變壓器絕緣故障的物理原因綜述

影響變壓器絕緣故障的主要因素：

影響變壓器絕緣性能的主要因素有：溫度、濕度、油保護方式和過電壓影響等。

(1)溫度的影響。電力變壓器為油、紙絕緣，在不同溫度下油、紙中含水量有著不同的平衡關系曲線。一般情況下，溫度升高，紙內水分要向泊中析出;反之，則紙要吸收油中水分。因此，當溫度較高時，變壓器內絕緣油的微水含量較大;反之，微水含量就小。

溫度不同時，使纖維素解環、斷鏈并伴隨氣體產生的程度有所不同。在一定溫度下，CO和CO2的產生速度恒定，即油中CO和C02氣體含量隨時間呈線性關系。在溫度不斷升高時，CO和CO2的產生速率往往呈指數規律增大。因此，油中CO和CO2的含量與絕緣紙熱老化有著直接的關系，并可將含量變化作為密封變壓器中紙層有無異常的判據之一。變壓器的壽命取決于絕緣的老化程度，而絕緣的老化又取決于運行的溫度。如油浸變壓器在額定負載下，繞組平均溫升為65℃，最熱點溫升為78℃，若平均環境溫度為20C，則最熱點溫度為98℃;在這個溫度下，變壓器可運行20—30年，若變壓器超載運行，溫度升高，促使壽命縮短。國際電工委員會(1EC)認為A級絕緣的變壓器在80～140C溫度范圍內，溫度每增加6℃，變壓器絕緣有效壽命降低的速度就會增加一倍，這就是6℃法則，說明對熱的限制已比過去認可的8℃法則更為嚴格。母線加工機

(2)濕度的影響。水分的存在將加速紙纖維素降解。因此，CO和叫的產生與纖維素材料的含水量也有關。當濕度一定時，含水量越高，分解出的CO2越多。反之，含水量越低，分解出的CO就越多。絕緣油中的微量水分是影響絕緣特性的重要因素之一。絕緣油中微量水分的存在，對絕緣介質的電氣性能與理化性能都有極大的危害，水分可導致絕緣油的火花放電電壓降低，介質損耗因數tg8增大，促進絕緣油老化，絕緣性能劣化。而設備受潮，不僅導致電力設備的運行可靠性和壽命降低，更可能導致設備損壞甚至危及人身安全。

(3)油保護方式的影響。變壓器油中氧的作用會加速絕緣分解反應，而含氧量與油保護方式有關。另外，池保護方式不同，使CO和CO2在油中解和擴散狀況不同。如CO的溶解小，使開放式變壓器CO易擴散至油面空間，因此，開放式變壓器一般情況CO的體積分數不大于300x10-6。密封式變壓器，由于油面與空氣絕緣，使CO和CO2不易揮發，所以其含量較高。

(4)過電壓的影響。

1)暫態過電壓的影響。三相變壓器正常運行產生的相、地間電壓是相間電壓的58%，但發生單相故障時主絕緣的電壓對中性點接地系統將增加30%，對中性點不接地系統將增加73%，因而可能損傷絕緣。

2)雷電過電壓的影響。雷電過電壓由于波頭陡，引起縱絕緣(匝問、并間、絕緣)上電壓分布很不均勻，可能在絕緣上留下放電痕跡，從而使固體絕緣受到破壞。

3)操作過電壓的影響。由于操作過電壓的波頭相當平緩，所以電壓分布近似線性，操作過電壓波由一個繞組轉移到另一個繞組上時，約與這兩個繞組間的匝數成正比，從而容易造成主絕緣或相間絕緣的劣化和損壞。

(5)短路電動力的影響。出口短路時的電動力可能會使變壓器繞組變形、引線移位，從而改變了原有的絕緣距離，使絕緣發熱，加速老化或受到損傷造成放電、拉弧及短路故障。

綜上所述，掌握電力變壓器的絕緣性能及合理的運行維護，直接影響到變壓器的安全運行、使用壽命和供電可靠性，電力變壓器是電力系統中重要而關鍵的主設備，作為變壓器的運行維護人員和管理者必須了解和掌握電力變壓器的絕緣結構、材料性能、工藝質量、維護方法及科學的診斷技術，并進行優化合理的運行管理，才能保證電力變壓器的使用效率、壽命和供電可靠性。