变压器绝缘老化分析
变压器绝缘材料的老化与寿命评估

变压器绝缘材料的老化与寿命评估随着电力工业的不断发展,变压器的使用范围越来越广泛,成为电力系统中不可或缺的重要组成部分。
作为变压器重要的组成部分,绝缘材料的质量对变压器的性能和寿命起着至关重要的作用。
因此,变压器绝缘材料的老化与寿命评估成为研究的热点之一。
一、变压器绝缘材料的老化变压器绝缘材料在长期使用中难免产生老化现象。
老化通常指绝缘材料的物理、化学、电学性能变差或丧失,导致绝缘性能下降或失效。
变压器绝缘材料的老化主要包括化学老化、热老化、光老化、电气老化和机械老化等几个方面。
化学老化主要是指绝缘材料在长期使用中受到外界环境中的化学物质的影响,使材料的物理和化学性质发生不可逆转的变化,进而导致绝缘材料的老化和劣化。
绝缘材料在变压器中所处的位置、使用环境、使用的介质、温度、湿度等因素都会影响到绝缘材料的老化状态。
热老化主要是指绝缘材料在长期高温或超温、高电场环境下的老化过程。
这样会导致绝缘材料的物理性质、电学性能、化学性质等发生不可恢复的变化。
光老化通常是指绝缘材料在光照和紫外线辐射等外部因素的作用下,产生的老化现象。
这会使绝缘材料在短时间内劣化,进而加速绝缘材料的衰老过程。
电气老化通常是由于长期在高电场下使用所导致的。
随着时间的推移,电极表面的电荷积累会导致电极表面的老化和变形。
机械老化主要是由于绝缘材料在长期振动、弯曲、压力等力的影响下,使其物理、化学和电学性质发生不可逆转的变化。
二、变压器绝缘材料的寿命评估变压器绝缘材料的寿命评估是指通过各种方法对变压器绝缘材料进行评估和分析,确定其使用寿命。
在变压器设计和维护过程中,有必要对变压器绝缘材料进行寿命评估和监测,以保证变压器的可靠运行和工作寿命。
在变压器绝缘材料的寿命评估中,主要包括以下几个方面:1. 物理和化学性能的测试与分析物理和化学性能的测试与分析是评估变压器绝缘材料寿命的重要方法。
通过对绝缘材料的热老化性能、外观、强度、弹性模量、压缩性等物理和化学性能进行测试分析,以提供变压器绝缘材料的寿命预测信息。
变压器绝缘老化的原因和预防措施

变压器绝缘老化的原因和预防措施电力变压器是电网中核心能量转换的设备,一旦变压器由于内部绝缘出现问题,会造成它所驳接的电气设备造成巨大损失。
因此国家电网会针对辖区所使用的电力变压器进行定时或定期的安全绝缘性能的检测。
对于不合格的变压器予以报废处理。
变压器绝缘老化,是指变压器内部的绝缘漆包线、绝缘油、绝缘纸、绝缘板、绝缘垫、硅钢片表面绝缘层等材料受到热或其他物理化学反应的作用而逐步失去原来的机械强度和电气绝缘强度的一种现象。
变压器绝缘老化的几个原因:1、绝缘受潮。
这种情况也很常见,一般发生在直埋或排管里的变压器接头处。
比如:变压器接头制作不合格和在潮湿的气候条件下做接头,会使接头进水或混入水蒸气,逐渐损害变压器的绝缘强度而造成故障。
2、长期过负荷运行。
超负荷运行,由于电流的热效应,负载电流通过变压器时必然导致导体发热,同时电荷的集肤效应以及钢铠的涡流损耗、绝缘介质损耗也会产乍附加热量,从而使变压器温度升高。
长期超负荷运行时,过高的温度会加速绝缘的老化,以至绝缘被击穿。
尤其在炎热的夏季,变压器的温升常常导致变压器绝缘薄弱处首先被击穿,因此在夏季,变压器的故障也就特别多。
3、变压器接头故障。
变压器接头是变压器线路中最薄弱的环节,由人员直接过失(施工不良)引发的变压器接头故障时常发生。
施工人员在制作变压器接头过程中,如果有接头压接不紧、加热不充分等原网,都会导致变压器头绝缘降低,从而引发事故。
4、环境和温度。
变压器所处的外界环境和热源也会造成变压器温度过高、绝缘击穿,甚至爆炸起火。
5、电老化。
电老化可分为局部放电老化,产生原因为气隙、龟裂、剥离、气泡等,发展过程为氧化、穿孔导线,绝缘厚度减少,绝缘击穿;电老化另一原因是树脂放电,因为带电体凸起及绝缘中混有异物。
6、应力老化。
主要原因是热应力,热周围作用,振动应力,发展过程为龟裂、剥离等产生气隙,发展成电老化。
7、环境老化。
主要原因是运行现场潮气、尘埃以及有害气体等,发展过程为污损,吸潮产生爬电,降低绝缘水平。
变压器主绝缘老化分析及防范措施

