摘 要：針對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。
在電力系統(tǒng)中，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損失。
1 原因分析
1.1 絕緣性能超標
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不到位，發(fā)生過負荷和短路的可能性大大增加，以致變壓器的電流超過額定電流幾倍甚至幾十倍，此時，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，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所、多雨地區(qū)，濕度過高。
b.在儲存、運輸、運行過程中維護不當，水分、雜質(zhì)或其他油污混入油中，使絕緣強度大幅降低。
c.制造時，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、層間短路或繞組對地，在達到或接近使用年限時，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，加速空氣中水分進入油面，減低絕緣強度。當絕緣降低到一定值時，發(fā)生短路。因此，運行中的配電變壓器一定要定期進行油位檢測和油脂化驗，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
1.2 無載調(diào)壓開關(guān)
1.2.1 分接開關(guān)裸露受潮
將軍帽、套管、分接開關(guān)、端蓋、油閥等處滲漏油，使分接開關(guān)裸露在空氣中，逐漸受潮。因為配電變壓器的油標指示設(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)將油標呼吸孔堵塞，少量的變壓器油留在油標內(nèi)，在負荷、環(huán)境溫度變化時，油標管內(nèi)的油位不變化，容易產(chǎn)生假油面而不重視加油。裸露的分接開關(guān)絕緣受潮一段時間后性能下降，導(dǎo)致放電短路，損壞變壓器。
1.2.2 高溫過熱
油主要是對繞組起絕緣、散熱和防潮作用。變壓器中的油溫過高，將直接影響變壓器的正常運行和使用壽命。正常運轉(zhuǎn)中的變壓器分接開關(guān)，長期浸在高于常溫的油中，特別是偏遠農(nóng)村的線路長，電壓降大，使分接開關(guān)長期運行于過負荷狀態(tài)，會引起分接開關(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，分接開關(guān)的引線頭和接線螺絲松動等情況，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)部實際位置不完全一致，引起動、靜觸頭位置不完全接觸，錯位的動、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?，短路電流很快就把抽頭線圈匝燒壞，甚至導(dǎo)致整個繞組損壞。
1.2.4 人為原因
部分電工對無載調(diào)壓開關(guān)的原理不清楚，經(jīng)常出現(xiàn)調(diào)壓不正確，導(dǎo)致動靜觸頭部分接觸等;安裝工藝差，對變壓器各部位緊固螺栓的檢查不仔細，造成變壓器箱體進水，使分接開關(guān)絕緣、繞組絕緣受潮;運行維護不到位，沒有嚴格執(zhí)行DL/T572-1995《變壓器運行規(guī)程》，多數(shù)變壓器從安裝到燒毀期間，一直未進行過常規(guī)維護與污垢處理，導(dǎo)致變壓器散熱條件變差而燒毀。
因此，在對配電變壓器進行無載調(diào)壓后，為避免分接開關(guān)的接觸不良，需用直流電橋測試回路的完整性以及三相電阻是否均勻。
1.3 鐵芯多點接地
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，形成多點接地，造成鐵芯局部過熱而損壞線圈絕緣。
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。當硅鋼片表面上的絕緣漆因運行年久，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，對配電變壓器應(yīng)定期進行吊芯檢測，發(fā)現(xiàn)絕緣超標時，及時處理。
1.4 雷擊與諧振
1.4.1 雷擊過電壓
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，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，倘若安裝在配電高低壓出線套管處的避雷器不能進行有效保護或本身存在某些隱患，如避雷器未投入運行或未按時進行預(yù)防性試驗，避雷器接地不良，接地線路電阻超標等，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配電線路由于長短、對地距離、導(dǎo)線規(guī)格不一，從而具備形成過電壓的條件。在這些農(nóng)網(wǎng)中，小型變壓器、電焊機、調(diào)速機較多，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。個別情況下，還會引起變壓器套管發(fā)生閃絡(luò)或爆炸。
1.5 二次側(cè)短路
當變壓器發(fā)生二次側(cè)短路、接地等故障時，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)生很大的機械應(yīng)力，致使線圈壓縮，其絕緣襯墊、墊板就會松動脫落，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間內(nèi)燒毀。
