升时，可大概先分辨为机器设备带有水份，为进一步辨别，可加做微水剖析。造成 水份溶解出H2有二种很有可能：一是水份和铁造成化学变化；二是在高静电场功效排水自身分子结构溶解。机器设备返潮时固态绝缘层材料水分含量比油中水分含量要大100几倍，而H2成分高，大多数是因为油、纸绝缘层内带有空气和水份，因此在现场处理设备返潮时，只靠选用真空泵油水分离器法不可以长久地减少机器设备中的水分含量，缘故取决于真空泵油水分离器针对机器设备总体的水份危害并不大。

此外，也有一种误判定的状况，如某变压器厂的商品一环节曾持续十几台绝缘油色谱仪中H2达到1000t2L／L之上。而取同样油样分送三处外企业检测，H2成分却均一切正常。因此对比气开展剖析，氡气基线噪声竟达216mm，而正常的状况仅13mm上下。之上剖析表明是气相色谱产生出现异常，经查验与分离出来柱相关，因分离出来柱长期性应用，尤其是用震荡减压蒸馏法减压蒸馏吸咐了油，当吸咐做到一定水平，便在一定情况下释放出，使剖析产生偏差，经拆换分离出来柱后恢复过来。

(2)乙炔气体C2H2转变 。C2H2的发生与充放电性常见故障相关，当变电器內部产生电孤充放电时，C2H2一般占总烃的20％--70％，H2占氢烃总产量的30％～90％，而且在大部分状况下，C2H4＼成分高过CH4。当C2H2成分占主要成分且超标准时，则很可能是机器设备绕阻短路故障或分接电源开关转换造成电光充放电而致。假如别的成份没超标准，而C2H2超标准且增长速率较快，则可能是机器设备里面存有高效率能量充放电常见故障。

(3)甲烷气体CH4和丁二烯C2H4转变 。在超温性常见故障中，当仅有热原处的变压器油溶解时，特点汽体CH4和C2H4二者之和一般可占总烃的80％之上，且伴随着常见故障点溫度的上升，C2H4所占比率也提升。

此外，丁腈橡胶原材料在绝缘油里将很有可能造成很多的CH4，丁青在绝缘油中发生甲烷气体的实质是硫化橡胶将自身含有的CH4释放出来到油中，而不是将油催化反应裂介为CH4。硫化橡胶丁腈橡胶在油中释放出来CH4的主要成分是硫化促进剂，次之是增粘剂、聚醚等含羟基的化学物质，而释放出量在于硫化橡胶标准。

　　(4)一氧化碳CO和二氧化碳CO2转变 。不管哪种充放电方式，除开造成氢氮化合物汽体外，与超温常见故障一样，只需有固态绝缘层干预，都是会造成CO和CO2。但大体上而言，超温性常见故障的胀气速度比充放电性常见故障慢。

　　在《电力设备预防性试验规程》DL／T596—1996中对CO、CO2的成分沒有给出实际规定。《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中也只对CO成分标准值明确提出了参照建议。

　　主要内容是：敞开式变电器CO成分的标准值一般应在300F．L／L下列，若总烃成分超出150uL／L，CO成分超出300uL／L，则机器设备有可能存有固态绝缘层超温性常见故障；若CO成分虽超出300uL／L，但总烃成分在正常的范畴，可觉得一切正常。密闭式变电器，溶解油中的CO成分一般均高过敞开式变电器，其标准值约800uL／L，但在突发绝缘层穿透常见故障中，CO、CO2成分不一定高，因而其成分转变 常被大家忽略。

因为CO、CO2汽体含水量的转变 体现了设施內部绝缘层材料脆化或常见故障，而固态绝缘层材料决策了充油设施的使用寿命。因而一定要高度重视变压器油中CD、CO2成分的转变。

1)绝缘层脆化时造成的CO、CO2；一切正常运作中的机器设备內部变压器油和固态绝缘层材料因为遭受静电场、关注度、环境湿度及氧的功效，随运转時间而产生速率较慢的衰老状况，除造成一些怍汽态的劣变物质外，还会继续造成小量的氧、低分子烃类汽体和碳的金属氧化物等，在其中碳的氧比物CO、CO2成分最大。

　　油中CO、CO2成分与设施运作期限相关比如CO的胀气速度，海外有些人明确提出与运作期限关联的经验公式定律为：

式中Y——运作期限(年)。

　　以上与变电器运作期限相关的经验公式定律，适用一般密闭式变电器。CO2成分变动的见律性较弱，除与运作期限相关外，还与变压器结构、绝缘层材料特性、运作负载及其油保户方法等有密切相关。

变电器一切正常运转下形成的CO、CO2成分随设施的运作年数的提高而升高，这类转变 自势较迟缓，表明变电器内固态绝缘层材料慢慢脆化，伴随着脆化水平的加重，一方面绝缘层材的抗压强度持续减少，有被穿透的很有可能；另——层面绝缘层材料脆化造成堆积物，减少变压器油的特性，易导致部分超温或其他常见故障。这表明机器设备內部绝缘层材料脆化发展趋势到一定水平有可能造成强烈转变 ，非常容易产生机器设备问题或毁坏安全事故。因而在开展色谱分辨机器设备情况时，CO、CO2做为固态绝缘层材料相关的特点汽体，当其成分升高到——定水平或其成分变化幅度很大时，都应造成当心，尽快将绝缘层脆化明显的机器设备撤出运作，防止产生穿透短路故障安全事故。

