安全工程師輔導：配電變壓器燒毀事故的原因初探
發布時間：2011-09-30 共1頁
電力系統運行過程中，配電變壓器燒毀是比較常見的設備事故。其中大部分是由于過電壓（雷擊、誤操作、線路故障所造成）或過電流（低壓側短路、過負荷等原因造成）引起的。２００３年６～１１月，我局連續有５臺配電變壓器燒毀，經調查配電變壓器所帶負荷很小，也沒有外力破壞跡象，這個奇怪現象引起了我們的注意。通過對這幾臺變壓器的解剖檢查，我們發現這幾臺變壓器有幾個共同點：（１）Ｗ相高壓線圈頂部有明顯放電痕跡，其他兩相正常；（２）鐵心頂部、夾件及油箱底部有水；（３）三相繞組沒有受電磁力扭曲變形。這就出現了這樣幾個疑問：（１）水珠如何形成；（２）水分進入變壓器的原因；（３）變壓器制造中是否存在設計缺陷；（４）變壓器是否存在質量問題。
于是我們作了如下分析：配電變壓器在正常運行過程中，隨著一天中環境溫度和負荷的變化，自身溫度也在變化。當溫度升高時，變壓器內的絕緣油也要膨脹，并把本體中多余的油排向油枕，油枕內的油增多，油面上升，把油枕中多余的空氣排出，保持氣壓的平衡，當本體溫度下降時，整個過程正好相反。這種“呼吸”過程每天都在進行，它是靠油枕上部一個呼吸螺絲來完成的。在白天溫度高時變壓器呼出空氣，夜晚溫度低時變壓器吸進空氣，而夜晚的空氣濕度比白天的要高，這樣呼出低濕度的空氣，又吸進高濕度的空氣，就有了一個濕度差，日積月累，這個濕度差所累積的水分便在油枕的內壁上凝結成水滴，滴落在油枕的油中，沉積在油枕下部（這個過程在雨水充沛、濕度大的季節，會更加明顯）。隨后，積聚的水分會隨著變壓器本體的呼吸油流，進入變壓器本體，由于水的比重比油大，水珠會向下沉落。在水沉落過程中有三種結果會造成變壓器燒毀：（１）直接進入線圈上部的層間或匝間，會使這些部位的絕緣大幅度下降，直至擊穿；（２）通過熱對流的油流進入線圈下部，造成局部絕緣首先擊穿；（３）沉積到底部，逐漸使絕緣油絕緣能力下降。變壓器Ｗ相線圈就在油枕到本體連接油管下部，所以，最先受到破壞。
以上情況在每一臺充油配電變壓器中都會存在。為防止這種情況，大容量變壓器要使用呼吸器，利用吸濕劑來防止水分的積聚，或利用隔離膜，與空氣隔離。小容量變壓器一般不需要安裝呼吸器，但應適當提高油枕內油管口的高度，以解決水分積聚的問題。
分析到這里時，我們就開始懷疑這５臺配電變壓器的油枕是不是有問題。帶著這個問題我們打開了油枕，發現這５臺配電變壓器的油枕中，油管的管口幾乎與油枕底部在同一平面，根本起不到防止水分進入變壓器本體的作用，為配電變壓器的正常運行留下了隱患。
綜上分析，這些變壓器存在制造缺陷，是造成這幾起配電變壓器事故的主要原因。在當前安全問題被日益重視的形勢下，生產廠家應當及時改進，以消除安全隱患；供電企業在購置變壓器時也應認真檢查檢驗，將存在安全隱患的變壓器拒之電網之外，以確保電網安全穩定運行。
于是我們作了如下分析：配電變壓器在正常運行過程中，隨著一天中環境溫度和負荷的變化，自身溫度也在變化。當溫度升高時，變壓器內的絕緣油也要膨脹，并把本體中多余的油排向油枕，油枕內的油增多，油面上升，把油枕中多余的空氣排出，保持氣壓的平衡，當本體溫度下降時，整個過程正好相反。這種“呼吸”過程每天都在進行，它是靠油枕上部一個呼吸螺絲來完成的。在白天溫度高時變壓器呼出空氣，夜晚溫度低時變壓器吸進空氣，而夜晚的空氣濕度比白天的要高，這樣呼出低濕度的空氣，又吸進高濕度的空氣，就有了一個濕度差，日積月累，這個濕度差所累積的水分便在油枕的內壁上凝結成水滴，滴落在油枕的油中，沉積在油枕下部（這個過程在雨水充沛、濕度大的季節，會更加明顯）。隨后，積聚的水分會隨著變壓器本體的呼吸油流，進入變壓器本體，由于水的比重比油大，水珠會向下沉落。在水沉落過程中有三種結果會造成變壓器燒毀：（１）直接進入線圈上部的層間或匝間，會使這些部位的絕緣大幅度下降，直至擊穿；（２）通過熱對流的油流進入線圈下部，造成局部絕緣首先擊穿；（３）沉積到底部，逐漸使絕緣油絕緣能力下降。變壓器Ｗ相線圈就在油枕到本體連接油管下部，所以，最先受到破壞。
以上情況在每一臺充油配電變壓器中都會存在。為防止這種情況，大容量變壓器要使用呼吸器，利用吸濕劑來防止水分的積聚，或利用隔離膜，與空氣隔離。小容量變壓器一般不需要安裝呼吸器，但應適當提高油枕內油管口的高度，以解決水分積聚的問題。
分析到這里時，我們就開始懷疑這５臺配電變壓器的油枕是不是有問題。帶著這個問題我們打開了油枕，發現這５臺配電變壓器的油枕中，油管的管口幾乎與油枕底部在同一平面，根本起不到防止水分進入變壓器本體的作用，為配電變壓器的正常運行留下了隱患。
綜上分析，這些變壓器存在制造缺陷，是造成這幾起配電變壓器事故的主要原因。在當前安全問題被日益重視的形勢下，生產廠家應當及時改進，以消除安全隱患；供電企業在購置變壓器時也應認真檢查檢驗，將存在安全隱患的變壓器拒之電網之外，以確保電網安全穩定運行。
