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【摘 要】本文认为变压器故障原因，主要是由于：（1）雷击过电压，如：避雷器接地电阻高，避雷器接地引下线截面太小或长度太长，变压器本身缺陷；（2）绝缘性能超标，如：过载，绕组绝缘受潮；（3）铁芯多点接地；（4）线路涌流；（5）分接开关故障，如：无载分接开关故障，有载分接开关故障；（6）引线接头过热；（7）其他原因，如工艺、制造不良，维护不良；等造成。
【关键词】变压器；故障；预防
0.引言
变压器（Transformer）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器等。
1.变压器的故障原因分析
1.1绝缘老化引起的故障
如：（1）变压器在正常运行条件下，绝缘材料在长期的机械力、热力、电力、氧化作用下，就会失去弹性，变得脆弱，颜色枯焦黑。在这个时候，过度振动绝缘老化的绝缘层，就会造成机械损坏，短路电力等方面问题，容易产生缠绕匝间短路故障，引起变压器供电中断，绕组焚烧和其他严重事故；（2）就目前情况而言，变压器的绝缘和冷却方式大多使用油浸式，绝缘油的老化的问题不能被忽略。变压器在运行时，油与空气接触，并逐渐吸收空气中的水分，绝缘油和冷却油也可能吸收溶解了大量的空气，油经常在较高的工作温度下与空气中的氧气接触，会产生各种酸性氧化物，不仅增加了油的介质损耗，使油变质，也增加了铜、铝、铁和绝缘材料的耐腐蚀性。绝缘油的老化，容易产生故障隐患，影响变压器的安全运行。
1.2铁芯的故障
（1）现象：声音不正常、油变质、温度升高，变压器内部的问题，有轻微的噼啪声。（2）原因分析：铁芯迭片绝缘的损坏；导电材料的核心表面的损坏，并会导致铁芯损坏。此外，铁芯中缺片；铁芯油道内或夹件下面松动；铁芯的紧固零件松动，会产生不正常的声音。在制造或检修过程中的装配质量并不好，如接地夹子不完全到位，接地不良。
1.3套管短路故障
套管损坏，裂缝，闪漏油等原因，造成短路。分析认为：外力对套管造成损伤、因为套管密封不严，绝缘潮湿退化都会导致套管短路故障，套结垢严重，或套管操作过程中人为投掷金属物体，也会造成短路。
1.4分接开关故障
分接开关位置不准接或者接触不良，会导致接触表面熔化和灼伤而产生放电。分析：开关的局部过热，或烧毁都会导致分接开关故障。开关的结构和装配缺陷，如弹簧压力不够，接触不可靠、短路、接触过热、过电压击穿，异物或接触变压器内的污垢也可能引起分接开关故障。
2.变压器故障的预防措施
变压器故障有相当部分是完全可以避免的，还有一些只要加强设备巡视严格按章操作，随时可以把事故消除在萌芽状态，这样不但将显著地减少变压器故障的发生以及不可预计的电力中断，而且可大量节约经费和时间。建议：
2.1严格按照有关检修技术标准做好变压器运行前的检查和试验，防患于未燃
主要是：（1）防治绝缘老化的措施：1）为防止因绝缘老化而造成变压器意外事故，最大限度延长变压器的使用寿命，提高设备投资的有效性，变压器工作温度必须进行严格控制。目前，方法是使用温度计来监测变压器顶层油温控。当天气炎热，变压器会经常超载，这时要加強监测，密切关注上层油温的上升，掌握变压器负载的变化，在长期高负荷运转状态下，避免变压器过热。此外，确保变压器的散热风扇、循环水泵始终处于良好的运行状态。如果条件允许，还利用红外热成像技术，对运行多年的超载变压器，进行红外诊断，以保持变压器运行温度变化的分布，发现变压器异常或热衰竭、减少；2）对变压器绝缘油和冷却油油质恶化的预防，主要是通过对变压器介质损耗进行检测，利用气相色谱法分析变压器潜伏性故障。气相色谱法具有灵敏度高、不需将设备停运等优点，可作为监测充油设备运行的重要手段。（2）铁芯故障的解决和预防措施：测量铁心到地面的绝缘电阻是否符合规定，然后挂出来，做一次外观检查，也可用直流电压的方法来测量绝缘电阻。此外，做负载测试，测量空载损耗是否过大。操作人员从变压器运行声音尽快找到一个类似的问题，检查测试，防止形成接地短路事故。（3）套管短路故障的解决和预防措施：外部检查瓷套管是否损坏，是否出现裂缝和结垢；利用摇表检查绝缘电阻的瓷套管，是否满足要求。对发生外部短路变压器绕组进行测量，可能会发出更严重的绕组变形进行覆盖检查，以防止变压器的积累变成短路而发生事故。检查套管裂纹等故障的早期发现，早期治疗。受损较严重的地区，安装套管外套，避免人为投掷杂物造成短路。受潮的套管应及早进行干燥处理，破损的套管应更换新套管，加封气密性好、弹性强的器件，经试验检测合格后方可投入使用。投运前应对变压器各高低桩头进行复检，将各接触点的螺丝旋紧，以防接触不良，同时，还应做好变压器绝缘油位的监视，严禁无油或少由运行。