2)常见故障超温时造成的CD、CO2。固态绝缘层材料在高效率能量电孤充放电时发生较多的CO、CO2。因为电孤充放电的比能量高，在电地应力效果下易造成快速电子流，固态绝缘层材料遭受这种电子器件负电子后，将遭受受到破坏，与此同时，造成的很多汽体一方面会进一步减少绝缘层，另一方面还带有较多的易燃气体，因而若不妥善处理，比较严重时有可能导致设施的重特大破坏或爆炸事件。

　　当机器设备里面产生各种各样超温性常见故障时，因为部分溫度较高，可造成 网络热点周边的绝缘导体产生分解反应而进行析出汽体，变电器外干浸绝缘纸逐渐热裂解时造成的具体汽体是CO2，随环境温度的上升，造成的CO成分也增加，使CO与CO2比率上升，至800“C时，比率可达到2．5。部分超温伤害比不上充放电常见故障那般比较严重，但从发展趋势的不良影响剖析，网络热点可加快绝缘导体的脆化、溶解，造成各种各样汽体，超低温网络热点发展趋势变成高溫网络热点，周边的绝缘导体被毁坏，造成 常见故障扩张。

　　油式机器设备中固态绝缘层受分解反应时，绝缘油中所融解的CO、CO2浓度值便会较高。实验证实．在脉冲的作用下，纯油中CO占总产量的0--1％，002占0-3％；硬纸板和油中CO占总产量的13％一24％，002占1％一2％；脲醛树脂和油中CO占总产量的24％一35％，CO2占0一2％。230-60012部分超温时，变压器油中形成的汽体CO2成分很低，为0．017一0.028mg/g，CO不可以显著测到。局放、电晕放电与此同时功效下，纯油中CO不可以显著测到。CO2约占5％上下；纸和油中CO约占总产量的2％，CO2约占7.1％；油和化学纤维中CO约占总产量的10．5％，CO2约占9．5％。

因而，CO、CO2的发生与机器设备內部固态绝缘层材料的衰老或常见故障有显著的关联，体现了机器设备的绝缘层情况。在色谱中，应关心CO、CO2的成分变动状况，与此同时融合氮化合物汽体和H2，成分转变 开展全方位剖析。

（5）汽体成份转变 。因为在真实情况下，通常是多种多样常见故障种类共存，多种多样汽体成份与此同时转变 。且各种各样特点汽体所占的占比基本相同。如当变电器內部产生电晕放电，有时候总烃成分不高；但C2H2在总烃中所占的比率可以达到25％一90％，C2H2成分约占总烃的20％下列，H，占氢烃总产量的30％之上。当产生局放时，一般总烃不高，其主要成分是H2，次之是CH4，与总烃之比超过90％。当充放电比能量提高时也发生C2H2，但它在总烃中所占的占比一般不超过2％。

　　当C2H2成分很大时，通常体现为绝缘层物质內部出现明显的局放常见故障，与此同时常伴随电孤烫伤与超温，因而会发生C2H2成分显著扩大，且占总烃很大占比的状况。

应留意，不可以忽略H2和CH4提高的与此同时，然后又发生C2H2，即便 未做到留意值也应给与十分重视。由于这有可能出现着由低要充放电发展趋势成较高能充放电的风险。

超温涉及到固态绝缘层时，除开造成以上汽体以外，还会继续造成很多的CO和CO2。当电器设备內部存有接触不良现象时，如分接电源开关接触不良现象、联接部位松脱、绝缘层欠佳，特点汽体会显著增加。超出正常时，一般占总烃含供气量的80％之上，伴随着运转的时间的提升，C2H4所占比率也提升。

返潮与局放的特点汽体有时候较为类似，也很有可能二种异常情况与此同时存有，现阶段仅从油中混合气体剖析結果还难以多方面区别，而应輔助以局放精确测量和油中小型水剖析等来分辨。

第三节绕阻电阻测量检验

变电器绕阻电阻测量的检验是一项很重要的检验新项目，DL／T596--1996预试技术规范的实验顺序排在变电器实验工程的第二位。技术规范要求它是变电器维修时、无载电源开关调级后、变电器出入口短路故障后和1～三年1次等必试新项目。在电力变压器的全部实验新项目中是一项比较便捷而合理的考评绕阻纵绝缘层和电流量控制回路联接情况的实验，它可以体现绕阻堵转短路故障、绕阻断股、分接电源开关触碰情况及其输电线电阻值的差异性和连接头接触不良现象等缺点常见故障，也是分辨各相绕阻电阻测量是不是均衡、变压电源开关挡位是不是准确的合理方式。一直以来，绕阻直流电电阻的测量一直被觉得是考察变电器纵绝缘层的具体方式之一，有时候乃至是分辨电流量控制回路联接情况的唯一方法。从1985年原水电部制定的《电气设备预防性试验规程》，到1996年电力部制定的《电力设备预防性试验规程》，此项內容并没有转变，也表明这一分辨规范切合实际情形的规定。

1．DL／T596--1996预试技术规范的检验周期时间和规定

(1)实验周期时间。变电器绕阻电阻测量一切正常状况下1～三年检验一次。但有以下状况务必检验：

　　1)对无激磁变压变电器转换分接部位后需要开展检验(对采用的分接锁住后检验)

