电力变压器内部故障类型分析

窦义伟

摘要：近几十年来国家电力系统的持续发展成长已经形成了一套完整的电力供给体系，变压器作为电力系统中关键性的部分,其平稳可靠地运行可以极大程度的保障电力供给系统的安全性。一旦变压器发生故障或者错误使用,不仅损伤设备影响居民供电安全,甚至还会引发一些严重的经济损失甚至人身安全问题。由此来看，保障变压器的安全运作是十分必要的。因为变压器内部故障形式多种多样，会对设备造成各种不同程度的影响，所以本文主要进行梳理电力变压器的各种内部故障类型,分析故障的起因和故障的类型判断方法。

关键词：变压器；内部故障；放电故障；过热故障

引言

目前,伴随着我们的日常生活和工作对电的需求越来越大,也是对我国电力系统能否能稳定、安全、可靠的运行提出了越来越高的质量要求。变压器对电力系统有着十分重要的作用，一旦变压器出现故障，将会同时影响居民日常生活、工作学习,公共设施的使用维护,以及还会对个人甚至是企业和国家带来各种不同程度的经济损失。关于变压器的内部故障，根据故障的不同类型，不同性质,其故障类型可大致分为放电故障与过热故障这两大类型。因此，相关工作检修人员对故障变压器做出及时的判断,根据故障的类型及实时情况，进行及时、可靠、科学的修复工作,从而在防止发生安全事故的发生，确保电力供给系统安全运行。

一、电力变压器的简述

1.1变压器的组成

变压器主要是利用电磁感应原理工作的，它主要由初级线圈和次级线圈、铁芯、散热器、瓦斯继电器、油枕等组成。次级线圈在初级线圈外边。当初级线圈通上交流电时，变压器铁芯产生交变磁场，次级线圈就产生感应电动势。

1.2变压器的重要地位

变压器作为电力系统中的重要组成部分,不仅可以改变电流交流电压，而且还可以改变阻抗、改变相位等。所以，在利用变压器时，控制电能的升压与降压还能通过提高电力系统的电压,有效的降低送电损失，提高电能转化效率。

二、变压器内部故障类型

变压器内部故障包括了放电故障和过热故障这两个方面。其中，变压器故障变压器主要是因为变压器油和内部零件在冷热不均,气候干燥电磁场覆盖的环境之下产生的湿式氧化，风化氧化在内的各种物理化学反应产生诸如氢气（H2）在内的二氧化碳(二氧化碳)、CO(一氧化碳)等各种气体，气体被变压器油吸收。在遭受到加热、雷电等外界影响,就会产生大量的内能,造成变压器的故障。

2.1变压器的内部故障类型

根据变压器内部故障放电量的大小，将变压器的内部故障分为电弧放电故障、火花放电故障、局部放电故障等。

2.1.1电弧放电故障

电弧放电故障是变压器各部分在一定电压下发生的一种传导现象,由电子、离子等气态带电粒子形成通路进行传导维持。这种故障最显著的表现是明亮的电弧柱和电极斑点,经常伴有大量气体,气体短时间内没有溶解和消散,导致气体不断积压聚集,气压持续上升,因此，变压器内部的油会被迫的做出异常的运动,从而造成变压器内部故障。

2.1.2火花放电故障

火花放电故障是指当高压电源功率不太大时,高压电极之间的气体击穿。因为正电流和负电流之间存在较高的电位差时,就会产生放电现象。当气体被击穿时,它会从最好的绝缘体变成一个良性的导体,而电源自身的功率不够，导致突然猛烈增长的电流会让此时达到临界的电压会开始下降,于是放电情况就会被中断。直到电压恢复,它会再次放电,这种现象不停地重复所以这种故障是具有间歇性的特点的。与电弧放电故障对比,火花放电故障的特点是在发生故障的时候产生出来的能量较小,释放出来的烃总量较少。

