干式變壓器本體故障主要有哪幾類?什么原因造成的?
干式變壓器本體故障主要有哪幾類?什么原因造成的?
變壓器本體故障主要包含放電性故障和過(guò)熱性故障兩大類。
我們這篇文章主要節(jié)將的是方典型故障導(dǎo)致的原因,后面我們還會(huì)有一篇文章講解另一種情況。
放電性故障根據(jù)其放電的能量密度的大小,通常分為局部放電故障、火花放電故障和高能量放電故障三種類型。
放電對(duì)絕緣有兩種破壞作用:一種是由于放電質(zhì)點(diǎn)直接轟擊絕緣,使局部絕緣受到破壞并逐步擴(kuò)大,使絕緣擊穿;
另一種是放電產(chǎn)生的熱、臭氧、氧化氮等活性氣體的化學(xué)作用,使局部絕緣受到腐蝕,介質(zhì)損耗增大,最后導(dǎo)致熱擊穿。
過(guò)熱性故障通?梢苑譃殡娐愤^(guò)熱故障、磁路過(guò)熱故障以及附件過(guò)熱故障。常規(guī)的過(guò)熱性故障發(fā)展較為緩慢,一般可以通過(guò)色譜分析來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)。
一、放電性故障局部放電故障剛開(kāi)始時(shí)是一種低能量的放電。變壓器內(nèi)部出現(xiàn)這種放電時(shí),情況比較復(fù)雜。局部放電根據(jù)絕緣介質(zhì)的不同,分為氣泡局部放電和油中局部放電;根據(jù)據(jù)絕緣部位來(lái)分,有固體絕緣中空穴、電極尖端、油角間隙、油與絕緣紙板中的油隙和油中沿固體絕緣表面等處的局部放電。發(fā)生局部放電時(shí),由于放電能量不同其產(chǎn)生的故障氣體會(huì)有所不同。如如放電能量密度在10"C以下時(shí),一般總烴不高,主要成分是氫氣,其次是甲烷,氫氣占?xì)錈N總量的80%90%:當(dāng)放電能量密度繼纮增加時(shí),則氫氣相應(yīng)降低,而出現(xiàn)乙炔,但乙炔這時(shí)在總烴中所占的比例通常不到2%。這是局部放電區(qū)別于其他放電現(xiàn)象的主要標(biāo)志。
發(fā)生火花放電故障時(shí)放電能量密度一般大于10-°C.的數(shù)量級(jí)。有可能因懸浮電位或油中雜質(zhì)引發(fā)火花放電。變壓器中某些金屬部件有時(shí)會(huì)產(chǎn)生懸浮電位,具有懸浮電位的物體附近的場(chǎng)強(qiáng)較集中,往往會(huì)逐漸燒壞周圍固體介質(zhì)或使之炭化,也會(huì)使絕緣油在懸浮電位作用下分解出大量特征氣體,從而使絕緣油色譜分析異常。懸浮電位引發(fā)的火花放電可能發(fā)生于變壓器內(nèi)處于高電位的金屬部件,如調(diào)壓繞組;如有載分接開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換極性時(shí)的短暫電位懸浮,套管均壓球和無(wú)載分接開(kāi)關(guān)拔釵等產(chǎn)生的電位懸浮,處于地電位的部件,如硅鋼片磁屏蔽和各種緊固用金屬螺栓等,與地的連接松動(dòng)脫落,導(dǎo)致懸浮電位從而引發(fā)火花放電。變壓器高壓套管端部接觸不良,也會(huì)形成懸浮電位而引起火花放電。
變壓器發(fā)生火花放電故障的另一主要原因是油中雜質(zhì)的影響。雜質(zhì)由水分、纖維質(zhì)(主要是受潮的纖維)等構(gòu)構(gòu)成。水的介電常數(shù)約為變壓器油的40倍,在電場(chǎng)中,雜質(zhì)首先極化,被吸引向電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)的地方,即電極附近,并按電力線方向排列會(huì)睛變油中的電場(chǎng)。因?yàn)槔w維的介電常數(shù)大,使纖維端部油中的電場(chǎng)加強(qiáng),于是放電首先從這部分油中開(kāi)始發(fā)生和發(fā)股,油在高場(chǎng)強(qiáng)下游離而分解出氣體,使氣泡增大,游離又增強(qiáng)。而后逐漸發(fā)展,使整個(gè)油間隙在氣體通道中發(fā)生火花放電。所以,火花放電可能在較低的電壓下發(fā)生。一般來(lái)說(shuō)火花放電不致很快引起絕緣擊穿,主要反映在油色譜分析異常、局部放電量增加或輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作,比較容易被發(fā)現(xiàn)和處理,但對(duì)其發(fā)展程度應(yīng)引起足夠的認(rèn)識(shí)和注意。
變壓器電弧放電是高能量放電,常導(dǎo)致繞組匝層間絕緣擊穿為多見(jiàn),其次為造成引線斷裂或?qū)Φ亻W絡(luò)和分接開(kāi)關(guān)飛弧等故障。電弧放電故障由于放電能量密度大,產(chǎn)氣急劇,能使絕緣紙穿孔、燒焦或炭化,使金屬材料變形或熔化燒毀,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備燒損,甚至發(fā)生爆炸事故。這種事故一般事先難以預(yù)測(cè),也無(wú)明顯預(yù)兆,常以突發(fā)的形式暴露出來(lái)。出現(xiàn)電弧放電故障后,氣體繼電器中的H2和CH2等組分常高達(dá)幾千千以L/L,變器油亦被炭化而變黑。油中特征氣體的主要成分是H1和C2H2,其次C2H和CH4。當(dāng)放電故障涉及固體絕緣時(shí),除了產(chǎn)生上述氣體外還會(huì)產(chǎn)生CO和CO2。
綜上所述,三種種放電的形式既有區(qū)別又有一定的聯(lián)系,區(qū)別是指放電能級(jí)和產(chǎn)氣組分,聯(lián)系是指局部放電是其他兩種放電的前兆,而后者又是前者發(fā)展后的一種必然結(jié)果。
由于變壓器內(nèi)出現(xiàn)的故障,常處于逐步發(fā)展的狀態(tài),同時(shí)大多不是單一類型的故障,往往是一種類型仹隨著另一種類型,或幾種類型同時(shí)出現(xiàn),因此,更需要認(rèn)真分析.具們體對(duì)待。