1.6 一/二次熔體選擇不當
配電變壓器一/二次通常采用熔絲保護，因為熔絲是用于保護變壓器的一/二次出線套管、二次配線和變壓器的內(nèi)部線路，所以若熔斷電流選擇過大，將起不到保護作用。若熔斷電流選擇過小，則在正常運行狀況下極易熔斷，造成用戶供電的中斷，此時，若三相熔絲只熔斷一相，則對用戶造成的危害更大。 因此，在正常使用中，熔絲的選擇標準為：一次側(cè)熔絲熔斷電流為變壓器一次額定電流的1.5～2倍;二次側(cè)熔絲熔斷電流為變壓器二次側(cè)額定電流。
1.7 其它
a.由于變壓器的一/二次側(cè)引出均為銅螺桿，而架空線路一般都采用鋁芯導(dǎo)線，銅鋁之間在外界因素的影響下，極易氧化腐蝕。在電離的作用下，銅鋁之間形成氧化膜，接觸電阻增大，使引線處銅螺桿、螺帽、引線燒毀。
b.套管閃絡(luò)放電也是變壓器常見異常之一。造成此種異常的原因有：制造中有隱傷或安裝中碰傷;膠珠老化滲油后遇到空氣中的導(dǎo)電金屬塵埃吸附在套管表面，當遇到潮濕天氣、系統(tǒng)諧振、雷擊過電壓等，就會發(fā)生套管閃絡(luò)放電或爆炸。
c.在檢修或安裝過程中，緊固或松動變壓器引出線螺帽時，導(dǎo)電螺桿跟著轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致一次側(cè)線圈引線斷線或二次側(cè)引出的軟銅片相碰造成相間短路。在吊芯檢修時，有時不慎將線圈、引線、分接開關(guān)等處的絕緣破壞或工具遺留在變壓器內(nèi)。在變壓器上進行檢修時，不慎跌落物件、工具砸壞套管，輕則發(fā)生閃絡(luò)，重則短路接地。
d.并聯(lián)運行的配電變壓器在檢修、試驗或更換電纜后未進行逐一校相，隨意接線導(dǎo)致相序接錯，變壓器在投入運行后將產(chǎn)生很大的環(huán)流，燒毀變壓器。
2 防范措施
配電變壓器燒壞的事故，有相當部分是完全可以避免的，還有一些只要加強設(shè)備巡視，嚴格按章操作，隨時可以把事故消除在萌芽狀態(tài)。
2.1 投運前檢測
配電變壓器投運前必須進行現(xiàn)場檢測，其主要內(nèi)容如下。
a.油枕上的油位計是否完好，油位是否清晰且在與環(huán)境相符的油位線上。過高，在變壓器投入運行帶負荷后，油溫上升，油膨脹很可能使油從油枕頂部的呼吸器連接管處溢出;過低，則在冬季輕負荷或短時間內(nèi)停運時，可能使油位下降至油位計看不到的位置。
b.蓋板、套管、油位計、排油閥等處是否密封良好，有無滲油現(xiàn)象。否則當變壓器帶負荷后，在熱狀態(tài)下，會發(fā)生更嚴重的滲漏現(xiàn)象。
c.防爆管(安全氣道)的防爆膜是否完好。
d.呼吸器的吸潮劑是否失效。
e.變壓器的外殼接地是否牢固可靠，因為它對變壓器起著直接的保護作用。
f.變壓器一/二次出線套管及它們與導(dǎo)線的連接是否良好，相色是否正確。
g.變壓器上的銘牌與要求選擇的變壓器規(guī)格是否相符。例如各側(cè)電壓等級、變壓器的接線組別、變壓器的容量及分接開關(guān)位置等。
h.測量變壓器的絕緣，用1 000～2 500 MΩ表測量變壓器的一/二次繞組對地絕緣電阻(測量時，非被測量繞組接地)，以及一/二次繞組間的絕緣電阻，并記錄測量時的環(huán)境溫度，絕緣電阻的允許值沒有硬性規(guī)定，但應(yīng)與歷史情況或原始數(shù)據(jù)相比較，不低于出廠值的70%(當被測變壓器的溫度與制造廠試驗時的溫度不同時，應(yīng)換算到同一溫度進行比較)。
i.測量變壓器組連同套管的直流電阻，根據(jù)GB50150-1991《電器裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》第6.0.2條的有關(guān)規(guī)定：配電變壓器各相直流電阻的相互差值應(yīng)小于平均值的4%，線間直流電阻的相互差值應(yīng)小于平均值的2%。
若以上檢查全部合格，則先將變壓器空投(不帶負荷)。檢查電磁聲有無異常，測量二次側(cè)電壓是否平衡。如平衡說明變壓器變比正常，無匝間短路，變壓器可以帶負荷正常運行。
2.2 運行中注意事項
a.在使用配電變壓器的過程中，一定要定期檢查三相電壓是否平衡，如嚴重失衡，應(yīng)及時采取措施調(diào)整。同時，應(yīng)經(jīng)常檢查變壓器的油位、油色，有無滲漏，發(fā)現(xiàn)缺陷及時消除，避免分接開關(guān)、線圈因受潮而燒壞。
b.定期清理配電變壓器上的污垢，檢查套管有無閃絡(luò)放電，接地是否良好，有無斷線、脫焊、斷裂現(xiàn)象，定期遙測接地電阻不大于4Ω，或者采取防污措施，安裝套管防污帽。
c.在接/拆配電變壓器引出線時，嚴格按照檢測工藝操作，避免引出線內(nèi)部斷裂。合理選擇二次側(cè)導(dǎo)線的接線方式，如采用銅鋁過渡線夾或線板等。在接觸面上涂上導(dǎo)電膏，以增大接觸面積與導(dǎo)電能力，減少氧化發(fā)熱。
d.推廣使用S9系列新型防雷節(jié)能變壓器或者在配電變壓器一/二次側(cè)裝設(shè)避雷器，并將避雷器接地引下線、變壓器的外殼、二次側(cè)中性點3點共同接地。堅持每年一次的年度預(yù)防性試驗，將不合格的避雷器及時更換，減少因雷擊諧振而產(chǎn)生過電壓損壞變壓器。
e.在切換無載調(diào)壓開關(guān)時，每次切換完成后，首先應(yīng)測量前后2次直流電阻值，做好記錄，比較三相直流電阻是否平衡。在確定切換正常后，才可入使用，在各檔位進行測量時，除分別做好記錄外，注意將運行檔直流電阻放在最后一次測量。
（轉(zhuǎn)載）