　　2)有载变压变电器在分接电源开关维修后必需对全部分接开展检验。

　　3)变电器维修后需要开展检验。

　　4)必需时完成检验。如变电器经出入口短路故障后需要开展检验。

　　(2)实验规定。

　　1)变压器在1．6MVA及之上，绕阻电阻测量相互之间区别不可超过2％；无中性线引出来的绕组线间区别不可超过三相均值的1％。

　　R1、R2——各自为溫度t1、t2时的阻值；

　　T——参量，在其中铜输电线为235，铝输电线为225。

2．降低精确测量時间提升检验精确度的对策

　　变电器绕阻是由遍布电感器、电阻器及电容器构成的繁杂电源电路。测电阻测量是在绕阻的被试接线端子间通以直流电，待瞬变全过程完毕、电流量做到平稳后，纪录阻值及绕阻溫度。伴随着变压器的扩大，尤其是五柱铁芯和低电压线圈为三角形联接的大型变压器，假如仍如中小型变压器那般，用几伏工作电压的小容积充电电池做为精确测量开关电源，则电流量做到平稳的时间长达数钟头至十多钟头，这不但太耗时间，并且无法确保精确测量精确度。测电阻测量的至关重要的问题是将电磁感应效用减少到最低水平。为处理这个问题分成下列这两种方式。

(1)助磁法。助磁法是驱使铁芯磁通量快速趋向饱和状态，进而减少电磁感应效用具体来说可减少時间常

1)用大空间电瓶或减压稳压阀源通大电流量精确测量。

2)把高、低电压绕阻串连起來通电流量精确测量，选用同相位差和同旋光性的髙压绕阻助磁。因为髙压线圈的线圈匝数远比低电压的多，凭借髙压线圈的安线圈匝数，用较小的交流电就可使铁芯饱和状态。

3)选用恒流源直流电源法的直阻检测仪。应用时可把高、低电压绕阻串连起來，运用双通道内存对高、低电压绕阻与此同时精确测量，较切实解决了三相五立柱式大空间变电器电阻测量检测的艰难。一般检测一台360MVA，500kV或220kV变电器绕阻电阻测量月需30～40min，精确测量布线如图所示2－4所显示。

图2－4助磁法与此同时精确测量高、低电压绕阻电阻器的接线方法

　　(2)去磁法。去磁法与助磁法反过来，务求使根据铁芯的磁通量为零。应用的办法有二种。

1)零序特性阻抗法。该办法仅适用三柱铁芯YN联接的变电器。它是将三相绕阻串联起來与此同时插电，因为磁通量需经磁密合闭，等效电路的磁阳大大增加，绕阻的电感器随着减少，因此使精确测量电阻器的时长减少。

2)磁通量势相抵法。实验时除在被测绕阻通电流量外，仍在非被测绕阻中通快递电流量，使二者造成在磁通量势尺寸相同、方位相对而相互之间相抵，维持铁心里磁通量趋近于零，将绕阻的电感器降至最少程度，做到减少精确测量時间的目地。它比仅用恒流法减少电池充电時间10倍之上。其精确测量布线如图2—5所显示

3.电阻测量检验与故障检测案例

　　(1)绕阻断股常见故障的确诊，某变电器底压侧lOkV电线间电阻测量不平衡率是2．17％，超出部颁标准值1％的一倍还多。发觉缺点后，依次对各导线与输电线电线杆节点开展固定解决，又对其开展几回追踪实验，但缺点仍存有。

　　1)色谱。色谱結果该主变压器C2H2超标准，从0．2升高至7．23／tL／I·，表明存有充放电性常见故障。但从该主变压器的维修纪录中获知，在看到该变电器QH：转变 前曾焊补过2次，并且未开展减压蒸馏解决：其他汽体的成分基本上一切正常，用三比率分析法，不会有超温常见故障，且往年预试数据信息体现除电阻测量不平衡率超标准外，别的新项目均一切正常。

　　2)电阻测量超标准剖析。经计算明确C相阻值很大，猜疑是不是因为断股造成，经与生产厂掌握该绕阻股票数为24股，由此测算若断一股导致的偏差与具体数据误差一致，分辨常见故障为C相绕阻內部拆断股难题。经吊罩查验，开启绕阻三角布线的接线端子，用万用表测量，认证厂C相有一股分断。

　　(2)有载变压转换开关 常见故障的确诊。某变电器llOkV侧电阻测量不平衡，在其中C相电阻测量和每个分接中间阻值相距很大。A、B相的每一个分接中间电阻测量相距约为10～11．7u欧，而C相每一个分接中间电阻测量相距为4．9—6．4u欧和14．1～16．4u欧，分析判断C相控制回路异常。根据其电阻测量数据信息CO(C端到中性线O端)的交流电控制回路开展剖析，明确绕阻自身问题的几率小，有载变压设备的旋光性电源开关和切换开关缺点的几率也很小，因此 ，缺点很有可能在转换开关 上。经对转换开关 吊盖查验发觉，有一个固定不动转换开关 的一个旋光性到切换开关的稳固螺钉扭断，导致零点的回路电阻扩大，而发生电阻测量周期性异常的状况。

