变压器的受潮及对绝缘性能的影响

赵阳

(邯郸钢铁集团设计院有限公司,河北邯郸 056000)

变压器的受潮及对绝缘性能的影响

赵阳

(邯郸钢铁集团设计院有限公司,河北邯郸 056000)

变压器是输变电能的主要电器设备，随着工业的发展，变压器的数量日益增多，单台容量日益加大，用途日益广泛，变压器一旦受潮，其处理是一项很麻烦的工作，即影响正常供电，又耗费物力、财力。因此防止变压器绝缘介质受潮是个不容忽视的问题。下面仅就变压器受潮一题，浅谈对其绝缘介质的绝缘性能的影响。

变压器 受潮 绝缘性能

1 变压器受潮的原因

常用变压器，特别是大型变压器均做成油浸冷却式其受潮原因很多，如变压器储存过程中衬垫封闭不严，雨水浸入；器身漏油，油面下降，空气浸入受潮；变压器起高压套管端帽未拧紧，或封闭圈放置不当，雨水沿帽进入导管和线圈等等；运行时由于防潮措施未跟上，较高温度的绝缘油经常与大气接触吸收了空气中的水分；绝缘中纤维材料和油，在运行中逐渐老化，分解出一定油量的水分；还有是由于疏忽而造成的。致使变压器受潮，绝缘性能受到影响。

2 变压器受潮时对其绝缘介质的影响

尽管数十年中发展了新的绝缘材料，但线圈的绝缘纸不仅幸存下来，而且最经济、最广泛地用做变压器的绝缘，特别是大型变压器，油在纸中被分成很多小格子。在电气绝缘上，油可弥补纸中的弱点，而纸可以弥补油中绝缘的薄弱之处，二者可以避免杂质的侵入，从而提高电气强度，但纸油一旦受潮则产生变化。

2.1 绝缘低

纸和油都是含水性很强的物质，而纸电油更严重。大型变压器的绝缘材料，纸与纸板常有数吨。空气中相对湿度是电缆纸暴露在空气中吸水份的百分量。当空气中相对湿度为百分之百时，纸吸水后，其含量可达16%之多，在吊心检查与检修过程中，所以要求在干燥的气候中，以及限制变压器的器芯在空气中的暴露时间，就是由于绝缘纸与纸板吸收水分很迅速，而当这些材料吸收少量的水分后，其电气绝缘强度下降的很迅速，而且它们吸收水份容易，而释放出来却要费很大的能量与时间，非要在高真空、高温度经历较长的时间才能逸出，所以对绝缘材料一纸的防止受潮问题，应认真对待。

2.2 变压器油

变压器绝缘水平的改善，除与线圈的绝缘纸有关外，在很大程度上取决于绝缘油的维护。变压器油除起到绝缘作用外，变压器运行时，本身产生的一些电力损失，如导线损耗、铁心损耗和附加损耗等等，都以热量的形式通过油向周围的空气散出。油质及油的其之成分的含量及理化性质(如：水、空气、机械杂质等)对变压器的寿命和绝缘性能有着直接的影响。经脱水处理后的变压器油，放置在大气中会逐渐受潮，含水量增高，击穿电压降低。虽然油吸收水分的含量比纸要低的多，但当含有微量的水份后电气绝缘强度迅速下降，甚至达到不能容许的地步。

说明当油中水份增加后，其电气绝缘强度下降的趋势，应当说明的是，含有一定水份的油若还附着微量的纤维粉料，其电气绝缘强度将下降的更为严重。对于理想的无任何水分及杂质且经过严格脱气之极纯的变压器油，其其频击穿强度约不低于700kv/cm，但实际场合很难得到并保持如此高纯度的油。目前，常见“纯油”其击穿强度约至为240—300kv/cm，一般长期运行中的油其击穿强度约至150—200kv/cm，由此可想，防止油的受潮是何等重要。

目前，国内外生产的变压器，特别是超高压变压器为了使产品小，重量减轻，并降低制造成本，其主要绝缘度并不是很大的，加上制造中可能存在着某些弱点，这就要求对变压器的储存和运行变压器的维护维持较高水平，也就是说要使绝缘材料含水量保持在低水平上。

另外，绝缘油与绝缘纸的受潮是相互影响的。绝缘油经常与大气接触，吸收空气中的水分，辗转使绝缘材料受潮，而绝缘材料逐渐老化后，其聚合度下降后所产生的水分又溶解在绝缘油中。在低温时纸中含水量较温度变高时高，而油中含水量较温度高时低。在较高温时情况适得其反。我们利用这个物理现象，在变压器温度较高时，绝缘纸将大量水分释放到绝缘油中去的时候，将绝缘油中的水分释放到绝缘油中去的时候，将绝缘油中的水分分解出来，使整个油一纸混合绝缘达到低含水量，从而提高变压器的绝缘水平。

3 变压器受潮后对绝缘局部放电的影响

变压器在工作电压的作用下，运行寿命是与其绝缘结构中有无局部放电的出现有很大关系。由于变压器本身存在着某些绝缘弱点(由于设计上的不慎，或制造的不良，它们在一定的外施电压下，首先发生放电，虽然并不随即扩至整个绝缘结构，但对绝缘起着一种缓慢地侵蚀作用。当变压器绝缘介质受潮和绝缘中混入气泡、水和各种杂质时，即使是少量也会增加放电的次数，影响变压器的寿命，当局部放电发展变得严重时，最终会导致整个绝缘的击穿，造成电力供应的中断。这是由于当变压器油中存在着过多的水分和杂质，特别是含水杂质，在电场的作用下极易沿着电场方向排列成断续性的“小桥”，它一方面使该处发热严重，促使水份更易气化，从而产生气泡，另一方面也使该处的油产生激离，并因此又产生气体。由于上述原因，逐使该处油出现气泡性局部放电，水份的存在又能使油一纸绝缘电阻明显下降，使使热击穿易于发生，从而降低原绝缘介质的绝缘能力。

4 防止变压器受潮的几种措施

变压器受潮后设法干燥是变压器维护工作的一个治表的办法,根本解决是要防止其受潮。一般的变压器都设有油保护装置,如储油柜,吸湿器、净油器等。用来减少或保证变压器油不与空气直接接触，防止变压器油老化，受潮以延长变压器油的使用年限。在变压器储存过程中，衬垫要封闭严并防止衬垫老化；防止雨水由衬垫浸入；要防止变压器器身漏油，以免油和线圈受潮，在变压器吊心检查时要选择晴朗、干燥的天气，并尽量缩小变压器线圈的空气中暴露时间等对大型变压器可采取以下措施：如：变压器油枕上孔连接并充以纯氮，对防止绝缘受潮和油的劣化效果明显；在储油柜内放置密封胶，减少油与空气的接触，如邯钢0 1变电站三期扩建增容的31500KVA/110KV/6KV变压器就是采用这种措施。

5 结语

对于储存和运行的变压器，防止其受潮是从事这项工作的重要任务。变压器的绝缘介质—油和纸一旦受潮就会使变压器的绝缘受到很大的影响，甚至危及电力系统的安全供电，而受潮变压器的干燥即耗费物力又消耗财力是一件很麻烦的工作。因此，防止变压器绝缘介质受潮是个不容忽视的问题。