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变压器主绝 缘老化分析及 防范 措施
周 均 仁
( 云锡集 团 ( 控股 ) 公司设备 能源 处, 云南 个 旧 6 10 ) 6 0 0 摘 要: 变压器绕组 的主 绝缘包括绕组对 地的绝缘 、 同相绕 组之间的绝缘和 同相 的不 同电压等级绕 组之间 的绝缘 。现分析 了变压器主绝 不_jΒιβλιοθήκη . P 1 S l4
结 语
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与否 关系 到 保护 装 置 的正 确 、 可靠 动 作 , 因此 在 设备 投入 使 用前 ,一 定要对 线 路 两侧 的保护 继 电器 C T极 性 进行 检 查 ,避 免 出现 极性 错 误 。 如 果 出现 了 电流 互 感器 两侧 接 线均 为 减 极性 的 情 况 ,可 以对 负 荷 侧 的 电流互 感 器极 性 进行 调 换 ; 果 设备 已经 处 于运 行 状况 , 如 一定 要 将 电流 端 子可 靠 的 短接 ,避 免 造成 电流互 感 器 二次 回
1 变 压 器 主 绝 缘 老 化 机 理
1 1 电 老 化 .
变压 器 主绝 缘 会 因温度 升 高受 热而 发 生复 杂 的物 理 和化 学 变 化 ( 挥发、 如 裂解 、 层 、 裂 等) 导致 主绝 缘 材 料 变质 和 老 化 , 起 龟 , 这 种 由于 温度 升 高而 发 生 的绝缘 老化 称 为热 老化 。 温度 越 高 , 绝缘 老 化得 越 快 , 其寿 命越 短 。 一方 面如 果温 度超 过 绝 缘材 料 的最 高容 许
浅析变压器绝缘老化检测试验及寿命评估对策

器磁场 的存在都会引起一系列下 问题的产生。
2 . 2损耗效应 的产生和影响
变压 器结 构 中的各 绕组 的导 体都 是处于 补救措施
漏磁场 中的,并且 会在导 体中产 生涡流现象 ,
。
【 关键词 】变压器 绝缘老化检测 寿命评估对策 造成涡流耗损 的产生 。涡流大小 主要受 导体的
P o we r E l e c t r o n i c s● 电力电子
浅析 变压器 绝缘 老化 检测试 验及 寿命评估对策要 因素有 以下几种 措施提供 指导。具体 的检测试验和诊断技术主
电力工程 系统一 直 以来都 是 工业 生 产和人 们 日常 生活 中不可 缺 少的 重要 基础 设施 随 着社 会 发 展 进 程 的 不 断 加 快 , 基 础 设 施 建设 以及 各种 工 程建 设 以及环 境
变 压器 绝缘 老化 问题 引起的概 率可 达 9 0 % 以
上。在 这种严峻的条件下 ,如何及 时通 过试验 检测到变压器绝缘老化 问题 ,并通过 采取相应 的有效策略 ,正确评估变压器 的使用寿命有着
十分 重要的意义。
加 ,根据变压 器的制造工艺 的不 同、运行 过程 中周边环境 温度的影响以及 负载率 不同等众多
醛含 量 会 随着 变 压 器 运 行 时 间 的增 加 而 不 断增
变压器就会不 同程度面临着绝缘老化 ,抗 机械
强度的性能不断下降 ,致使变压器 自身对于短
路 故 障 时 ,抵 御 大 电流 冲 击 的 能力 严 重 下 降 ,
降低了变压器运行 的安全性 和可靠性 。据调查
有关资料显示 ,在变压器故 障和 电网事故 中由
济建设活动 ,各行各业都呈 现出一派热火朝天
变压器绝缘材料老化与寿命评估技术

