李志偉
一、變壓器線圈損壞的原因分析
1.絕緣性能不佳
(1)變壓器電流激增,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,以及我國電網(wǎng)改造的深入,人均用電量有了很大程度的增加,但是由于部分低壓線路維護不到位,導致發(fā)生過負荷與短路的可能性大大增加,致使變壓器的電流超過額定功率數(shù)倍,過大的電流導致繞組受到電磁力矩較大影響發(fā)生變形。由于電流的增大,使得配電變壓器的線圈溫度升高,導致絕緣老化迅速,呈片狀脫落,使得線體外露,造成短路,損壞變壓器。
(2)繞組絕緣受潮,出現(xiàn)繞組絕緣受潮的主要原因是絕緣優(yōu)質(zhì)不佳或油面降低導致。導致繞組絕緣受潮絕緣降低原因如下:變壓器未投入使用前,潮濕氣體侵入使得絕緣受潮或變壓器工作工程中處于潮濕,多雨地區(qū),導致濕度過高,引發(fā)繞組絕緣受潮;變壓器運輸存儲過程中維護不得當,導致水分以及雜質(zhì)或油污進入油中,致使絕緣強度降低;變壓器廠內(nèi)制造過程中,繞組內(nèi)層侵漆不徹底,以及侵漆干燥不徹底,繞組引線接頭不良、絕緣不完整等,導致匝間、層間出現(xiàn)短路。如果配電變壓器損壞發(fā)生在一側(cè),其主要原因是匝間、層間短路或繞組對地,使用年限過長導致絕緣自然老化,失去絕緣效果;絕緣老化或油面降低,使用年限較長的變壓器,由于各種原因?qū)е掠兔娼档?,空氣侵入絕緣油過多,降低絕緣強度。當絕緣降低到一定程度時,即出現(xiàn)短路現(xiàn)象。
2.無載調(diào)壓開關(guān)
(1)分接開關(guān)受潮,變壓器中的套管、分接開關(guān)、端蓋、油閥部位漏油,導致分接開關(guān)暴露在空氣中,受到潮氣侵蝕。變壓器的游標指示在油枕中部,并且變壓器箱體到油枕的輸油管口高出油枕2.5cm以上,變壓器運行過程中產(chǎn)生氣體受熱后產(chǎn)生油焦物質(zhì),這些物質(zhì)會引起游標呼吸孔堵塞,致使油留在指示標內(nèi)。由于油標呼吸孔堵塞,導致變壓器負荷以及溫度變化時,油標油位不變,導致加油不及時。裸露分接開關(guān)絕緣受潮,絕緣性能降低,產(chǎn)生放電短路,致使變壓器燒毀。
(2)高溫過熱,變壓器油主要是對繞組起到絕緣,散熱,防潮作用。變壓器中的油溫過高,會直接導致變壓器無法正常運行以及變壓器使用壽命減低,正常的變壓器分接開關(guān),應(yīng)當長期處于常溫的油中,但是一些偏遠山區(qū)農(nóng)村的輸電線路過長,使得電壓降低過大,分接開關(guān)長期處于負荷狀態(tài)運行,溫度過高導致分接開關(guān)出頭出現(xiàn)碳膜以及油垢,觸發(fā)頭發(fā)熱后又導致彈簧壓力降低,特別是對觸環(huán)中彈簧,由于其材料與制造工藝較差,彈性降低加快或出現(xiàn)零件變形現(xiàn)象,分接開關(guān)的引線頭以及接線螺絲松動,處理過后也可能出現(xiàn)導電位接觸不良,接觸電阻過大,產(chǎn)生高熱量以及電弧燒傷。同時電弧產(chǎn)生的大量氣體,分解出具有導電能力的物質(zhì),夾雜在套管,繞組層間、匝間,引起短路現(xiàn)象。
二、變壓器線圈絕緣處理的具體措施
1.合理選擇絕緣材料