2.1.3局部放电故障

局部放电故障是因为本来的原料之间出现可透气的裂缝或者原本具有导电性能的材料表面泛起尖角，这种情况下就会引起部位连接，这些部位中若是存在绝缘弱点，那么在电场突变或有外部施加电压的发生作用下绝缘弱点就会发生局部放电故障。跟着放电时间的不竭增长，局部放电会不断的成长、扩大，局部放电征象的存在会导致周围的绝缘原料受到差异水平的损坏，例如会被电流击穿甚至留下碳化的痕迹。目前,这种故障诊断的方式有很多,如脉冲诊断法、无线电诊断法、化学反应诊断法等等。

2.2变压器内部过热故障的类型

根据故障位置的差异性，将变压器内部过热故障分为引线过热故障、绕组过热故障、漏磁过热故障、铁芯多点接地过热故障、异物引起局部过热故障等。

2.2.1引线过热故障

引线过热故障一般出现在套管上，表现为包括有引线接头发烧、引线分流发烧、引线熔断等征象，分接开关、动触头、静触头接触不良也可能会导致引线磨损过热。

2.2.2绕组过热故障

绕组过热故障是变压器内部一种常见的过热故障,这种故障会导致包含机壳带电、绕组短路过热、导线过热引发的各种问题（导线褪色、导线变色、导线焦糊味）等情况，严重时会致使变压器无法正常运行，另外，绕组材料本身质量不好,还可能引起过热。

2.2.3漏磁过热故障

磁泄漏是由于大型变压器过热故障变压器的主磁通和漏磁通在绕组的涡流损耗引起的空气变化复杂的分布是不均匀的径向方向,并在绕组端达到最大值,在大容量变压器,漏磁引起的高密度、杂散损耗形成非常大,这种情况下产生漏磁过热故障会对机体内部造成损伤。

2.2.4铁芯多点接地过热故障

铁芯过热故障会导致,过热造成的温度升高，导致变压器油分解和油中溶解气体,导致变压器油能降低；铁芯之间的绝缘层会脱落,铁芯会局部过热,使铁芯耗损增长乃至烧毁。绝缘油纸不断老化。

2.2.5异物引起局部过热故障

当异物进入机电变压器引起变压器发生变压器内部局部过热故障，如受潮，变压器在查验或组装时内部夹层中卡有异物,绝缘材料表面的孔隙渗入液体,加速固体绝缘材料的老化,使放电发热并产生氢气（H2）。同时,电解水很容易与铁的部分发生反应,产生更多的氢,造成电机变压器的故障。不仅会引发变压器内部积压的气压过大，而且会因为异物在变压器里形成气旋环流而引起局部过热。此外，变压器冷却装置受到破坏或是淤泥堵塞、油路堵塞这样的情况下都可能引起变压器过热。

三、变压器故障成因

3.1变压器内部故障成因

由于变压器内部故障包括了电弧放电故障、火花放电故障、局部放电故障这三种类型，并且其故障产生原因也各有差异。电弧放电故障主要是因为分接开关处的飞弧接触不良、引线断裂等因素造成；火花放电故障主要是因为围屏纸板的夹层盘电、铁芯接触不良等因素造成；局部放电故障主要是因为高压电气设备的绝缘内部有缝隙的出现，以及变压器内的油中含有水分和杂志等因素造成。

3.2变压器内部过热故障成因

变压器在正常运行的情况下，其内部结构的温度升高主要是因为铁芯和绕组中的空载及负载造成的损耗，而这些损耗极容易转化为热量，而变压器内部的绝缘油、铁芯，以及绕组等部件都会同步升温，当温度达到一定数值之后，变压器就会被认定为内部过热。

四、结论

综上所述,变压器内部故障类型种类较多,不同类型故障的产生原因存在差异，表现出来的现象也有所不同。所以，对于变压器的内部故障的各种问题，相关检修人员一定要结合具体的实际运行情况,做到认真分析,结合故障检测诊断技术，并找出具体的针对性解决对策,这样才能保障变压器的正常、安全的运行。

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