随着人们生活质量水平的不断提高,电已经成为当今社会必不可缺的资源之一。因此,电力行业已经成为各个国家不可忽视的重要发展对象,“一带一路”建设不仅仅带动了非洲各国的经济发展,同时一座座生态电厂、电站的建设,缓解了当地供电紧张的局面,为当地供电能力提供了强大的保障。而变压器又是每个输变电系统的核心组成部分,一旦变压器发生短路,变压器的自我保护装置会自动断电,使变压器处于关闭状态,导致整个输变电系无法正常工作。一般情况下,电压器短路都是因变压器内部绕组受到损坏造成的,变压器绕组间产生的过大的电磁力或冲击力造成绕组内部结构变化,从而导致线圈外部的绝缘油纸发生损坏,进而造成变压器短路。因此,本文对变压器线圈绝缘层累积破损效应做了深入研究。首先阐述了变压器的工作原理和实际工作状态,并对变压器中机械力的产生做了分析。其次,为了研究大型变压器在开闸合闸和电流突变时产生的轴向机械力、冲击力对线圈绝缘层的累积破损效应的影响,借助于液压伺服疲劳实验机,进行了模拟多次开闸合闸和电流突变作用下绕组与绝缘垫块间相互接触的疲劳实验,实验通过改变载荷大小、频率以及循环次数,进而观察线圈绝缘纸在不同的循环机械力特性作用下绝缘层破损情况。由实验结果可以看出,线圈绝缘纸破损层数与频率、交变载荷幅值及循环次数有关。当交变载荷幅值一定时,绝缘纸破损情况与频率成反比;当频率一定时,绝缘纸破损层数随着交变载荷幅值增大而增大;随着循环次数的增多而增大。此外,绝缘纸的破损是由内向外扩展的,并且绝缘纸最内层破损现象最为严重。在循环轴向机械力的作用下,换位导先内部漆包线间发生互相错位,累积错位将造成缠绕在漆包线外绝缘纸承受拉伸作用,这种拉伸作用将通过相互紧密缠绕的绝缘纸由内向外传递。但在静摩擦力的作用下,绝缘纸拉伸作用在由内向外的传递过程中会逐步削弱,故外层绝缘纸外层破损现象较轻。最后通过有限元法对变压器线圈进行仿真分析,设定不同的载荷条件,得到变压器线圈绝缘纸在不同条件下所受到的应力以及发生的变形,通过对应力、应变云图的分析,得出变压器线圈绝缘纸最易破损为线圈棱边以及不同载荷、频率下绝缘纸破损趋势。