(1)漆包線,漆包線在繞制線組、整形、嵌線、浸烘等過程中,將是承受機械力,熱與化學作用,因此漆包線要具有非常好的涂覆層,并且能滿足附著力強、柔軟、耐繞曲性好,并且要具有一定的耐磨和彈性。同時漆膜還應(yīng)該具有足夠的電氣性能、耐熱性能與溶劑性,同時不能對導體產(chǎn)生腐蝕性。一般的B及要求的變壓器可選擇QZ,聚酯漆膜包線。它具有較高的耐熱、耐摩擦、耐電壓以及耐軟化擊穿特點,可根據(jù)變壓器具體要求選擇涂漆層厚度不同的QZ-1與QZ-2。
(2)絕緣層材料,變壓器的層間以及組間需要加墊絕緣材料進行絕緣,同時引線接頭以及引出線等部位也要進行絕緣處理,目前采用的絕緣材料有以下幾種:1聚酯薄膜,由于這種漆具有較高的抗張強度,較高的絕緣電阻以及擊穿電壓、熔點高等優(yōu)點,使得聚酯薄膜在現(xiàn)代應(yīng)用越來越廣,其厚度為0.1mm以內(nèi),對0.05mm厚度聚酯薄膜進行測試,采用1000V兆歐表進行測試,其絕緣電阻大于2000M?,擊穿電壓可達6KV。2聚酰亞胺薄膜,其具備耐高溫以及低溫,電氣性優(yōu)異,低電介損耗,高介電強度,同時具有良好的機械物理化學性能等諸多優(yōu)點,但其成本過高,致使普通變壓器不選用此材料。3黃漆綢,可作線圈層及組間的絕緣材料,該材料浸油性絕緣漆,然后經(jīng)過固化處理,可具有良好的電氣性柔軟性、耐油性,不用膠帶粘結(jié)對于骨架無擋板變壓器線圈不易脫落,但其成本很高,已經(jīng)逐漸被新材料代替。
同時根據(jù)現(xiàn)場要求,變壓器引出線不能暴露空氣中,所以可采用:熱縮管,玻璃絲套管,有機硅管進行絕緣處理,以上材料經(jīng)試驗都可以承受5KV擊穿電壓。
2.優(yōu)化絕緣工藝
變壓器的絕緣處理中一個很重要的環(huán)節(jié)-浸漬絕緣漆,浸漆分為常壓浸漆與真空浸漆。浸漬漆又分為有溶劑與無溶劑兩大類。
1032浸漬漆是由醇酸樹脂,丁醇改性三聚氰胺樹脂組成,其溶劑一般為甲苯。1032浸漬漆具有耐潮,耐油,內(nèi)干性好,漆膜硬度高,機械強度好等特點,其真空浸漬過程為:1將變壓器線圈放入浸漆容器中,放入烘缸進行預烘,然后真空去濕,真空度要達到0.09。2將預先配置好的1032浸漬漆注入缸內(nèi)進行浸漆。3開啟真空泵,真空度為0.08時關(guān)閉真空泵進行回漆。4進行滴漆1小時。5開啟真空泵,當真空度達到0.08,關(guān)閉真空泵,直到真空表為0。6進行二甲苯清洗,回二甲苯,開啟真空泵,真空度為0.08時關(guān)閉真空泵,待真空表指針為0。7進行第一次烘干,保持溫度80℃,開啟真空泵,真空度0.09時關(guān)閉真空泵。8二次烘干,溫度保持在100℃,開啟真空泵,真空度0.09時關(guān)閉真空泵。9三次烘干,溫度保持在120℃,持續(xù)12小時,關(guān)閉加熱器,缸內(nèi)溫度下降到80℃即可出爐。
三、結(jié)語
綜上所述,嚴重的負荷可導致變壓器溫度過高,造成線圈以及絕緣變脆老化,同時產(chǎn)生絕緣片狀脫落現(xiàn)象,導致匝間,層間短路。而變壓器過熱使得油中產(chǎn)生氣體焦化、炭化導致線圈以及鐵芯產(chǎn)生覆蓋,影響散熱,使得變壓器越來越熱,惡性循環(huán)。隨著新材料以及新的工藝水平的發(fā)展,各種新型材料不斷出現(xiàn),以及產(chǎn)品性能的不斷提高,工藝流程的完善,將會使得變壓器線圈絕緣得到有效處理。慎重的選擇材料,提高絕緣水平性能,有效減少變壓器使用過程中故障發(fā)生率。
參考文獻:
[1] 丁斯婧.變壓器繞組固體絕緣老化評估及壽命分析[J].科技信息,2012,(32):385-386.
[2] 林富其.采用電流加熱法干燥變壓器絕緣[J].電工科技,2013,(1):34-36.