關(guān)于變壓器絕緣老化及其預(yù)防模塊的分析

王石磊

摘 要：為了滿足現(xiàn)階段工作的需要，進(jìn)行變壓器絕緣老化模塊的分析是必要的，從而進(jìn)行預(yù)防方案的應(yīng)用。通過對變壓器應(yīng)用模塊的分析可以得知，電力變壓器出現(xiàn)問題的很多原因都是因?yàn)榻^緣老化的變壓器，這不利于一系列的變壓器事故的預(yù)防，這就需要進(jìn)行變壓器故障預(yù)防模塊的應(yīng)用，做好一系列的絕緣測試，從而滿足當(dāng)下工作的需要。

關(guān)鍵詞：變壓器；總結(jié)分析；絕緣老化；探究；預(yù)防措施

1 關(guān)于變壓器絕緣老化原因的分析

在當(dāng)下電力系統(tǒng)運(yùn)作過程中，電力變壓器扮演著重要的模塊，通過對變壓器安全可靠性的分析，更有利于提升電網(wǎng)的安全性，從而解決變壓器運(yùn)作過程中的各種故障，從而解決各種供電網(wǎng)問題。這就需要進(jìn)行變壓器絕緣老化模塊的分析，進(jìn)行變壓器故障的解決。這就需要進(jìn)行一系列的變壓器絕緣測試模塊的開展，針對變壓器油色的差異，展開不同模塊的開展，進(jìn)行變壓器絕緣老化程度的分析。

在變壓器絕緣化分析過程中，變壓器繞組的主絕緣包括的步驟是非常多的，這涉及到繞組與地的絕緣，不同或者相同繞組之間的絕緣形式，也包括電壓等級(jí)繞組之間的絕緣差異。通過對絕緣老化預(yù)防環(huán)節(jié)的分析，更有利于進(jìn)行變壓器主絕緣老化原理的分析及其診斷。一般來說，主絕緣的使用壽命是由于絕緣材料所影響的，包括變壓器的損壞或者直接出現(xiàn)故障，都與絕緣系統(tǒng)存在密切的關(guān)系。由于各種絕緣故障普遍存在，這就影響了變壓器的工作模塊，容易出現(xiàn)各種事故問題。

為了滿足當(dāng)下工作的需要，進(jìn)行絕緣系統(tǒng)合理化的維護(hù)是必要的，從而實(shí)現(xiàn)變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行，這有利于提升變壓器的使用壽命。通過對變壓器主絕緣老化模塊分析，更有利于進(jìn)行絕緣性能的剖析。所謂的電老化就是在電廠作用的影響下，變壓器出現(xiàn)老化的情況，是絕緣內(nèi)外部放電而出現(xiàn)的一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，是固體絕緣材料在強(qiáng)電場下的老化形式。由于固體絕緣材料沒有自恢復(fù)功能，所以電老化對固體絕緣材料的破壞具有累積效應(yīng)，最終必然導(dǎo)致?lián)舸?，局部放電一直被認(rèn)為是聚合物絕緣老化的最主要原因.變壓器主絕緣繞組匝間絕緣產(chǎn)生局部放電要有2個(gè)條件：第一，繞組相鄰匝間的電壓超過起始放電電壓；第二，相鄰匝間存在氣隙，氣泡等缺陷。

由于氣體間介電常數(shù)的存在，又受到交流電場內(nèi)部電場強(qiáng)度的影響，其氣泡內(nèi)部的電場強(qiáng)度比較多，但是受到該模塊的影響，氣體擊穿場強(qiáng)比液體與固體又存在著明顯的差異，就很容易出現(xiàn)氣泡中的放電，并且這些放電情況不斷的蔓延，就會(huì)導(dǎo)致聚合物的裂紋及其相關(guān)情況，就會(huì)最終導(dǎo)致絕緣擊穿，由于電介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)低，在具備足夠的熱量后，便可使大分子鏈發(fā)生化學(xué)變化，從而導(dǎo)致某些化學(xué)結(jié)構(gòu)被破壞，甚至能增加高分子電介質(zhì)的導(dǎo)電性，最后使其完全喪失絕緣性能。

受到溫度的升高影響，變壓器內(nèi)部會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的物理及化學(xué)反應(yīng)，就會(huì)導(dǎo)致變壓器材料的老化。這種現(xiàn)象稱之為熱老化，也就是溫度比較高，其絕緣老化就越高，也就是其壽命更加的短，如果溫度超過其絕緣材料的容許，就會(huì)出現(xiàn)使用溫度的差異。即使溫度比容許使用溫度低，但作用時(shí)間長，絕緣性能也會(huì)發(fā)生不可逆的變化，另一方面它不僅會(huì)造成起始電壓降低，局部放電，還會(huì)大大加速其他老化過程，如臭氧氧化的反應(yīng)速率。其他情況下的老化在絕緣老化模塊中，可以發(fā)現(xiàn)電老化及其熱老化是導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)絕緣老化的重要因素。并且受到絕緣材料的影響，各種沖擊力的影響，很容易將變壓器的絕緣問題延伸為電氣事故。并且纖維材料機(jī)械強(qiáng)度的不斷變化，其纖維材料的機(jī)械強(qiáng)度不斷的變化，這都與變壓器的發(fā)熱密切相關(guān)，當(dāng)絕緣材料內(nèi)部的水分發(fā)生變化，其內(nèi)部的電阻數(shù)值也會(huì)變高，也一定程度降低了機(jī)械強(qiáng)度。一般電力變壓器為油浸式其主要絕緣材料是變壓器油紙和紙板，屬于A級(jí)紙絕緣材料，其溫升限值為65℃，變壓器的使用年限就是根據(jù)溫升限值決定的。線圈最熱點(diǎn)溫升考慮比其平均溫升高13℃，則最熱點(diǎn)溫升為65+13℃=78℃。環(huán)境年平均溫度按20℃，則線圈最熱點(diǎn)溫度為78+20℃=98℃溫度下運(yùn)行時(shí)是最經(jīng)濟(jì)的。

