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110KV電力工程公司承試設備

就其故障現象來看，充油電力變壓器內部的故障模式主要是電性故障和熱性故障，而變壓器機械性故障和內部進水受潮故障最終都會以熱或電故障的形式表現出來。

1) 熱性故障

變壓器的熱性故障通常為內部存在局部過熱點，熱作用會引發絕緣加速老化，并且伴有中等水平的能量密度。在引發熱故障的原因中，分接開關接觸不良約占50%，鐵芯多點接地和局部短路或漏磁環流約占33%，導線過熱和接頭不良或緊固件松動約占14.4%，局部油道堵塞(多系硅膠進入本體)造成局部過熱的占2.4%，從而可知，110KV電力工程公司承試設備變壓器內部過熱性故障發生的部位多是載流導線系統接觸不良或斷股等所引起的。根據故障的原因及嚴重程度，過熱性故障可劃分為3種類型，各種類型可能的原因如下：

a. 低溫過熱(T<300℃)一一救急狀態下變壓器超銘牌運行、繞組中油流被阻塞、鐵扼夾件中的雜散磁通過大。

b. 中溫過熱(300℃<T<700℃)一一螺栓連接處、滑動接觸面、選擇開關內的接觸面，以及套管引線和電纜的連接接觸不良。

c. 高溫過熱(T>700℃)一一油箱和鐵芯上大的環流，油箱壁未補償的磁場過高而形成一定的電流，鐵芯疊片之間的短路。

過熱性故障發展較緩慢，在短時間內不會釀成事故，但是在散熱不良的情況下，隨著時間的推移，熱故障就會從低溫過熱過度到高溫過熱，甚至迅速產生電弧，從而導致變壓器損壞。

2) 電性故障

電性故障是指在變壓器內部，由高電場強度作用而導致的變壓器內絕緣性能下降或劣化。產生電性故障的部位常見的有：繞組匝間、層間、相間絕緣；引線斷裂處；分接開關等。該故障按能量密度分為：局部放電、火花放電、電弧放電。各種類型可能的原因如下：

a. 局部放電一一受潮的紙、油過飽和，空隙等造成的局部放電，并形成X蠟；金屬尖端之間局部放電；沖片棱角或沖片間局部放電等。

b. 火花放電一一繞組、屏蔽環中的相鄰導體間，連線開焊處等，由接觸不良形成的不同電位或懸浮電位造成的火花放電或電?。粖A件間、套管與箱壁、線餅內的高壓對地放電；木質絕緣塊、絕緣構件膠合處，沿圍屏紙板表面或夾層的爬電；油擊穿、選擇開關的切斷電流以及在電場很不均勻或畸變下也可能產生火花放電等。

c. 中試控股電力電弧放電一一在變壓器中的任何部位都可能發生，以線圈匝間、層間擊穿為多見。局部高能量或短路造成的閃絡；繞組的匝間絕緣擊穿；低壓繞組對地、接頭之間、繞組與鐵芯之間等的短路；過電壓引起的內部絕緣閃絡；鐵芯的絕緣螺絲、固定鐵芯的金屬環之間的放電。

放電性故障，尤其是匝間、層間和圍屏的局部放電危害嚴重，在故障潛伏初期難以有效監測到，隨著絕緣缺陷逐漸發展擴大，引起變壓器油紙絕緣的劣化，最終以突發性事故暴露出來，對輸變設備的安全運行構成極大的威脅。

3) 受潮和機械性故障

由于變壓器內部進水或帶有濕氣的雜質參與油循環，油中微水和含濕氣的雜質形成“小橋”，引起局部放電；或者由于水與鐵發生化學反應等都是受潮故障的表現形式，這類故障發生時都會伴隨有H2的產生。因運輸不慎受震，使螺絲松動、過勵磁震動、線圈移位或引線損傷等原因引起的屬于機械類故障。這兩種故障原因無法檢測出來，除非能夠在故障發生初期發現，否則將會由潛伏性故障向功能性故障發展，最終仍將以熱性或電性故障形式表現出來。