　　(3)无载变压电源开关常见故障的确诊。在对某电力工程修造厂更新改造的变电器工作交接工程验收实验时，发觉在其中压绕阻Am、马n、Cm三相无载磁分接电源开关的电阻测量数据信息错乱、没有规律性，分接部位与测定电阻测量的标值不相匹配。

　　经吊罩查验，发觉三相电源开关部位与标示部位不符合，且沒有空挡部位，经再次调节拼装后恢复过来。

　　(4)绕阻导线联接欠佳常见故障的确诊。某SFSLBl31500A10型变电器，保护性实验时发现35kV侧运作Ⅲ分连接头电阻测量不平衡率超标准。

检测效果如表2—15所显示

检测時间
直流电源组（欧）
较大不平衡率（％）

Aom
Bom
Com

预兆
0.116
0.103
0.103
12.1

考研复试（旋转分接电源开关后）
0.1167
0.1038
0.1039
11.9

　　该变电器35kv侧电阻测量不平衡率远高于2％，猜疑分接电源开关有什么问题，因此旋转分接电源开关后进行复测，其不平衡率依然非常大，又各自测别的好多个分接部位的电阻测量，其不平衡率都在11％之上，并且规律性全是A相电阻测量偏大，如同在A相线圈中已串入一个电阻器，这一电阻器的形成将会出現在A相线圈的始端或防水套管的导线相接处，是不是为联接欠佳导致。经剖析确定后，断电开启A相防水套管下边的手孔门查验，发觉导线与防水套管联接松脱(螺钉联接)，关键因为组装时未装紧，且无密封圈而造成，经拧紧后恢复过来。

　　根据以上实例由此可见，变电器绕阻直流电电阻的测量能发觉控制回路中一些重特大缺点，分辨的精确度和精确性亦较高，但当场检测中应遵循以下有关规定，才可以获得确切的临床诊断实际效果。

　　1)根据对变电器电阻测量开展检测剖析时，其电感器很大，一定要电池充电及时，将电磁感应效用减少到最低水平，待仪表盘表针基本上平稳后载入阻值，提升一次控制回路电阻测量精确测量的准确性和精确性。

　　2)精确测量的信息要做好横着和横向的较为，对溫度、环境湿度、检测仪器、测量法、精确测量环节和测量设备开展剖析。

　　3)分析数据时，要整体考虑到相应的要素和评判标准，不可以单搬技术规范的规范标值，而要依据技术规范的构思、当场的详细情况，深入分析机器设备精确测量信息的快速发展和转变 全过程。

　　4)要融合机器设备的主要构造，剖析机器设备里面的详细情况，依据不一样状况开展直流电电阻的测量，以获得恰当分辨结果。

　　5)高度重视综合性方式的具体分析与认证。如有一些实例中根据绕阻分连接头工作电压比实验，可以合理认证分接有关的挡位，并且还能检测出变电器线圈的联接等级是不是恰当。与此同时针对堵转短路故障等常见故障也可以灵巧地体现出去，事实上工作电压比实验，也是一种基本的含有检测和认证特性的测试方式。开展综合分析可进一步提高故障检测的稳定性。

第四节接地电阻及吸收比、电极化指数值检验

　　接地电阻实验是对变电器主绝缘性能能的实验，关键确诊变电器因为机械设备、静电场、溫度、有机化学等功效及湿冷污浊等危害水平，能灵巧体现变电器绝缘层总体返潮、总体劣变和绝缘层贯通性缺点，是变电器能不能投用的关键参照评判标准之一。

1．接地电阻的实验基本原理

　　变电器的接地电阻对双绕阻构造来讲是表现变电器髙压对低电压及地、低电压对髙压及地、髙压和低电压对地等绝缘层在直流电功效下的特点。它与以上绝缘层构造在直流电功效下所形成的电流、消化吸收电流量和漏电流相关。变电器的绝缘层构造及产这三种电流量的闭合电路

如图2—6所显示。

图2—6绝缘层物质的闭合电路

　　U-一外施交流电压；C1一等价几何图形电容器；C、R一表现不均衡层度和污迹等的等价电容器、电阻器；Rl一接地电阻；iC1－电电流量；iCR一消化吸收电流量；iRi一漏电流；i一总电流量

　　(1)电流是当交流电压加进被试晶上时，对绝缘层构造的几何图形电容器开展电池充电产生的电流量，其值确定于两方面中间的几何图形外形尺寸和结构形式，并随增加电流的時间衰减系数迅速。当除掉交流电压时相对的充放电电流量。电源电路中便会造成与电流旋光性

　　(2)消化吸收电流量是当交流电压加进被样品上时，绝缘层物质的原子与电子器件负载的管理中心造成偏位，或偶极于迟缓旋转并更改其分布方位等而发生的电流量，此电流量随增加电流的時间衰减系数比较慢。

　　(3)漏电流是当交流电压加进被样品上时，绝缘层內部或表层挪动的自由电子、正离子和自由电荷产生的电流量，此电流量与增加电流的時间不相干，而只影响于增加的直流电的尺寸。总电流量为以上三种电流量的生成电流量。几类电流量的時间特点曲线图如图2—7所显示。

