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截至八三年年末統(tǒng)計(jì)，我縣有配電變壓器2350臺(tái)，總?cè)萘繛?26300干伏安。搞好配電變壓器的運(yùn)行維護(hù)，分析配電變壓器的故障和損壞原因，采取相應(yīng)的對(duì)策，這是擺在我們面前的一個(gè)十分重要的課題。
一、我縣配電變壓器的損壞情況和運(yùn)行現(xiàn)狀
(一)、我縣配電變壓器的損壞情況
根據(jù)一九八三年蓋州和熊岳兩個(gè)農(nóng)電試修所的不完全統(tǒng)計(jì)，全年因各種原因而交接修理的配電變壓器有210臺(tái)。其中因線圈受潮絕阻不合格的有86臺(tái)。外力破壞打碎套管的有13臺(tái)其余川臺(tái)則是由于各種缺陷。隱患而遭到損壞的。損壞率為每百臺(tái)5.3次按損壞原因可分下列各種情況：
1、因缺油、油中含有水份、雜質(zhì)，使線圈絕緣受潮和油耐壓強(qiáng)度降低而損壞的有44臺(tái)，占總損壞臺(tái)數(shù)的39.6%;
2、因累計(jì)過(guò)負(fù)荷，溫升超過(guò)規(guī)定值，使絕緣介質(zhì)變脆老化，變壓器油過(guò)熱分解而損壞的有19臺(tái)，占總損壞數(shù)的17。1%;
5、因過(guò)載、短路時(shí)，一、二次沒(méi)有安裝合格的熔絲，失去保護(hù)而損壞的有7臺(tái)，占總損壞臺(tái)數(shù)的6.3%;
配電變壓器的損壞，不僅造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且，有的還造成了重大觸電傷亡事故。我縣在這方面的教訓(xùn)是慘痛的。
為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電變壓器存在的缺陷，自今年三月份開始，我局安排了蓋州、熊岳兩個(gè)試修所，對(duì)全縣各農(nóng)村用戶配電變壓器著手進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，有相當(dāng)數(shù)量的一部分配電變壓器是帶病運(yùn)行的。例如，僅就蓋州試修所現(xiàn)已試驗(yàn)完的535臺(tái)的情況來(lái)看，其中缺油的有105臺(tái)，占試驗(yàn)總數(shù)的19.6%，油耐壓合格的有38臺(tái)，占試驗(yàn)總合數(shù)的7.1%;不合格的有50臺(tái)，占試驗(yàn)總臺(tái)數(shù)的9。3%;交流耐壓不合格的有30臺(tái)，占試驗(yàn)總臺(tái)數(shù)的5.6%。
二、配電變壓器損壞原因分析
經(jīng)驗(yàn)證明，配電變壓器內(nèi)損壞，不管程度如何，大都是絕緣結(jié)構(gòu)、絕緣介質(zhì)(電纜紙、變壓器油等)在很多因素(如溫度、電氣、化學(xué)和機(jī)械等，的作用下，而遭到損壞的。
溫度是配電變壓器運(yùn)行中最常遭到因素。它是由介質(zhì)損失和變壓器的銅鐵損而引起的。除正常運(yùn)行溫度外，還會(huì)碰到過(guò)載和短路時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電流引起的溫度驟升(短路時(shí)短路電流達(dá)到額定電流的25~30倍。因而，銅損將達(dá)到額定電流時(shí)幾百倍，使繞組溫度上升非常迅速)。
變壓器的固體絕緣介質(zhì)在溫度作用下，將會(huì)失去水份、變脆、機(jī)械強(qiáng)度下降。若溫度持續(xù)上升，使發(fā)熱量不斷增加，形成惡性循環(huán)使絕緣介質(zhì)進(jìn)一步燒熔、燒裂、燒焦，直至完全破壞。這就是所謂的熱擊穿。發(fā)生熱擊穿的時(shí)間較慢，一般要經(jīng)歷數(shù)小時(shí)的時(shí)間。但當(dāng)突發(fā)短路時(shí)，所經(jīng)歷的時(shí)間比較短，當(dāng)有適合的保護(hù)時(shí)，不會(huì)發(fā)生熱擊穿。如果我們以繞組溫度達(dá)到250℃不燒毀為限，所需時(shí)間為：
式中：ZK一變壓器漏阻抗標(biāo)么值，
jcp一變壓器平均電流密度。
如果取ZK=0.055， jcp=3.0A/mm2
(設(shè)為銅導(dǎo)線)，則
t≈2·5 秒
根據(jù)熔絲的安一秒特性，熔絲會(huì)提前熔斷。
變壓器油在溫度作用下會(huì)發(fā)生過(guò)熱分解，使性能劣化。瓷質(zhì)絕緣如套管在溫度作用下也將會(huì)出現(xiàn)空隙，以致?lián)p壞。