（4）分接开关故障的解决和预防措施：用摇表检查绝缘电阻，如果检测有故障则电阻值会很大；比对出厂值或上次调查记录，如果不同，表明触摸头故障。输出电压，电流不稳定或变压器分接开关过热，应尽快安排维修人员进行检查和测试。至于测量绝缘电阻时没有发生施加交流电压时所出现的有烟气产生的现象，是因为，测量绝缘电阻时对绝缘施加的电压为直流2500V。高于交流1000V，但在直流和交流电压作用下，绝缘上的电压分布是完全不同的，直流下按电阻分布，交流下按电容呈反比分布。施加的直流电压虽然比较高，不会引起接地通路的明显发热：而加交流时电压分布却刚好相反，即使交流电压比较低，也足以使铁锈明显发热。
2.2加强运行维护
建议：（1）保持瓷套管及绝缘子的清洁。定期清理变压器上的污垢，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线、脱焊、断裂现象，定期遥测接地电阻不大于4Ω，或者采取防污措施，安装套管防污帽。（2）在油冷却系统中，检查散热器有无渗漏、生锈、污垢淤积以及任何限制油自由流动的机械损伤。同时，应经常检查变压器的油位、油色，有无渗漏，发现缺陷及时消除。（3）保证电气连接的紧固可靠。（4）定期检查分接开关。并检验触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位。（5）每三年应对变压器线圈、套管以及避雷器进行介损的检测。（6）每年检验避雷器接地的可靠性。接地必须可靠，而引线应尽可能短。引线应符合规定，无断股现象，旱季应检测接地电阻，其值不应超过5Ω。应坚持每年一度的预防试验，将不合格的避雷器更换，减少因雷击过电压损坏变压器。（7）变压器应定时大、小修，在运行中或发生异常情况时，可及时大修。（8）应考虑将在线检测系统用于最关键的变压器上。大型变压器在线监测系统（氢气、局部放电及绝缘在线监测）能预先发现运行中变压器的异常状态。在线监测与专家系统结合起来对变压器绝缘进行预测，把变压器的异常发现于萌芽之初。
3.结束语
总之，变压器是电网中的重要设备之一。虽配有避雷器、差动、接地等多重保护，但由于内部结构复杂、电场及热场不均等诸多因素，事故率仍然很高。因此要更加严格执行检修安装标准，保证其运行在额定工况下，加大维护力度，保证供电系统安全运行。在平时变压器的运行、维修、检测、日常维护过程中，我们不应该错过任何细节，并尽可能发现和消除缺陷。并进行记录和分析，总结各类变压器故障及其处理方法，不断总结经验，提高水平，以确保变压器的修理和维护，变压器长期，安全，高效，稳定运行。
【关键词】变压器；故障；预防
0.引言
变压器（Transformer）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器等。
1.变压器的故障原因分析
1.1绝缘老化引起的故障
如：（1）变压器在正常运行条件下，绝缘材料在长期的机械力、热力、电力、氧化作用下，就会失去弹性，变得脆弱，颜色枯焦黑。在这个时候，过度振动绝缘老化的绝缘层，就会造成机械损坏，短路电力等方面问题，容易产生缠绕匝间短路故障，引起变压器供电中断，绕组焚烧和其他严重事故；（2）就目前情况而言，变压器的绝缘和冷却方式大多使用油浸式，绝缘油的老化的问题不能被忽略。变压器在运行时，油与空气接触，并逐渐吸收空气中的水分，绝缘油和冷却油也可能吸收溶解了大量的空气，油经常在较高的工作温度下与空气中的氧气接触，会产生各种酸性氧化物，不仅增加了油的介质损耗，使油变质，也增加了铜、铝、铁和绝缘材料的耐腐蚀性。绝缘油的老化，容易产生故障隐患，影响变压器的安全运行。
1.2铁芯的故障
（1）现象：声音不正常、油变质、温度升高，变压器内部的问题，有轻微的噼啪声。（2）原因分析：铁芯迭片绝缘的损坏；导电材料的核心表面的损坏，并会导致铁芯损坏。此外，铁芯中缺片；铁芯油道内或夹件下面松动；铁芯的紧固零件松动，会产生不正常的声音。在制造或检修过程中的装配质量并不好，如接地夹子不完全到位，接地不良。
1.3套管短路故障
套管损坏，裂缝，闪漏油等原因，造成短路。分析认为：外力对套管造成损伤、因为套管密封不严，绝缘潮湿退化都会导致套管短路故障，套结垢严重，或套管操作过程中人为投掷金属物体，也会造成短路。
1.4分接开关故障
分接开关位置不准接或者接触不良，会导致接触表面熔化和灼伤而产生放电。分析：开关的局部过热，或烧毁都会导致分接开关故障。开关的结构和装配缺陷，如弹簧压力不够，接触不可靠、短路、接触过热、过电压击穿，异物或接触变压器内的污垢也可能引起分接开关故障。
2.变压器故障的预防措施