图2—7交流电压功效下绝缘层物质中的等价电流量

i－总电流量；i1－消化吸收电流量；i2电流；i3漏电流

　　变电器的接地电阻是表现同一交流电压下，不一样充压時间所出现的绝缘电阻特点转变 。接地电阻的改变决策于电流量i的转变，它同时与增加交流电压的时间段相关，一般均统一要求接地电阻的测量時间为一分钟。由于，针对中小型变压器，接地电阻值一分钟就可以基本上平稳；针对大型变压器则必须长时间才可以平稳。商品不一样，接地电阻随時间的转变曲线图也不一样，但曲线图样子基本相同，如图2—8所显示。

图2—8接地电阻与时间曲线

2．接地电阻的实验种类

配电变压器接地电阻实验，以往选用精确测量接地电阻的R60。(一分钟的接地电阻值)，与此同时对大中小型变电器精确测量消化吸收比率(R60／R15)。这对分辨绕阻绝缘层是不是返潮具有过一定功效。但近年来，伴随着大空间配电变压器的普遍应用，且其干躁加工工艺有所改进，发生接地电阻平方根很大时，通常吸收比偏小的結果，导致分辨艰难。汲取国外经验，选用电极化指数值户、／，即10rain(600s)与1rain(60s)的比率(R600／R60)。有利于处理恰当分辨所碰到的难题。

为了更好地较为不一样溫度厂的接地电阻值。GB／6451—86国家行业标准要求了不一样溫度，下测定的接地电阻值R60计算到标准温度2叭：时的公式换算。

当t>20℃时

当t<20℃时

表2－16测接地电阻值时计算指数表

温差
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60

计算指数
1.2
1.5
1.8
2.3
2.8
3.4
4.1
5.1
6.2
7.5
9.2
11.2

注正中间溫度误差的计算指数可以用插值法求得。

　　DL／T596—1996技术规范要求吸收比(10—30℃范畴)不少于1．3或电极化指数值不少于1．5，且对吸收比和电极化指数值不开展温度换算。在判定时，新的预试技术规范要求吸收比或电极化指数值中任——项，做到以上对应的需求都做为符合规定。海外按电极化指数值分辨变电器绝缘层情况的参照规范如表2—17所显示

情况
电极化指数值

优良
>2

不错
1.25－2

一般
1.1－1.25

欠佳
1－1.1

风险
<1

3．接地电阻的实验方式

(1)精确测量位置。

　　1)针对双线圈变电器，应各自精确测量髙压绕阻对低电压绕阻及地；低电压绕阻对髙压绕阻及地；高、低绕阻对地，共三次精确测量。

　　2)针对三绕阻变电器，应各自精确测量髙压绕阻对中、低电压绕阻及地；中／k绕阻对高、低电压绕阻及地；低电压绕阻对高、高压绕阻及地；高、高压绕阻对低电压绕阻及地；高、低电压绕阻对高压绕阻及地；十、低电压绕阻对髙压绕阻及地；高、中、低电压绕阻对地，共七次精确测量。明确精确测量位置是由于精确测量变电器接地电阻时，不管绕阻对机壳或是绕阻间的分布电容均被电池充电，当按不一样次序精确测量髙压绕阻和低电压绕阻接地电阻时，绕阻间的电容器再次电池充电全过程不一样而危害检测結果，因而为清除测量法上产生的偏差，在不一样精确测量布线时精确测量接地电阻务必有一定的／顷序，且一经明确，每一次实验均应按确认的先后顺序开展，有利于对检测結果开展有效的较为。

(2)操作步骤。

　　1)查验兆欧表或绝缘层测定器自身及精确测量线的绝缘电阻是不是优良。查验办法是将兆欧表或绝缘层测定器的接线端子排与接地线相接，精确测量接线端子与精确测量线一端相接，精确测量线另一端悬在空中，接入绝缘层测定器的輸出电源开关(或摇晃兆欧表至额定值转速比)，接地电阻的读值贴近无穷，瞬间接线的接地电阻的数值为零。

　　2)将被试变电器高、中、低各绕阻的全部接线端子各自用输电线接线，精确测量前对被精确测量绕阻对地和其他绕阻开展充放电。

　　3)接入绝缘层测定器的輸出电源开关(或摇晃兆欧表至额定值转速比)，将精确测量绕阻接地电阻的控制回路快速接入，与此同时纪录接入的時间。

　　4)当時间做到15s时，马上载入绝缘层R15阻值，60s时再载入R60值。如必须精确测量电极化指数值时，则应再次增加实验時间至10min，并应每过一分钟载入一个值，与此同时精确做好纪录。

　　5)抵达完毕時间，从变电器绕阻上取下精确测量线，并将精确测量线与接地线相接开展充放电。

　　6)更改布线，各自进行以上程序流程对各绕阻绝缘层电阻的测量。

(3)常见问题。

　　1)绕阻绝缘层电阻的测量应选用2500V或5000V兆欧表。

2)精确测量前被测绕阻应充足充放电。

3)测量温度以高层温度为标准，并留意尽可能使每一次检测的溫度相仿，并最好是在温度小于50C时精确测量。

4)接地电阻实验时要与此同时纪录仪表盘读值、实验時间、顶层温度，绝不允许随便可能这三个数据信息。

5)按要求开展统一温度换算。电气设备预防实验技术规范DL／T596--1996要求，配电变压器的接地电阻值R60计算至同一溫度下，与前一次检测結果对比应无显著转变 。公式换算为

(2-24)

