影響變壓器絕緣性能的主要因素

在變壓器運(yùn)行過程中，影響變壓器絕緣性能的主要因素是溫度、濕度、油保護(hù)方法和過電壓效應(yīng)。因此，將這些因素控制在合理的范圍內(nèi)，是保證變壓器安全使用的關(guān)鍵要素。

　　1、溫度的影響

　　電力變壓器采用油紙絕緣，油紙中的水分在不同溫度下具有不同的平衡曲線。一般情況下，當(dāng)溫度升高時(shí)，紙中的水分會(huì)沉淀到水池中；否則，紙張會(huì)從油中吸收水分。因此，溫度越高，變壓器中絕緣油的含水量越大；反之，含水量小。

　　當(dāng)溫度不同時(shí)，伴隨氣體產(chǎn)生的纖維素的溶解和斷鏈程度不同。在一定溫度下，CO和CO2的產(chǎn)率是恒定的，即油中CO和CO2的含氣量與時(shí)間呈線性關(guān)系。隨著溫度的不斷升高，CO 和 CO 的生成速率呈指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。由此可見，油中co和CO的含量與絕緣紙的熱老化直接相關(guān)，含量變化可以作為判斷密封變壓器中紙層是否異常的標(biāo)準(zhǔn)之一。

　　變壓器的壽命取決于絕緣的老化程度，而老化程度又取決于工作溫度。在額定負(fù)載下，油浸式變壓器繞組平均溫度升至65℃，最高溫度升至78℃。如果平均環(huán)境溫度為20°C，則最熱點(diǎn)溫度為98°C；在這個(gè)溫度下，變壓器可以運(yùn)行20- 30年，如果變壓器過載，溫度會(huì)升高，從而縮短壽命。

　　國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）認(rèn)為，絕緣變壓器在80 ～140℃的溫度范圍內(nèi)，溫度每升高6℃ ，變壓器絕緣的有效壽命將加倍。這是6°C規(guī)則，它說明了熱量的局限性。它比過去接受的 8°C 規(guī)則更嚴(yán)格。

　　2、濕度的影響

　　水分的存在加速了紙纖維素的降解。因此，CO和CO2的產(chǎn)生也與纖維素材料的水分含量有關(guān)。當(dāng)濕度恒定時(shí)，含水量越高，二氧化碳分解越多。相反，水含量越低，CO分解越多。

　　絕緣油中的微量水分是影響絕緣性能的重要因素之一。絕緣油中微量水分的存在對(duì)絕緣介質(zhì)的電氣和物理化學(xué)性能有很大的危害。水分會(huì)降低絕緣油的火花放電電壓，增加介質(zhì)損耗因數(shù)tg8，促進(jìn)絕緣油老化，使絕緣性能變差。設(shè)備受潮不僅會(huì)降低電力設(shè)備的運(yùn)行可靠性和使用壽命，還會(huì)造成設(shè)備損壞，甚至危及人身安全。

　　3、防油方式的影響

　　變壓器油中氧的作用加速了絕緣分解反應(yīng)，氧的含量與油的保護(hù)方式有關(guān)。另外，不同的水池對(duì)CO和CO2在油中溶解和擴(kuò)散的方式也不同。例如，CO的溶解量小，開式變壓器CO很容易擴(kuò)散到油面空間中。因此，開式變壓器中CO的體積分?jǐn)?shù)一般不超過300x10-6。對(duì)于密封變壓器，由于油面與空氣絕緣，CO和CO2不易揮發(fā)，因此含量較高。

　　4、過電壓的影響

　　(1) 瞬態(tài)過電壓的影響

　　三相變壓器正常運(yùn)行產(chǎn)生的相對(duì)地電壓為相電壓的58% ，但發(fā)生單相故障時(shí)，中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的主絕緣電壓增加30 % ，中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的主絕緣電壓增加73%。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，可能損壞絕緣。

　　(2) 雷電過電壓的影響

　　由于雷電過電壓波陡峭，縱向絕緣（匝間、平行、絕緣）上的電壓分布很不均勻，可能在絕緣上留下放電痕跡，從而破壞固體絕緣。

　　(3) 工作過電壓的影響

　　由于工作過電壓頭比較平滑，電壓分布近似線性。當(dāng)工作過電壓波從一個(gè)繞組轉(zhuǎn)移到另一個(gè)繞組時(shí)，它與兩個(gè)繞組之間的匝數(shù)大致成正比，這很可能導(dǎo)致主絕緣或相間絕緣劣化和損壞。

　　5、短路電動(dòng)勢(shì)的影響

　　出線短路時(shí)的電動(dòng)勢(shì)會(huì)使變壓器繞組變形，使引出線移位，從而改變?cè)瓉?lái)的絕緣距離，使絕緣發(fā)熱，加速老化或損壞，引起放電、拉弧、短路故障。