110KV電力工程公司承試設備局部放電是指在導電部分上出現有某些尖角或是固體絕緣材料中殘存有氣泡，由于其抵抗強度低和電場的畸變，在電場作用下，放電只局限在部分區域，而其它區域仍然保持絕緣的特性并沒有形成貫穿性放電通道的一種放電。變壓器的絕緣系統復雜，涉及的材料繁多，且電場分布不均勻，因此變壓器內部存在較多類型的局部放電。由于設計制造或運行維護上不盡完善使絕緣系統中含有氣隙或絕緣受潮，在電應力下裂解出氣體。由于空氣的介電常數小于絕緣材料的介電常數，因此，即使在低電場下，介質內的氣隙也會有很高的的場強，并經過一段時間的累積發生局部放電；油隔板絕緣結構中的油隙，尤其是“楔形”油隙也會引起局部放電；介質內的缺陷或摻入的雜質，以及一些電氣結構的接觸不良，存在電場局部增強的區域，在這些地方就會產生沿面放電和懸浮放電。因此，根據局部放電出現的位置、現象和機理的不同，變壓器中出現的局部放電大致可分為三種基本類型：①絕緣介質內部的局部放電；②絕緣介質表面的局部放電；③高壓電極尖端的電暈放電。

1）內部放電

中試控股電力內部局部放電包括在固體絕緣材料或液體絕緣介質內部或介質與電極之間的氣隙放電。這種放電的特性影響因素較多，如電場的分布、介質的特性、氣隙的形狀、大小、位置以及氣隙中氣體的性質等。從放電過程而論，可分為流注型放電和電子碰撞電離放電：a.當氣隙內表面電阻高時，由于放電而產生的電荷在氣隙中分布不均，使整個氣隙中的電場畸變而產生流注型放電；b.當氣隙表面電阻較小時，放電產生的電荷分散到整個氣隙上下表面，此時電場分布比較均勻，這時氣隙中的放電屬于碰撞電離(湯姆遜放電)。一般情況下，在外加工頻電壓下局部放電脈沖波形總是出現在一定相位上。理論上，介質內放電的脈沖波形在正、負半周對稱，但介質內表面的絕緣電阻不是無窮大，且放電產生的空間電荷能產生沿氣隙或氣泡壁表面泄露，實驗測量得到的脈沖波形在正負半周并不完全對稱。同時，放電波形由電極結構與絕緣性質唯一確定，電極結構越對稱，脈沖波形在正、負半周就越對稱。

2）表面放電

沿介質表面的電場強度達到其擊穿場強時產生的局部放電稱為表面局部放電。在變壓器的高電位點，由于電場集中，沿面閃絡電壓又比單一介質做絕緣材料時的擊穿電壓要低，因此表面放電較為常見。表面放電的過程及機理與內部放電相似，不同的是前者的放電空間一端是絕緣介質，另一端是電極。中試控股電力放電的脈沖波形與電極結構是否對稱密切相關。不對稱時，當放電端和不放電端分別為高壓極和地極時，正半周放電大而疏，負半周放電小而密，反之亦然。對稱時，即兩個電極邊緣場強是一樣的，產生放電的概率也基本相同，那么放電的圖形也是對稱的，即正負兩半波的放電基本相同。

3）電暈放電

在絕緣介質中，高電壓導體周圍所產生的局部放電稱為電暈放電。當絕緣介質是氣體時，因為氣體分子自由運動，放電產生的空間電荷不會固定在某一點上;當絕緣介質是液體時，在變壓器中，通常是稱之為油中電暈，放電極不穩定，難以通過肉眼被觀察到。在針一板電極結構中，由于針尖附近場強最高而最容易發生放電，且正電荷撞擊陰極時會發生二次放電，同時負極容易發射電子，因此，放電最先出現在負極。當加低電壓時，電暈放電波形位于工頻周期的270°相位附近；當電壓升高時，負半周的放電脈沖會向兩邊擴展，正半周才會出現少量的放電脈沖。電暈放電還會出現明顯的極性效應，負尖一正板放電的起始放電電壓低于正尖一負板放電的起始放電電壓。