式中R1、R2--各自为溫度t1、t2时的接地电阻值。

4．接地电阻的检测剖析

(1)与检测的时间的关联。对不一样容积、不一样电压的电力变压器的接地电阻随充压時间变动的发展趋势也有一些不一样，一般是60s以内随充压時间升高迅速，60s到120s升高也迅速，120s以后升高速率逐步缓减。从平方根看来，商品容积越大的额定电压愈高，尤其是220kV及之上电压的商品，60s以前的接地电阻值越小、60s以后做到平稳的时间段越长，一般约要8rain之后才可以基本上平稳。这也是因为在精确测量接地电阻时，兆欧表增加交流电压，在样品复合型物质的边界条件上面慢慢集聚正电荷，这一全过程的情况称之为消化吸收状况，或称页面电极化状况。一般消化吸收正电荷的所有全过程须经很长期才能够做到平稳。吸收比(R60／R15)体现精确测量一开始时的数据信息，不可以或赶不及体现物质的所有消化吸收全过程。而电极化指数值／~600／R60)時间较长，在更多方面上体现了物质消化吸收全过程，因而电极化指数值在分辨大中型机器设备绝缘层返潮难题上比吸收比更加精确。不难看出，220kV及之上电压的变电器应当精确测量电极化指数值。

(2)与检测溫度的关联。当变电器的溫度不超过30℃时，吸收比随环境温度的升高而扩大，约30℃时吸收比做到较大规定值，超出30C时吸收比则从较大规定值逐渐降低。但220kV、500kV商品的吸收比和电极化指数值做到较大规定值的气温则为40℃之上。

(3)与绝缘油中水分含量的关联。绝缘油中水分含量对接地电阻的不良影响比较显著，体现在水分含量扩大，接地电阻减少、接地电阻吸收比减少，因而绝缘油的产品质量是危害变电器绝缘层系统软件接地电阻多少的主要原因之一。

(4)与变压器和额定电压的关联。在变压器同样的情形下，接地电阻常随额定电压的上升而上升，这是由于额定电压越高，绝缘层间距越大的原因。在变电器额定电压同样的情形下，接地电阻值常随容积的增加而减少，这是由于容积越大，等效电路电容器的极片总面积也扩大，在电阻器指数不会改变的情形下，接地电阻必定减少。

吸收比或电极化指数值可以合理体现绝缘层返潮，是对变电器确诊返潮常见故障的主要方式。相对性而言，单纯性借助接地电阻平方根的尺寸，对绕阻绝缘层做出分辨，其敏感度、实效性较为低。这一方面是由于精确测量时实验工作电压太低无法曝露缺点；另一方面也是由于接地电阻值与绕阻绝缘电阻的构造规格、绝缘层材料的种类、绕阻溫度等相关。可是，针对铁芯、夹件、穿心地脚螺栓等构件，精确测量接地电阻通常能体现常见故障。关键是由于这种组件的绝缘层构造非常简单，绝缘层物质单一。

5．接地电阻检验与确诊案例

(1)变电器油式循环系统后测接地电阻大幅度降低。某2500kVA、l10kV变电器油式循环系统后测接地电阻比循环系统前大幅度减少，以低一普通高中地为例子，油式循环系统前只R15=5000M欧、R60＝10000M欧,、R60／R15＝2、tg8％＝0．25。油式循环系统后7．5h精确测量，R15＝250M欧、R60=300M欧、R60／Ri5＝1．2、tg8％＝1．15。油式循环系统后34h精确测量，R15＝7000M欧、R60＝10000M欧、R60／R15＝1．43。

导致以上缘故可能是油式循环系统后油中形成的汽泡对接地电阻的危害，因而要待油中汽泡充足逸出，再测接地电阻才可以真正体现变电器的绝缘层情况，一般，对8000kVA及之上变电器需静放20h之上，中小型电力变压器也需要静放5h之上才可以实现绝缘层实验。

(2)油中水分含量对变电器接地电阻的危害。某变电器接地电阻R60为750M欧，吸收比为1．12，油中水分含量的微水剖析超标准，与二年前相仿溫度标准下R60>2500而R60／R15>1，5对比发生变化。经油解决，微水一切正常，接地电阻R60为2500M欧，吸收比为1．47。但运作一年后，预试又发觉不断，接地电阻R60为800M欧、吸收比为1．16。再度开展微水检测发觉超标准。再度开展油过滤接地电阻又恢复过来。

　　剖析觉得油中水分含量是对变电器接地电阻危害的首要要素，油中小型水将油解决达标后，接地电阻亦一切正常，因此运作一环节，油中小型水又超标准，应表述为纸绝缘层材料中的水份仍未所有烘干处理清除，并迟缓向油中进行析出而危害油的水分含量，与此同时危害电力变压器的接地电阻值。

　　（3）吸收比和电极化比指数值随环境温度转变 无规矩率可寻。

第三章变电器常见故障经典案例
第一节短路故障常见故障实例

一、老厂主变电器数次过电流重叠姿势绕阻形变

　　(1)实例。我厂总厂＃7机31.5MVA、110kV变电器(SFSZ8—31500/110)产生短路故障安全事故，重煤层气维护姿势，断开主变压器三侧电源开关。返修吊罩查验，发觉C相髙压绕阻失团，C相高压绕阻比较严重形变，并抠破囚扳导致中、低电压绕阻短路故障；C相低电压绕阻被烧坏二股；B相低电压、高压绕阻比较严重形变；全部绕阻堵转散播许多 细微铜珠、铜末；上端变压器铁芯、变电器基座有铁锈。

