趙陽(yáng)

(邯鄲鋼鐵集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司,河北邯鄲 056000)

變壓器的受潮及對(duì)絕緣性能的影響

趙陽(yáng)

(邯鄲鋼鐵集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司,河北邯鄲 056000)

變壓器是輸變電能的主要電器設(shè)備，隨著工業(yè)的發(fā)展，變壓器的數(shù)量日益增多，單臺(tái)容量日益加大，用途日益廣泛，變壓器一旦受潮，其處理是一項(xiàng)很麻煩的工作，即影響正常供電，又耗費(fèi)物力、財(cái)力。因此防止變壓器絕緣介質(zhì)受潮是個(gè)不容忽視的問(wèn)題。下面僅就變壓器受潮一題，淺談對(duì)其絕緣介質(zhì)的絕緣性能的影響。

變壓器 受潮 絕緣性能

1 變壓器受潮的原因

常用變壓器，特別是大型變壓器均做成油浸冷卻式其受潮原因很多，如變壓器儲(chǔ)存過(guò)程中襯墊封閉不嚴(yán)，雨水浸入；器身漏油，油面下降，空氣浸入受潮；變壓器起高壓套管端帽未擰緊，或封閉圈放置不當(dāng)，雨水沿帽進(jìn)入導(dǎo)管和線圈等等；運(yùn)行時(shí)由于防潮措施未跟上，較高溫度的絕緣油經(jīng)常與大氣接觸吸收了空氣中的水分；絕緣中纖維材料和油，在運(yùn)行中逐漸老化，分解出一定油量的水分；還有是由于疏忽而造成的。致使變壓器受潮，絕緣性能受到影響。

2 變壓器受潮時(shí)對(duì)其絕緣介質(zhì)的影響

盡管數(shù)十年中發(fā)展了新的絕緣材料，但線圈的絕緣紙不僅幸存下來(lái)，而且最經(jīng)濟(jì)、最廣泛地用做變壓器的絕緣，特別是大型變壓器，油在紙中被分成很多小格子。在電氣絕緣上，油可彌補(bǔ)紙中的弱點(diǎn)，而紙可以彌補(bǔ)油中絕緣的薄弱之處，二者可以避免雜質(zhì)的侵入，從而提高電氣強(qiáng)度，但紙油一旦受潮則產(chǎn)生變化。

2.1 絕緣低

紙和油都是含水性很強(qiáng)的物質(zhì)，而紙電油更嚴(yán)重。大型變壓器的絕緣材料，紙與紙板常有數(shù)噸?？諝庵邢鄬?duì)濕度是電纜紙暴露在空氣中吸水份的百分量。當(dāng)空氣中相對(duì)濕度為百分之百時(shí)，紙吸水后，其含量可達(dá)16%之多，在吊心檢查與檢修過(guò)程中，所以要求在干燥的氣候中，以及限制變壓器的器芯在空氣中的暴露時(shí)間，就是由于絕緣紙與紙板吸收水分很迅速，而當(dāng)這些材料吸收少量的水分后，其電氣絕緣強(qiáng)度下降的很迅速，而且它們吸收水份容易，而釋放出來(lái)卻要費(fèi)很大的能量與時(shí)間，非要在高真空、高溫度經(jīng)歷較長(zhǎng)的時(shí)間才能逸出，所以對(duì)絕緣材料一紙的防止受潮問(wèn)題，應(yīng)認(rèn)真對(duì)待。

2.2 變壓器油

變壓器絕緣水平的改善，除與線圈的絕緣紙有關(guān)外，在很大程度上取決于絕緣油的維護(hù)。變壓器油除起到絕緣作用外，變壓器運(yùn)行時(shí)，本身產(chǎn)生的一些電力損失，如導(dǎo)線損耗、鐵心損耗和附加損耗等等，都以熱量的形式通過(guò)油向周圍的空氣散出。油質(zhì)及油的其之成分的含量及理化性質(zhì)(如：水、空氣、機(jī)械雜質(zhì)等)對(duì)變壓器的壽命和絕緣性能有著直接的影響。經(jīng)脫水處理后的變壓器油，放置在大氣中會(huì)逐漸受潮，含水量增高，擊穿電壓降低。雖然油吸收水分的含量比紙要低的多，但當(dāng)含有微量的水份后電氣絕緣強(qiáng)度迅速下降，甚至達(dá)到不能容許的地步。

說(shuō)明當(dāng)油中水份增加后，其電氣絕緣強(qiáng)度下降的趨勢(shì)，應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，含有一定水份的油若還附著微量的纖維粉料，其電氣絕緣強(qiáng)度將下降的更為嚴(yán)重。對(duì)于理想的無(wú)任何水分及雜質(zhì)且經(jīng)過(guò)嚴(yán)格脫氣之極純的變壓器油，其其頻擊穿強(qiáng)度約不低于700kv/cm，但實(shí)際場(chǎng)合很難得到并保持如此高純度的油。目前，常見(jiàn)“純油”其擊穿強(qiáng)度約至為240—300kv/cm，一般長(zhǎng)期運(yùn)行中的油其擊穿強(qiáng)度約至150—200kv/cm，由此可想，防止油的受潮是何等重要。

