变压器和高压断路器的故障率特性分析

林圣超

摘 要：分析变压器和高压断路器的故障率特性的方法为根据变压器和断路器的结构分析故障原因，绘制故障树，再基于设备运行状态及投运年限对故障时刻进行统计，由此对设备可靠性展开研究，最后得到降低故障率的方法。

关键词：变压器；高压断路器；故障率特性；故障树

中图分类号：TM41 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.159

故障树分析法是一种将故障形成原因按照总体到部分逐步细化的分析方法。通过分析故障模式，可对个元器件重要程度进行衡量，找出设备薄弱环节，从而提高设备可靠性。本文构建了变压器和断路器的故障树，分析了设备在不同投运年限故障率的变化情况，总结了降低故障率的基本思路。

1 变压器及断路器的故障树构建

1.1 变压器故障树的构建

将变压器的故障时间逐级划分为基本故障类型，有利于对变压器故障原因的分析。在建立变压器故障树的过程中，按照变压器主要主要组件故障划分。

1.2 断路器故障树的构建

断路器是具有控制和保护功能的电力设备，其构成主要包括开断灭弧部分、传动部分和绝缘部分。

2 变压器故障率特性分析

2.1 220 kV变压器故障率特性分析

220 kV变压器故障原因比较分析，包括散热器渗油、乙炔超标、有沙眼、遭受短路冲击、套管过热、油泵损坏、内部匝间短路、铁芯接地电阻降低等。某地区220 kV变压器故障数据如表1所示。

第一年变压器发生故障的原因一般为变压器质量不合格；变压器运行的前10年，变压器故障很少发生；变压器运行10年后，故障率有所提升，主要是因变压器绝缘损坏而导致短路故障。

2.2 10 kV变压器故障率特性分析

10 kV变压器故障的原因与220 kV变压器故障的原因相似，短路冲击导致匝间短路故障所占的比例较大，变压器渗油、过负荷也属于常见故障。由某地区10 kV变压器故障数据可以看出，10 kV变压器发生故障的年份较为零散，运行前3年故障率明显高于其他年份，这主要是因10 kV变压器质量不合格而导致的，而其他年份主要是因短路冲击、绝缘老化所引起。

3 断路器故障率特性分析

3.1 220 kV断路器故障率特性分析

220 kV断路器故障原因一般包括漏气、辅助接点损坏、储能微动开关损坏、机构卡涩、机构密封不良、分合闸线圈烧毁等。某地区220 kV断路器故障数据如表2所示。

由表3可见，断路器故障情况与变压器故障情况相似，运行的前2年因断路器出厂质量问题而发生故障，在投运10年后，由于绝缘损坏、机构卡涩等原因，故障率有所升高。

3.2 10 kV断路器故障率特性分析

10 kV断路器故障原因主要包括触头接触不良、雷击造成损坏、机构卡涩、绝缘老化等。由某地区10 kV断路器故障数据可见，10 kV断路器故障年份主要在运行的前2年、运行10～20年，故障率特性与220 kV断路器相似。

4 降低故障率的方法

通过分析变压器及断路器故障率可以发现，电力设备故障主要发生在投运的前3年以及运行10年后。前3年发生故障的原因主要是设备质量不达标，设备运行10年后发生故障的原因是维护不到位、绝缘老化等。从引起故障的原因入手，可找出降低变压器、断路器故障率的方法。

对于设备投运的前3年，为了降低故障率，必须从设备厂家入手，要求厂家提高设备材料质量和工艺水平。在设备投运前，要求检修人员对设备做好检查，比如绝缘套管是否有损伤、有没有渗漏油、螺栓是否紧固、绝缘测试是否合格等。对于变压器，要进行空载试验和短路试验，测试项目全部合格后才能投运。在设备质量过关后，为了降低运行过程中的故障率，要对变压器或断路器进行定期检查，及时清理污垢，确保各部件功能完好。

5 结束语

选用质量过关的变压器和断路器，在设备运行期间做好维护工作，从而大大降低变压器和断路器的故障率，提高供电可靠性，实现电力系统的安全、稳定运行。

参考文献

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〔编辑：张思楠〕