　　安全事故产生的当日有暴风雨。安全事故造成前，曾一度产生10kV、35kV侧路线短路故障。13点40分35kV侧过流动性作，重叠取得成功；18点4四分35kV侧再度过流动性作，重合闸姿势，与此同时主变压器重煤层气维护跳主变压器三侧电源开关。核查35kV距配电站附近B、C两色有充放电烧蚀印痕。

(2)根本原因。依据国家行业标准GBl094．5—日5要求110kV配电变压器的短路故障表观容积为800MVA，应能承载较大非对称加密短路容量指数约为2．55。该变电器定编的运转方法下：

电力网较大运作方法110kV三相出入口短路故障的短路电流为1844MVA；

35kV三相出入口短路故障为365MVA；

10kV三相出入口短路故障为225．5MVA；

安全事故出现时，具体短路电流尚低于以上标值。由此测算变电器应能承担本次短路故障冲击性。安全事故那时候毁坏的变电器正与另一台31500／110变电器并排运作，承受一样短路故障冲击性而另一台变电器却未损坏。因而安全事故剖析觉得造成 变电器B、C相绕阻在电能源的作用下比较严重变型并损坏，因为该变电器存有下列难题：

　　1)变电器绕阻疏松。髙压绕阻辐向拿手可摇晃5mm上下。从概念剖析得知，短路容量造成的电驱动力可分成辐向力和轴向力。两侧髙压绕阻受的辐向磁场力，从里层至表层三线形下降，最里层受的辐向磁场力较大，二倍于绕阻受到的均值圆上力。当绕阻卷紧芝里层输电线承受力后将一部分力迁移到表层，結果导致里层输电线地应力趋于减少，而表层导绞承受力扩大，热应力关联使输电线上的相互作用力趋向平衡。里侧高压绕阻承受力方位反过来，但均§七用的机理和规定一致。绕阻假如疏松，就起不上平衡功效，进而减少了电力变压器的抗短路故障充击的工作能力。

　　两侧髙压绕阻受到的辐向电驱动力是使绕阻输电线沿轴向向外膨胀，遭受的是拉支撑力，表观为向外顶开；里侧高压绕阻受到的辐向电驱动力是使绕阻输电线沿轴向向内缩小，遭受的是工作压力，主要表现为向内压挤。这与该电力变压器的B、C相高、高压绕阻在安全事故中的結果一致。

2)经吊罩查验发觉该变电器撑条参差不齐且有挪动、保护层垫块有松脱偏移。那样大幅度降低了里侧高压绕阻承担辐向力和轴向力的工作能力，使绕阻可靠性减少。从安全事故中的C相高压绕阻辐向失衡向内变形的状况，能够考量合理提升撑条数量，以减少输电线受到辐向应力。

3)绝缘层构造的硬度不高。因为该变电器中、低电压绕阻选用的是围板结构，而档板自身过软，经真空泵于燥收拢后，高、中、低绕阻中间呈空松的布局，为了更好地提升承担短路故障的工作能力，宜在里侧绕阻采用硬纸筒绝缘层构造。

(3)对策。这也是一起典型性的因变电器动可靠性会差而导致的变电器绕阻毁坏安全事故，应汲取的经验教训和对应措施包含：

1)在设计方案应该进一步寻找更有效的冲击韧性动态性测算方法；适度放开设计方案安全性裕量；内绕阻的里衬，选用硬纸筒绝缘层构造；科学安排分接部位，尽可能减少安匝不平衡。

2)生产制造技术上可从提升辐向和径向抗压强度两领域开展，对策具体有：选用女土卷线机线圈电感绕阻，选用专业全自动拉紧装置卷紧绕阻；坚固撑紧绕阻与铁芯中间的精准定位，选用整产套服方法；选用保护层垫块预密化解决、绕阻恒流源干躁方法；绕阻总体确保高度一致和构造详细；加强绕阻顶端绝缘层；确保铁轭及夹件拧紧。

3)要增强对大中小型变电器的品质总监制管理方法，在订购协议书中应注重对中、小容积的电力变压器在型式检验中作突发性短路故障实验，大型变压器要作变小模型模拟，提升变电器的抗断路工作能力，与此同时提升配电站10kV及35kV服务器维护，降低变电器遭到出入口短路故障冲击性概率。

第二节超温常见故障实例

一、新厂＃3机变电器绝缘层返潮超温

(1)实例。我厂＃3机200MVA、220kV主变压器(SFP7—240000／220)在规律性油色谱中发觉氡气、乙炔气体成分有扩大发展趋势。经追踪检测，氡气成分为30．1uL几，而乙炔气体成分为5．2uL/L，已超出一切正常留意值。二天后断电维修，维修前氡气成分达43．6uL/L，乙炔气体成分达10．9uL/L，色谱仪转变 状况如表3—13所显示，绝缘层介电损耗tgs％转变 如表3—14所示。