目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的變壓器，特別是超高壓變壓器為了使產(chǎn)品小，重量減輕，并降低制造成本，其主要絕緣度并不是很大的，加上制造中可能存在著某些弱點(diǎn)，這就要求對(duì)變壓器的儲(chǔ)存和運(yùn)行變壓器的維護(hù)維持較高水平，也就是說(shuō)要使絕緣材料含水量保持在低水平上。

另外，絕緣油與絕緣紙的受潮是相互影響的。絕緣油經(jīng)常與大氣接觸，吸收空氣中的水分，輾轉(zhuǎn)使絕緣材料受潮，而絕緣材料逐漸老化后，其聚合度下降后所產(chǎn)生的水分又溶解在絕緣油中。在低溫時(shí)紙中含水量較溫度變高時(shí)高，而油中含水量較溫度高時(shí)低。在較高溫時(shí)情況適得其反。我們利用這個(gè)物理現(xiàn)象，在變壓器溫度較高時(shí)，絕緣紙將大量水分釋放到絕緣油中去的時(shí)候，將絕緣油中的水分釋放到絕緣油中去的時(shí)候，將絕緣油中的水分分解出來(lái)，使整個(gè)油一紙混合絕緣達(dá)到低含水量，從而提高變壓器的絕緣水平。

3 變壓器受潮后對(duì)絕緣局部放電的影響

變壓器在工作電壓的作用下，運(yùn)行壽命是與其絕緣結(jié)構(gòu)中有無(wú)局部放電的出現(xiàn)有很大關(guān)系。由于變壓器本身存在著某些絕緣弱點(diǎn)(由于設(shè)計(jì)上的不慎，或制造的不良，它們?cè)谝欢ǖ耐馐╇妷合?，首先發(fā)生放電，雖然并不隨即擴(kuò)至整個(gè)絕緣結(jié)構(gòu)，但對(duì)絕緣起著一種緩慢地侵蝕作用。當(dāng)變壓器絕緣介質(zhì)受潮和絕緣中混入氣泡、水和各種雜質(zhì)時(shí)，即使是少量也會(huì)增加放電的次數(shù)，影響變壓器的壽命，當(dāng)局部放電發(fā)展變得嚴(yán)重時(shí)，最終會(huì)導(dǎo)致整個(gè)絕緣的擊穿，造成電力供應(yīng)的中斷。這是由于當(dāng)變壓器油中存在著過(guò)多的水分和雜質(zhì)，特別是含水雜質(zhì)，在電場(chǎng)的作用下極易沿著電場(chǎng)方向排列成斷續(xù)性的“小橋”，它一方面使該處發(fā)熱嚴(yán)重，促使水份更易氣化，從而產(chǎn)生氣泡，另一方面也使該處的油產(chǎn)生激離，并因此又產(chǎn)生氣體。由于上述原因，逐使該處油出現(xiàn)氣泡性局部放電，水份的存在又能使油一紙絕緣電阻明顯下降，使使熱擊穿易于發(fā)生，從而降低原絕緣介質(zhì)的絕緣能力。

4 防止變壓器受潮的幾種措施

變壓器受潮后設(shè)法干燥是變壓器維護(hù)工作的一個(gè)治表的辦法,根本解決是要防止其受潮。一般的變壓器都設(shè)有油保護(hù)裝置,如儲(chǔ)油柜,吸濕器、凈油器等。用來(lái)減少或保證變壓器油不與空氣直接接觸，防止變壓器油老化，受潮以延長(zhǎng)變壓器油的使用年限。在變壓器儲(chǔ)存過(guò)程中，襯墊要封閉嚴(yán)并防止襯墊老化；防止雨水由襯墊浸入；要防止變壓器器身漏油，以免油和線圈受潮，在變壓器吊心檢查時(shí)要選擇晴朗、干燥的天氣，并盡量縮小變壓器線圈的空氣中暴露時(shí)間等對(duì)大型變壓器可采取以下措施：如：變壓器油枕上孔連接并充以純氮，對(duì)防止絕緣受潮和油的劣化效果明顯；在儲(chǔ)油柜內(nèi)放置密封膠，減少油與空氣的接觸，如邯鋼0 1變電站三期擴(kuò)建增容的31500KVA/110KV/6KV變壓器就是采用這種措施。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于儲(chǔ)存和運(yùn)行的變壓器，防止其受潮是從事這項(xiàng)工作的重要任務(wù)。變壓器的絕緣介質(zhì)—油和紙一旦受潮就會(huì)使變壓器的絕緣受到很大的影響，甚至危及電力系統(tǒng)的安全供電，而受潮變壓器的干燥即耗費(fèi)物力又消耗財(cái)力是一件很麻煩的工作。因此，防止變壓器絕緣介質(zhì)受潮是個(gè)不容忽視的問(wèn)題。