淺析大型電力變壓器絕緣受潮的判斷及干燥方法

摘要：變壓器在制造過程中廠家規(guī)定了極為嚴格的脫水和干燥工藝，出廠前進行各項試驗及檢驗，達到規(guī)定要求，絕緣系統(tǒng)殘留水分極少。文章針對大型油浸式變壓器在出場運輸和安裝階段因各種原因容易出現(xiàn)的受潮現(xiàn)象，通過分析介紹變壓器受潮的原因，提出了對應(yīng)的處理辦法。

關(guān)鍵詞：大型電力變壓器；油浸式變壓器；絕緣受潮判斷；變壓器干燥；絕緣性能 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM407 文章編號：1009-2374（2015）10-0153-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0927

1 變壓器受潮分析

第一，變壓器在制造過程中廠家規(guī)定了極為嚴格的脫水和干燥工藝，出廠前進行各項試驗及檢驗，達到規(guī)定要求，絕緣系統(tǒng)殘留水分極少。

第二，運輸過程中，陰雨天氣及運輸過程的碰撞或摩擦保護措施影響，導(dǎo)致變壓器箱體儲油系統(tǒng)、配套附件密封不嚴，產(chǎn)生滲漏造成外界水分進入或變壓器油吸收潮氣，導(dǎo)致絕緣降低。

第三，現(xiàn)場安裝檢驗時打開封蓋或者進行變壓器吊心檢查試驗，由于器身在空氣中停留時間較長或現(xiàn)場濕度較高，直接吸入空氣中水分。油箱、蓋板、套管油測表面等接觸空氣時能凝聚濕氣，安裝后帶入變壓器器身內(nèi)。配套系統(tǒng)附件密封及現(xiàn)場施焊接管道也可能產(chǎn)生進水或吸進潮濕空氣，特別是對于強制油循環(huán)冷卻系統(tǒng)，油泵本體膠墊密封不嚴，變壓器油極易吸潮（如圖1），直接影響絕緣。

圖1 空氣濕度與油中水分關(guān)系圖

2 變壓器絕緣受潮的判斷

第一，在進行變壓器試驗時，絕緣性能實驗項目通常是檢測變壓器的絕緣電阻，由此可發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷，特別是在檢測絕緣系統(tǒng)受潮、變壓器油質(zhì)合格上比較好，絕緣電阻的合格情況是決定進行后續(xù)耐壓試驗和可否投運的主要依據(jù)。進行實驗時，環(huán)境溫度和被試變壓器溫度一般應(yīng)在10℃以上。

第二，繞組絕緣電阻測試時，主要進行各繞組之間及它們對地之間的絕緣。測量時，應(yīng)按照規(guī)范要求進行，通常使被測量繞組引線短路，其他側(cè)繞組接地。這樣可以測出繞組對地和對其他繞組的絕緣，同時可以避免繞組中剩余電荷產(chǎn)生的誤差，試驗順序見表1：

測量時還應(yīng)注意變壓器本身因素產(chǎn)生的影響：（1）新安裝運行的變壓器，考慮到油中可能存在氣體，因此在測量時應(yīng)充油靜置一段時間后再進行；（2）測量時應(yīng)采用大容量的兆歐表；（3）每次測量后要充分進行放電，避免因殘余電荷影響造成誤差，通常按大型變壓器5min，小型變壓器2min放電時間考慮；（4）測量應(yīng)選擇天氣較好時進行，空氣相對濕度不大于80%；（5）當測量溫度較高時應(yīng)進行換算，公式如下：R2=R1×1.5（t1-t2）/10（其中R1、R2分別為t1、t2時的絕緣電阻值），換算后的絕緣阻值，不應(yīng)低于制造試驗值的70%。

第三，對于大容量變壓器，由于油和絕緣紙（板）在良好和較差，計算出的吸收比較小，采用吸收比來判定比較困難，通過極化指數(shù)來判斷絕緣狀況相對較好。參照電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程，當變壓器的吸收比不低于1.3或極化指數(shù)不低于1.5時，絕緣狀況為合格。

第四，變壓器繞組的介質(zhì)損耗來源于變壓器的主要絕緣材料，即變壓器油和絕緣紙介質(zhì)的損耗。但一般情況下時，油的介質(zhì)損耗因數(shù)變化不大，紙的介質(zhì)損耗因數(shù)變化明顯。通過測量繞組介質(zhì)損耗因數(shù)，可以求出絕緣紙中的含水量，來判斷絕緣是否受潮。

根據(jù)規(guī)范規(guī)定，在正常條件下，對于330kV及以上變壓器，其介質(zhì)損耗因數(shù)應(yīng)小于0.6%；35kV和220kV變壓器，其繞組的介質(zhì)損耗因數(shù)小于0.8%；35kV及以下變壓器，其繞組的介質(zhì)損耗因數(shù)小于1.5%。測量試驗時油介質(zhì)損耗因數(shù)油溫應(yīng)控制在50℃以下，且以變壓器頂部油的溫度為準，同時周圍環(huán)境溫差保持在規(guī)定溫度以內(nèi)。現(xiàn)場測試時如果紙中含水量超過4%的就需采取措施進行相應(yīng)的處理。