表3－13色谱仪实验数据信息UL/L

氡气
乙炔气体
甲烷气体
己烷
丁二烯
总
一氧化碳
二氧化碳

前五天
30.1
5.2
17.1
2.2
5.5
30
596
1186

前几天
49.9
10.2
23.6
2.8
6.2
42.8
654
1393

维修前
43.6
10.9
20.1
3.2
7.2
41.4
668
1424

维修后
0
0.17
1.2
0.1
0.11
1.58
26
62

检测绕阻
一切正常时
色谱仪出现异常时
维修后

髙压
<0.1
1.5
<0.1

高压
<0.1
1.75
<0.1

低电压
<0.61
1.7
<0.1

　断电维修加点油后的关键检查项目是：绕阻销钉、压钉有没有松脱，部位是不是一切正常；变压器铁芯夹件是不是碰主变压器油箱顶端或油量计座椅套；有没有金属产品飘浮高电位充放电；邻近高静电场的接地体有没有高电位充放电；导线和汽车油箱上升座机壳间距是不是符合规定，电焊焊接是不是优良㈠由箱内部的电磁屏蔽绝缘层有没有超温；申压侧分接电源开关触碰是不是优良。

查验中发觉：高压侧汽车油箱上的电磁屏蔽板绝缘层几块掉下来；高压侧B相导线挨近上升座处白毛巾带掉下来且绝缘层有轻度损坏；B相分接电源开关实际操作杆与分接电源开关相接处有很多碳黑。

(2)根本原因。技术规范要求220kV变电器20℃时tg8％不可超过0．8，且一般规定相对性变化量不可超过30％，依据表3—14数据信息体现变电器绝缘层返潮.

依照GB7252--87《变压器油中溶解气体分析和判断导则》强烈推荐的三比率法：C2H2／C2H4=10，5／7=1．5；编号为1;CH4／H2=21／32．6；0．644；编号为0；C2H4/C2H6=7／3=2．33；编号为1。组成编号为1，0，1，相匹配的问题特性为主导变电器內部有绝缘层超温或低要充放电状况。

氡气、乙炔气体成分高的有可能缘故：

1)主绝缘层漫性返潮。主绝缘层返潮后，绝缘层材料带有汽泡，在高电压强静电场功效下将造成电晕放电而产生局放，进而造成Hz；在高场强效果下，水和铁的化学变化也可以造成很多的H2，使在在总烃含量中所占比例重特大。主绝缘层返潮后，不仅氧化还原电位耗损扩大，与此同时还会继续造成隔层电极化，因此介电损耗大大增加。

2)电磁屏蔽绝缘层掉下来后的危害。一切正常时，高、高压绕阻的漏磁通关键有三条途径：一是经高、高压绕阻一电磁屏蔽板合闭；二是经高、高压绕阻一汽车油箱一高、高压绕阻合闭；三是经高、高压绕阻一汽车油箱一电磁屏蔽板一高、高压绕阻合闭，并在铝面板和电磁屏蔽板中磁感应电势差。电磁屏蔽板的绝缘层掉下来后，将使电磁屏蔽一点或多一点接地装置，进而产生感应电动势闭合回路造成 发烫，假如绝缘层掉下来后，电磁屏蔽板和铝面板的触碰不太好，也有有可能产生空隙充放电或电晕放电。

3)B相导线的白毛巾带掉下来和绝缘层有磕伤印痕，很有可能造成对防水套管上升座充放电。

4)高压侧B相分接电源开关与操动杆接触不良现象，很有可能会形成飘浮电位差充放电.变电器运作时发生內部常见故障的因素通常并不是单一的，在存有网络热点的与此同时，有可能还存有着局放，并且网络热点常见故障在不断发展趋势成局放，从而又加重了高溫超温，产生恶循环。

　　(3)解决。对B相导线绝缘层结构加固，提升电磁屏蔽绝缘层，维修调节分接电源开关，与此同时对主变压器本身主绝缘层加温抽真空干燥机。具体办法是用覆连续式电加热器在主变压器底端加温，主变压器顶端及侧边用硅酸铝保温原材料隔热保温，主变压器四周用尼龙拉成围屏，以确保主变压器底端不自然通风，以做到进一步隔热保温的目地。电加热器加温时，使主变压器表面溫度始终保持在60℃～70℃：上下，加温72h后，选用负压力真空包装(真空包装时加温不终断)，真空包装后，再次加温24h，再真空包装，那样不断3--4次之后，再做介电损耗实验，实验結果达标。与此同时，进液时对油中汽体经真空泵减压蒸馏，色谱一切正常，各类实验数据信息所有达标，变电器资金投入后运作一切正常。

第四章变电器常见故障综合性解决
第一节变电器常见故障的整体分辨方式

依据变电器运作当场的真实情况，在产生下列状况变动时，需对变电器开展故障检测。

(1)一切正常断电情况下实现的工作交接、维修工程验收或保护性实验中一项或几类指标值超出规范。

(2)运作中发现异常而迫不得已断电开展维修和实验。

(3)运作中发生其它出现异常(如出入口短路故障)或出现安全事故导致断电，但并未瓦解(吊心或吊罩)。

当发生以上一切一种状况时，通常要快速开展相关实验，以明确有没有问题、常见故障的特性、很有可能部位、大约范畴、比较严重水平、发展趋向及危害蔓延到范畴等。

对变电器常见故障的整体分辨，还需要融合变电器的运作状况、历史记录、常见故障特点，根据采用系统性的色谱及电气检测方式等各种各样合理的办法和方式，科学研究而合理地对常见故障开展综合性具体分析。

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