油浸式电力变压器固体绝缘老化检测技术的应用探析

邵帅

【摘 要】油浸式电力变压器在现代社会的具有广泛的应用，固体绝缘的一大优势特性就是它的不可恢复老化特性，它的性能状态直接关系着变压器的运行寿命和日常的维护对策。笔者简要介绍了影响固体绝缘老化的各种因素，以实际的案例入手，对目前的各种诊断方法进行了全面的分析，并将涉及到的各种相关内容也进行了阐述。

【关键词】油浸式电力变压器 固体绝缘 老化检测技术

从当前变压器的设计和生产来看，油纸绝缘结构应用较为普遍，但是在实际的运行中由于电、热、机械等的应力作用使其性能不断的下降，引发安全隐患的出现。而绝缘油可以在变压器的运行期间有效的改善它的绝缘性能，加上变压器的纸板又具有固定的老化特性，因此，可以说，变压器的使用期限在很大程度上是直接取决于绝缘纸板等的固体绝缘材料的电气和设备性能的，而在新形势下，怎样选择有效的维护策略来对变压器固体绝缘老化状况进行综合的检测是需要重点考虑的内容。

1 油浸式电力变压器固体绝缘老化的影响因素

我们从固体绝缘的材质构成以及它的实际运行来研究发现，对于固体绝缘老化性能的影响因素主要有以下几点：

1.1温度方面

温度对其的性能影响是直接性的，由于其采用的是A级别绝缘，因此，在额定负载的状态下绕组的正常温度为65℃左右，在80——140℃之间如果温度增加6℃，那么老化的速度就会明显增加一倍，电气的运行寿命也就大大的有所缩短。

1.2负载方面

电力变压器的负载和散热功能直接决定了它的工作温度状况，也会对其老化寿命造成影响，长期以往，老化速度必然会增加，热老化寿命也会大大缩短。

1.3短路电流

短路故障形成的电流冲击会造成变压器的绕组发生变形以及引线的移位，使其绝缘的距离有所变化，而且还会导致绕组和绝缘结构机械性能的下降，使固体绝缘受到不同程度的损伤，从而使绕组承受的短路电流能力大大下降。

1.4过电压方面

大气过电压具有波头陡和幅值高的特点，它对于主绝缘和纵绝缘两者都有很大的威胁，特别是首端绕组电位的梯度较大，甚至于会承受比冲击电压更高的电压，损坏固体绝缘甚至还会发生放电现象。对于过电压的操作要相对较为平缓，绝缘上的电压分布也要均匀分布，可能会造成主绝缘或者是相间绝缘的劣化；另外，暂时过电压所持续的时间较长，很可能会导致过热现象的产生，使油纸绝缘的内部电离发生故障。

2 对于固体绝缘老化的诊断方法分析

2.1绝缘纸抗张强度测试法

这种方法是较为直接的一种诊断方法，在固体绝缘诊断的刚开始发展时期有一定的应用。如果绝缘纸张的抗张强度降低至初始值的一半时，也就可以说变压器的报废。它的测试结果大多受取样的影响较大，首先，较差性能的绝缘纸一般是位于较为靠近绕组内部的热点处的，在进行取样时有难度；其次，测试需要的纸样较多，这会对原有的绝缘系统造成一定程度的损伤，因此，这种方法在现场运行的变压器中应用并不是很广。

2.2油中溶解气体分析

当变压器的内部故障与固体绝缘材料接触时就会产生一定量的一氧化碳和二氧化碳，两者的含量大小可以反映出变压器固体绝缘的实际状况。若怀疑固体绝缘材料老化时，二氧化碳和一氧化碳两者的比值是在7以上的，变压器在运行状态下，两者也可以由绝缘氧化分解而产生，并且它的含量还会受到保护方式的影响，有较大的分散性。因此，从实际的应用来看，如果单纯的依据两者的含量、产生速率的比值来对固体绝缘的性能进行判定是不准确的。

2.3聚合度的分析

我们从纸板纤维素的化学结构式来看（C6H10O6）n，n表示的是聚合度大小。一般新的纸板的聚合度基本上在1000——1200左右，当其下降到250以下时，绝缘纸的机械强度就会完全的丧失从而不能承受机械力，和第一种方法相比，它所具有的特点就是不需要过多的纸样，测试的重复性较好，是一种很实用的方法，但是它也会面临“典型纸样”获取困难的问题。

2.4对于介质损耗角的正切值分析

所谓的介质损耗角正切值，它的应用范围有一定的针对性，在对于绝缘受潮以及老化等分布性缺陷方面是具有较高的实用性的，而且变压器绕组正切值的测量灵敏度也比较高，因此，是可以直接的作为固体绝缘诊断手段的。但是，介质损耗角正切值和老化程度之间是不存在对应关系的，在进行数据的分析过程中，不仅需要和伺变压器以往的介质损耗角正切值进行对比，还需要和在同种状态下的同类设备进行对比分析。

2.5油中糖醛分析

不论是从理论的角度来讲还是从实际的试验研究来看，目前的一个普遍定论就是变压器油中糖醛的产生，只是来自于绝缘纸板等纤维素材料的老化分解，它具有稳定性好、不易挥发的显著特点，因此，对油中糖醛含量变化进行实时的监测可以直接的作为诊断变压器固体绝缘老化状况的有效方法。

通常情况下，油中糖醛的含量达到0.5mg/L时，变压器的整体绝缘水平就会处于寿命的中期状态，如果是在1——2mg/L时，说明绝缘劣化较为严重；如果是4mg/L时，变压器直接报废，不能再继续的使用。另外，糖醛含量还会随着油的更换或者是处理而随之发生变化，而固体的绝缘性能是不会随着发生变化的，因此，在进行此种方法的应用时，就需要结合历次测量的数据、换油、滤油等情况，对绝缘实际的老化程度进行综合全面的分析。

3 结语

综上所述，随着我国电力企业的不断发展，其所发挥的作用越来越重要，在电力系统的结构建设中，油浸式电力变压器是一种使用较为广泛的设备，从对它的实际运行研究来看，它的固体绝缘老化检测是对其性能正常发挥的一种有效检测，是可以确保其功能高效发挥的关键性措施，它的性能受到多方面的因素影响，在实际运行时要综合分析考虑，采取合适有效的方法进行检测。

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