通過對絕緣模塊的控制，更有利于進(jìn)行溫度的控制，從而保證其使用年限的提升。這就需要進(jìn)行溫度的提升運(yùn)行，進(jìn)行使用年限的縮短及其控制。使其溫度控制在一定限度內(nèi)，進(jìn)行變壓器絕緣使用年限的優(yōu)化，進(jìn)行不同模塊的變壓器使用年限的優(yōu)化，保證其運(yùn)行溫度及冷卻模塊的協(xié)調(diào)及優(yōu)化。這需要進(jìn)行多元化的變壓器使用年限的優(yōu)化。το為變壓器的正常使用年限；τ為達(dá)到損壞年限時(shí)的使用年限。由此可見，當(dāng)溫度為98℃時(shí)，其相對使用年限為1，若降低6℃時(shí)，即在92℃運(yùn)行，變壓器的使用年限延長1倍，反之超載運(yùn)行6℃，則變壓器的使用年限就減小1/2，說明變壓器絕緣老化，與運(yùn)行溫度有關(guān)，要注意冷卻設(shè)計(jì)。

通過對油浸紙老化環(huán)節(jié)的分析，可以得知，受到其上述情況的影響，絕緣材料的抗張強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生很明顯的差異，其材料的彈性也會(huì)發(fā)生明顯的變化。為了進(jìn)行變壓器絕緣性能的優(yōu)化，進(jìn)行變壓器絕緣機(jī)械強(qiáng)度的控制是必要的，從而有效應(yīng)對技術(shù)上的變化，這就需要進(jìn)行絕緣材料的損耗控制，進(jìn)行抗張強(qiáng)度的優(yōu)化，保證其滿足外界濕度、溫度等的需要。油中老化產(chǎn)物的影響變壓器油老化的中間產(chǎn)物-活性多元過氧化氫對固體絕緣有很大的破壞作用。多元過氧化氫分解后，生成低分子酸，同時(shí)低分子酸與金屬作用，生成加速油氧化，使油介質(zhì)性能惡化的皂化物。如前所述低分子酸可加速纖維素水解，因此可把低分子酸的生成速度作為油對固體絕緣侵蝕作用的間接指標(biāo)。

2 變壓器絕緣防老化措施模塊的優(yōu)化

通過對變壓器絕緣防老化環(huán)節(jié)的分析，可以得知，受到線圈周圍油溫的影響，其大于頂層的油溫，隨著冷卻系統(tǒng)的差異變化，其溫差會(huì)產(chǎn)生不同的變化。通過對油循環(huán)變壓器的應(yīng)用，可以進(jìn)一步的提升測量的研究性。在當(dāng)下線圈溫度監(jiān)視模塊中，其線圈的頂層油溫比40攝氏度低，就說明此油溫可以控制。目前運(yùn)行中不直接監(jiān)視線圈溫度，因而掌握這類溫差規(guī)律對嚴(yán)格控制油溫更為有利。如前所述，造成變壓器固體絕緣材料老化與變壓器油劣化的原因基本上是一致的，而且兩者往往是互相牽制，互相影響的。

為了更好的進(jìn)行變壓器的絕緣，進(jìn)行變壓器油的耐電強(qiáng)度的提升是必要的，進(jìn)行油的老化及受潮的情況，保證其耐電強(qiáng)度的提升。在設(shè)計(jì)過程中，進(jìn)行油的各項(xiàng)性能的分析是必要的，這也需要考慮其他模塊的相融性，進(jìn)行較高溫度下的油劣化情況的分析，進(jìn)行一系列的防劣化工作的開展。一般線圈周圍的油溫高于頂層油溫，此溫差隨冷卻系統(tǒng)而不同，加強(qiáng)油循環(huán)變壓器，據(jù)一些測量結(jié)果表明：不少變壓器在線圈平均溫升達(dá)65℃時(shí)，頂層油溫升低于40℃，目前運(yùn)行中不直接監(jiān)視線圈溫度，因而掌握這類溫差規(guī)律對嚴(yán)格控制油溫更為有利。

通過對抗氧化劑的穩(wěn)定油質(zhì)的應(yīng)用，更有利于提升變壓器的運(yùn)作效益。這就需要進(jìn)行裝虹吸器的應(yīng)用，進(jìn)行充分的充氮?dú)獗Ｗo(hù)，積極做好相關(guān)的隔膜保護(hù)，保證變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行，保證一系列的絕緣監(jiān)視的優(yōu)化，從而提升變壓器運(yùn)作的安全性，這就需要進(jìn)行一系列的絕緣監(jiān)視工作的開展，保證一系列的預(yù)防工作。能及時(shí)反應(yīng)變壓器絕緣的突發(fā)性問題及油溫變化情況，同時(shí)變壓器采用了避雷器保護(hù)。

3 結(jié)束語

隨著變壓器測試技術(shù)的發(fā)展，近年來又開展了局部放電測試工作以及色譜分析檢查變壓器早期故障的工作，這對及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣隱患，防止變壓器事故的發(fā)生和擴(kuò)大有明顯的效果。