試論露天煤礦變壓器常見故障及試驗方法

朱利興

【摘要】在露天煤礦變壓器運用中出現(xiàn)各種各樣的情況。特別是在重要的煤礦供電系統(tǒng)中，礦用變壓器是十分重要的電氣設(shè)備，它能夠直接影響到煤礦的生產(chǎn)情況，控制煤礦生產(chǎn)經(jīng)濟效益。在煤礦變壓器運行過程中，常見故障主要可以包括附件故障和鐵芯故障。如果變壓器在運行過程中出現(xiàn)問題，就要及時進行處理來保障煤礦安全平穩(wěn)生產(chǎn)。在電氣設(shè)備實際運行中，發(fā)現(xiàn)只有不斷地針對變壓器進行科學(xué)故障診斷和分析，才能找對策略，不斷提高變壓器維護效率，從而保障變壓器安全和穩(wěn)定運行。

【關(guān)鍵詞】露天煤礦；變壓器；故障處理

中圖分類號： TN14 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）04（b）-0000-00

一、露天煤礦的變壓器常見問題

在露天煤礦的供電系統(tǒng)中最常見的就是移動式變壓器，由于變壓器隨著生產(chǎn)的進行要經(jīng)常移設(shè)，那么我們在設(shè)備設(shè)計選擇初期，就要選擇具有整體滑橇、吊裝完善的變壓器，同時要求變壓器的密封性、抗震性達到經(jīng)常拖拽要求。在多年對露天礦變電站檢修運行分析中，得到變壓器的主體故障類型劃分，可分為以下三種：附件故障、繞組故障和常見的鐵芯故障。

（1） 繞組故障的成因

在一般情況下，繞組故障的表現(xiàn)主要是繞組松動和繞組短路，繞組作為變壓器的重要組成部分，它的故障能夠直接影響到變壓器的運行，帶來設(shè)備損壞，對露天煤礦生產(chǎn)造成影響。而造成繞組故障的最主要原因就在于：

一是因為繞組出現(xiàn)受潮，而引起繞組局部放電，易造成匝間短路故障。對于匝間短路故障要及時的進行處理，可以避免因繞組局部放電而引起的匝間短路故障。第二，是因為有雜物進入到繞組內(nèi)，導(dǎo)致變壓器的溫度升高，引起設(shè)備的絕緣老化，降低設(shè)備使用壽命。第三，是因為有些變壓器繞組的制造質(zhì)量差，機械強度過低，直接破壞了繞組絕緣功能。

（2）鐵芯故障的原因

在露天煤礦變壓器的運行中，最能夠直接產(chǎn)生影響的就是鐵芯的質(zhì)量。鐵芯質(zhì)量的好壞可以直接決定變壓器是否能穩(wěn)定運行。但是，一般情況下，其運行過程中都會就出現(xiàn)變壓器鐵芯的多點接地和較為常見的短路故障問題。

鐵芯多點接地，一定程度上可能會出現(xiàn)環(huán)流方面的問題，嚴(yán)重的會導(dǎo)致變壓器局部溫度升高，并在長時間運行下導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)絕緣老化現(xiàn)象，引起鐵芯燒損問題，增大引起機電設(shè)備事故的發(fā)生。

（3）附件故障的原因

在一般情況下變壓器附件故障可以分為三種情況，有載分接開關(guān)故障、套管故障以及引線故障。

其中最重要的有載分接開關(guān)故障可能在變壓器頻繁的切換操作中出現(xiàn)，故障最常發(fā)生部位是動靜觸頭。該故障通常是受到絕緣物質(zhì)和高溫的影響，變壓器的動靜觸頭出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，觸頭接觸電阻增加，從而造成局部溫度升高現(xiàn)象。套管一般都連接著變壓器和箱外聯(lián)接引線，在一定程度上能夠引起變壓器繞組故障。

套管故障，一般原因為套管表面臟污吸收水分后，使絕緣電阻降低，其后果是容易發(fā)生閃給，造成跳閘。同時，閃絡(luò)也會損壞套管表面。臟污吸收水分后，導(dǎo)電性提高，不僅引起表面閃絡(luò)，還可能因泄漏電流增加，使絕緣套管發(fā)熱并造成瓷質(zhì)損壞，甚至擊穿。

由于引線是變壓器內(nèi)部繞組出線與外部接線的中間環(huán)節(jié)，其接頭通過焊接而成，引線外部加以絕緣包扎以防止短路和接觸不良，因而焊接質(zhì)量和絕緣情況直接影響到引線故障的發(fā)生。

二、露天煤礦變壓器故障試驗方法

通常情況下，在煤礦變壓器出現(xiàn)某些故障時，要及時采取相應(yīng)措施來處理，并對變壓器進行嚴(yán)格控制，找出產(chǎn)生故障的原因，從根本上對于問題進行處理和修復(fù)，這樣做可在一定程度上夠保證露天煤礦的變壓器安全可靠平穩(wěn)運行。變壓器出現(xiàn)故障時，一般的采取以下幾個方面進行判斷：