電氣作用也是配電變壓器運(yùn)行中經(jīng)常耐受的因素。變壓器的絕緣，除了長(zhǎng)期承受工 作電壓外，而且還將短時(shí)或瞬時(shí)承受內(nèi)部過(guò)電壓和大氣過(guò)電壓的作用。工作電壓的作用是長(zhǎng)期的，主要從絕緣簿弱的部位局部放電，從而發(fā)展為電化學(xué)擊穿。而過(guò)電壓的時(shí)作用，主要是產(chǎn)生積累效應(yīng)，使少化程度逐步擴(kuò)大，最后導(dǎo)致電擊穿。電擊穿的形成機(jī)理是絕緣介質(zhì)中的自由電子，在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下，使其運(yùn)動(dòng)速度加快，動(dòng)能劇增，發(fā)生游離，形成電子崩，構(gòu)成放電形成階段。如放電通道進(jìn)一步發(fā)展，電流劇增，介質(zhì)破壞，電壓降為零，構(gòu)成放電完成階段，即主放電階段。主放電時(shí)間很快，一般在零點(diǎn)幾秒內(nèi)就可完成。
根據(jù)上述各種擊穿的機(jī)理，通過(guò)對(duì)損壞的配電變壓器修試分析，說(shuō)明配電變壓器的損壞大都是由于電擊穿和電化學(xué)擊穿而引起擊而熱擊穿損壞的數(shù)量相對(duì)要少一些)絕緣結(jié)構(gòu)絕緣介質(zhì)存在的某些缺陷，是造成前兩種的穿的內(nèi)在原因，這可從下述在修試中總結(jié)擊各種缺陷情況得到證明。
1、絕緣介質(zhì)中存在氣隙，浸漆不佳，其中形成一定空腔，在一定的電場(chǎng)強(qiáng)度下而擊穿。
2、絕緣結(jié)構(gòu)中存在簿弱部位，如線圈端部、引線、線圈間、匝間等電場(chǎng)強(qiáng)度分布不均，在較高外施電壓作用下而擊穿。例如高頻雷電沖擊波浸入配電變壓器高壓線圈，其端部可能出現(xiàn)很大的電壓梯度，如下列圖中曲線①在發(fā)生電磁振蕩時(shí)電壓分布如曲線②由圖可見，這時(shí)，某些部位的線圈，它的對(duì)地主絕緣甚至承受比沖擊放電壓的還要高的電壓。
3、絕緣結(jié)構(gòu)工藝不良。如導(dǎo)線表面有角、毛刺，油箱及金屬構(gòu)件中有尖角，紙筒與墊塊間、線匝與墊塊間有楔形油隙，在較高的電場(chǎng)作用下而擊穿。
4、浸漆工藝不好，在浸漆的絕緣件中，形成含有氣體的漆瘤、漆泡。其中氣體的擊穿強(qiáng)度低;發(fā)生放電而擊穿。
5、金屬部件和導(dǎo)體間的電氣連接不良絕緣處理不好，于該處發(fā)生放電而擊穿。
6、變壓器油中含有氣體、雜質(zhì)、水份使擊穿電壓大為降低。例如當(dāng)油中存在氣泡時(shí)，其在電壓作用下的場(chǎng)強(qiáng)與介質(zhì)的介電系數(shù)成反比故氣泡中的場(chǎng)強(qiáng)遠(yuǎn)比油低，故氣泡極易放電。而水份在電場(chǎng)作用下易發(fā)生極化，形成沿電場(chǎng)方向的雜質(zhì)“小橋”，因其泄電漏電流較大，引起雜質(zhì)發(fā)熱，使水份氣化，最后導(dǎo)致放電擊穿。
三、防止配電變壓器損壞的對(duì)策
由上所述，我們知道配電變壓器的損壞一是由于運(yùn)行管理不善，二是技術(shù)上的問(wèn)題解決不好而造成的。因此必須從這兩方面采取措施。
(一)、關(guān)于技術(shù)方面的措施：配電變壓器的損壞在技術(shù)上主要是由于在溫度、電氣化學(xué)和機(jī)械等因素作用下，致使絕緣老化、變質(zhì)，最后發(fā)生熱擊穿、電擊穿或電化學(xué)擊穿而造成的。損壞時(shí)，可能是因?yàn)槠渲械囊环N擊穿穿而作用的結(jié)果，也可能是其中的兩種或兼而有之而作用的結(jié)果。為了有效地防止各種擊穿損壞變壓器，我們有必要再來(lái)分析一下影響它們的因素，并提出解決的辦法。
1. 關(guān)于溫度
溫度是影響熱擊穿、電化學(xué)擊穿的一種重要的因素。
實(shí)驗(yàn)證明，擊穿電壓隨周圍媒質(zhì)溫度增加而顯著下降，與溫度成指數(shù)反比關(guān)系。在運(yùn)行中要防止變壓器的溫升超過(guò)規(guī)定的數(shù)值，以免降低其使用壽命和導(dǎo)致?lián)舸┢茐�。眾所周知，配電變壓器絕緣材料使用壽命與周圍溫度成指數(shù)函數(shù)關(guān)系，可用下列經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定。
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