变压器故障有相当部分是完全可以避免的，还有一些只要加强设备巡视严格按章操作，随时可以把事故消除在萌芽状态，这样不但将显著地减少变压器故障的发生以及不可预计的电力中断，而且可大量节约经费和时间。建议：
2.1严格按照有关检修技术标准做好变压器运行前的检查和试验，防患于未燃
主要是：（1）防治绝缘老化的措施：1）为防止因绝缘老化而造成变压器意外事故，最大限度延长变压器的使用寿命，提高设备投资的有效性，变压器工作温度必须进行严格控制。目前，方法是使用温度计来监测变压器顶层油温控。当天气炎热，变压器会经常超载，这时要加強监测，密切关注上层油温的上升，掌握变压器负载的变化，在长期高负荷运转状态下，避免变压器过热。此外，确保变压器的散热风扇、循环水泵始终处于良好的运行状态。如果条件允许，还利用红外热成像技术，对运行多年的超载变压器，进行红外诊断，以保持变压器运行温度变化的分布，发现变压器异常或热衰竭、减少；2）对变压器绝缘油和冷却油油质恶化的预防，主要是通过对变压器介质损耗进行检测，利用气相色谱法分析变压器潜伏性故障。气相色谱法具有灵敏度高、不需将设备停运等优点，可作为监测充油设备运行的重要手段。（2）铁芯故障的解决和预防措施：测量铁心到地面的绝缘电阻是否符合规定，然后挂出来，做一次外观检查，也可用直流电压的方法来测量绝缘电阻。此外，做负载测试，测量空载损耗是否过大。操作人员从变压器运行声音尽快找到一个类似的问题，检查测试，防止形成接地短路事故。（3）套管短路故障的解决和预防措施：外部检查瓷套管是否损坏，是否出现裂缝和结垢；利用摇表检查绝缘电阻的瓷套管，是否满足要求。对发生外部短路变压器绕组进行测量，可能会发出更严重的绕组变形进行覆盖检查，以防止变压器的积累变成短路而发生事故。检查套管裂纹等故障的早期发现，早期治疗。受损较严重的地区，安装套管外套，避免人为投掷杂物造成短路。受潮的套管应及早进行干燥处理，破损的套管应更换新套管，加封气密性好、弹性强的器件，经试验检测合格后方可投入使用。投运前应对变压器各高低桩头进行复检，将各接触点的螺丝旋紧，以防接触不良，同时，还应做好变压器绝缘油位的监视，严禁无油或少由运行。（4）分接开关故障的解决和预防措施：用摇表检查绝缘电阻，如果检测有故障则电阻值会很大；比对出厂值或上次调查记录，如果不同，表明触摸头故障。输出电压，电流不稳定或变压器分接开关过热，应尽快安排维修人员进行检查和测试。至于测量绝缘电阻时没有发生施加交流电压时所出现的有烟气产生的现象，是因为，测量绝缘电阻时对绝缘施加的电压为直流2500V。高于交流1000V，但在直流和交流电压作用下，绝缘上的电压分布是完全不同的，直流下按电阻分布，交流下按电容呈反比分布。施加的直流电压虽然比较高，不会引起接地通路的明显发热：而加交流时电压分布却刚好相反，即使交流电压比较低，也足以使铁锈明显发热。
2.2加强运行维护
建议：（1）保持瓷套管及绝缘子的清洁。定期清理变压器上的污垢，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线、脱焊、断裂现象，定期遥测接地电阻不大于4Ω，或者采取防污措施，安装套管防污帽。（2）在油冷却系统中，检查散热器有无渗漏、生锈、污垢淤积以及任何限制油自由流动的机械损伤。同时，应经常检查变压器的油位、油色，有无渗漏，发现缺陷及时消除。（3）保证电气连接的紧固可靠。（4）定期检查分接开关。并检验触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位。（5）每三年应对变压器线圈、套管以及避雷器进行介损的检测。（6）每年检验避雷器接地的可靠性。接地必须可靠，而引线应尽可能短。引线应符合规定，无断股现象，旱季应检测接地电阻，其值不应超过5Ω。应坚持每年一度的预防试验，将不合格的避雷器更换，减少因雷击过电压损坏变压器。（7）变压器应定时大、小修，在运行中或发生异常情况时，可及时大修。（8）应考虑将在线检测系统用于最关键的变压器上。大型变压器在线监测系统（氢气、局部放电及绝缘在线监测）能预先发现运行中变压器的异常状态。在线监测与专家系统结合起来对变压器绝缘进行预测，把变压器的异常发现于萌芽之初。
3.结束语
总之，变压器是电网中的重要设备之一。虽配有避雷器、差动、接地等多重保护，但由于内部结构复杂、电场及热场不均等诸多因素，事故率仍然很高。因此要更加严格执行检修安装标准，保证其运行在额定工况下，加大维护力度，保证供电系统安全运行。在平时变压器的运行、维修、检测、日常维护过程中，我们不应该错过任何细节，并尽可能发现和消除缺陷。并进行记录和分析，总结各类变压器故障及其处理方法，不断总结经验，提高水平，以确保变压器的修理和维护，变压器长期，安全，高效，稳定运行。