3 變壓器干燥

變壓器干燥的目的就是去除絕緣材料中的水分。由于變壓器器身除了鐵芯和繞組之外，幾乎全是各種固體絕緣材料，在變壓器生產(chǎn)運輸、現(xiàn)場安裝過程中可能會不斷地吸收周圍環(huán)境空氣中的水分或潮氣，在器身裝配之后，只有通過干燥，使絕緣材料脫水脫氣，才能發(fā)揮油浸紙質(zhì)絕緣介質(zhì)的優(yōu)越性，從而達到運行的絕緣要求，從而提高變壓器的使用可靠性，達到安全、經(jīng)濟運行的目的。

根據(jù)絕緣受潮程度和現(xiàn)場安裝施工條件，變壓器絕緣干燥處理一般經(jīng)常采用真空熱油循環(huán)和熱油噴淋等主要方法來進行。

3.1 真空熱油循環(huán)干燥法

對于新裝及器身絕緣表面受潮較輕的變壓器比較實用且施工現(xiàn)場操作方便。

在箱體內(nèi)，油位高于鐵芯狀態(tài)下，利用進油泵強行在濾油機加熱系統(tǒng)、抽真空排氣系統(tǒng)、變壓器器身之間循環(huán)。在經(jīng)過多次循環(huán)流動，加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量致使油溫升高，促使器身絕緣紙溫度隨之上升，在此過程中，絕緣紙中的水分會逐漸慢慢逸出進入油中，逐漸通過排氣系統(tǒng)被吸出。在整個熱油循環(huán)過程中變壓器油作為載體不斷將絕緣紙內(nèi)水分帶出，當器身溫度穩(wěn)定一段時間后，通過反復(fù)循環(huán)最后由潛油泵將箱內(nèi)變壓器油快速排除，油排盡后，通過真空泵對變壓器本體進行抽真空，被氣化的殘留水分被吸出。通過重復(fù)，達到理想的干燥效果。

3.2 熱油噴淋干燥法

熱油噴淋干燥法作為現(xiàn)場干燥方法運用也較普遍。對絕緣受潮嚴重的情況特別適用。而且現(xiàn)場施工工藝容易操作，簡單方便，耗用材料較少，比較經(jīng)濟且效果

明顯。

熱油噴淋干燥與前者有相似之處，變壓器油經(jīng)加熱系統(tǒng)加熱后，通過循環(huán)系統(tǒng)均勻地流到器身絕緣上，通過其產(chǎn)生的熱量及循環(huán)對器身絕緣進行預(yù)熱，當器身上升到一定溫度后，箱體內(nèi)被真空泵抽成真空，氣化后的水蒸發(fā)加快，通過排空系統(tǒng)將其抽出。干燥過程通過幾個循環(huán)后，持續(xù)真空度，抽至設(shè)備所允許的真空度，直至干燥結(jié)束。

4 預(yù)防性措施

第一，變壓器出廠至現(xiàn)場運輸過程中，應(yīng)先檢查好包裝，防止裝車時包裝紙（特別是塑料防潮紙）的破損，安裝上的附件的固定是否牢固、松動。運輸過程要及時檢查因道路狀況的磨損及外包裝是否碰撞、滑動。致使密封不嚴導(dǎo)致變壓器油滲漏或給水分進入產(chǎn)生通路，給絕緣受潮造成隱患。

第二，安裝時做好開箱檢查，特別是檢查是否漏油或附件損壞現(xiàn)象?，F(xiàn)場附屬設(shè)備安裝后也應(yīng)做好相應(yīng)檢查工作。

第三，變壓器試驗時選擇天氣狀況及濕度是否達到要求，提前做好準備工作，吊心時盡量縮短檢查時間，減少器身絕緣在空氣中的暴露時間，防止水分直接進入和降低吸潮程度。

5 結(jié)語

根據(jù)絕緣阻值、吸收比和介質(zhì)損耗因數(shù)等，通過綜合分析判斷絕緣程度，采取一定的干燥措施使變壓器達到安全運行的條件，這就要求專業(yè)施工人員及運行管理人員掌握了解變壓器受潮原因及過程，采取相應(yīng)措施做好監(jiān)督管理檢查工作，杜絕安全隱患，確保電力系統(tǒng)的安全可靠運行。

參考文獻

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[2] 黃劍威.油浸變壓器絕緣故障及原因分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2007，（10）.

作者簡介：馬春正（1973-），男，陜西大荔人，陜西建工安裝集團有限公司第三工程公司經(jīng)理助理，工程科科長，研究方向：電氣技術(shù)。

（責任編輯：蔣建華）