（1） 直觀法

采用直觀法能夠及時的在露天煤礦變壓器出現(xiàn)故障時進行控制和檢查，查看設(shè)備能否正常運行，并查出設(shè)備是否出現(xiàn)故障，找出具體故障位置。

（2） 采用絕緣電阻測試法

采用絕緣電阻測試，可能有效地檢查出變壓器絕緣整體受潮，部件表面受潮或臟污以及貫穿性的集中缺陷。一般對于變壓器進行準(zhǔn)確測量，測量的部位有低壓外殼和高壓低壓外殼、高壓和中壓。

在測定絕緣電阻的同時，對某些特定數(shù)值電阻進行測量，然后通過采取絕緣電阻實驗法的方式來進行檢查，檢查內(nèi)容包括，第一、檢查變壓器的分接開關(guān)各個位置接觸是否良好，以及分接開關(guān)的實際位置和指示位置是否保持一致。第二、檢查變壓器的引出線是否出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，以及變壓器的多股導(dǎo)線并繞的繞組是否有斷股現(xiàn)象。第三、重點檢查是繞組接頭的焊接質(zhì)量是否過關(guān)，以及繞組有無匝間短路的現(xiàn)象。

絕緣電阻測試法可以查出絕緣子破裂、引線靠殼、器身內(nèi)部有金屬接地、繞組圍裙嚴(yán)重老化、絕緣油嚴(yán)重受潮等缺陷。是檢查設(shè)備絕緣狀態(tài)最簡單和最基本的方法

（3） 泄漏電流試驗法

在變壓器故障處理方法中進行變壓器的泄漏電流測定中，必須確保外絕緣干凈，表面的污穢會很大成都影響試驗結(jié)果。泄漏電流試驗和絕緣電阻測試目的相似，只是泄露電流試驗的靈敏度較高。在一定情況下可以應(yīng)用這種方法判斷出變壓器套管是否密封良好，有無缺陷。

（4） 采取直流電阻試驗法

通常情況采取直流電阻試驗法，是通過一種小型直流電壓對存在高壓側(cè)線圈的直流電阻進行檢測，通過嚴(yán)格審核來判斷變壓器線圈以及引線連接是否正常。露天煤礦變壓器是否能夠順利運行。

（5） 空載試驗法的目的及要求

變壓器空載試驗，可測量變壓器的空載損耗和空載電流，驗證變壓器鐵芯的設(shè)計計算、工藝制造是否滿足技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)的要求，檢查變壓器鐵芯是否存在缺陷，如局部過熱、局部絕緣不良等。

另外，空載試驗應(yīng)在絕緣試驗合格的基礎(chǔ)上進行，被測變壓器的分接開關(guān)應(yīng)至于額定分接位置；當(dāng)用三相電源進行試驗時，要求三相電壓對稱平衡；試驗中若發(fā)現(xiàn)表針指示異常或被測變壓器有放電聲、異常響聲、冒煙、噴油等情況，應(yīng)立即停止試驗，斷開電源，檢查原因。

（6） 交流耐壓試驗法的運用

交流耐壓試驗是對電氣設(shè)備絕緣外加交流試驗電壓，該試驗電壓比設(shè)備的額定工作電壓要高，并持續(xù)一定的時間（一般為1min）。交流耐壓試驗是一種最符合電氣設(shè)備的實際運行條件的試驗，是避免發(fā)生絕緣事故的一項重要的手段。因此，交流耐壓試驗是各項絕緣試驗中具有決定性意義的試驗。在實際運行中對高壓線圈進行實驗時，需要正確對整體線路進行嚴(yán)格控制和合理的設(shè)計，才能達到交流耐壓的目的。

（7） 短路試驗法

變壓器的短路試驗法，可以發(fā)現(xiàn)變壓器各結(jié)構(gòu)件或油箱壁中由于漏磁通所引起的附加損耗過大和局部過熱、郵箱向該或套管法蘭等附件損耗過大和局部過熱、帶負(fù)載調(diào)壓的電抗繞組匝間短路、大型電力變壓器低壓繞組中并聯(lián)導(dǎo)線間短路或換位錯誤。

結(jié)束語：

伴隨著時代的不斷進步和高科技不斷發(fā)展，針對露天煤礦變壓器故障處理模式的設(shè)計也在不斷的創(chuàng)新，越來越符合當(dāng)代時代的要求。煤礦變壓器的運用可以說是煤礦供電系統(tǒng)組成部分的重中之重，其重要作用不言而喻，只有在實際操作中保障其運行的可靠和安全性，才能促使煤礦生產(chǎn)活動的順利實施。當(dāng)然，在露天煤礦變壓器中難免會有一些意外的發(fā)生，例如繞組故障、附件故障以及鐵芯故障等問題，這些問題的出現(xiàn)在一定程度已經(jīng)嚴(yán)重影響到煤礦生產(chǎn)的綜合效益。所以當(dāng)前的問題就是如何通過故障診斷方法來進行故障處理。用而言之，只有我們不斷創(chuàng)新科技，以此來提高變壓器故障處理的技術(shù)水平，才能保證露天煤礦變壓器的安全可靠的使用，才能推動煤礦作業(yè)的順利發(fā)展。

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