变压器绝缘材料老化与寿命评估技术随着电力系统的不断发展和电能需求的增加,变压器作为电力传输和分配中不可或缺的组件,承担着重要的任务。
然而,随着使用时间的增加,变压器绝缘材料的老化将不可避免地影响其性能和寿命。
因此,准确评估变压器绝缘材料的老化程度和寿命非常重要。
本文将探讨变压器绝缘材料老化与寿命评估技术的研究进展。
一、老化机理变压器绝缘材料的老化是由多种因素引起的,包括电热老化、氧化老化、机械应力老化、湿热老化等。
电热老化是指绝缘材料在电场和热场的作用下出现的老化现象。
氧化老化是由于绝缘材料长期暴露在空气中,被氧气氧化而引起的老化。
机械应力老化是由于变压器运行时的机械应力对绝缘材料的影响而导致的老化。
湿热老化则是指绝缘材料长期受到高温和湿度的影响而引起的老化现象。
二、老化评估指标为了准确评估变压器绝缘材料的老化程度和寿命,需要确定一些评估指标。
常用的指标包括介电强度、介质损耗因子、热重分析、红外热像法等。
介电强度是指绝缘材料在电场作用下能够承受的最大电压。
介质损耗因子是指绝缘材料在交流电场中产生速度和能量损耗的能力。
热重分析是通过对绝缘材料在不同温度下的质量损失来评估其老化程度。
红外热像法则是利用红外相机对变压器绝缘材料进行红外图像分析,以确定是否存在异常情况。
三、老化与寿命评估技术进展目前,随着科学技术的不断进步,变压器绝缘材料的老化与寿命评估技术也得到了许多新的突破。
其中,纳米材料的应用是一个值得关注的领域。
纳米材料具有较高的比表面积和活性,可以增强绝缘材料的性能,延长其使用寿命。
此外,光纤传感技术也被广泛应用于变压器绝缘材料的老化与寿命评估中。
光纤传感器可以实时监测绝缘材料的温度、湿度、机械应力等参数,为老化和寿命评估提供可靠数据。
四、寿命预测模型为了更准确地评估变压器绝缘材料的寿命,建立寿命预测模型非常重要。
常用的模型包括加速老化试验与寿命统计模型。
加速老化试验通过对绝缘材料进行加速老化实验,测定其在一定条件下的老化速率,从而预测其使用寿命。
变压器绝缘材料老化的原因分析

变压器绝缘材料老化的原因分析随着社会的不断发展,电力成为了我们生活中不可或缺的一个重要组成部分。
而变压器则是电力传输和分配中不可缺少的一个重要设备。
在变压器中,绝缘材料是其核心部分之一,起到了隔离电气元器件、防止电气击穿和泄漏电流等多重作用。
然而,由于长期工作以及外界因素的影响,绝缘材料往往会出现老化情况,影响变压器的稳定性和寿命。
因此,本文将从化学老化、热老化、电气老化、氧化老化四个方面分析变压器绝缘材料老化的原因。
一、化学老化化学老化是指绝缘材料在与周围环境中的高温、氧化剂、酸等物质作用下发生的老化反应。
实验表明,绝缘材料的老化时间与其所受热量成正比,而且随着温度的升高,其老化速度呈指数增长。
此外,绝缘材料表面附着有灰尘、油渍等物质也会导致导电性增加、击穿强度降低,最终影响绝缘性能。
二、热老化热老化是指绝缘材料长期承受高温环境而产生的老化现象。
传统表观油纸绝缘材料的老化机理可以归结为“三维网状结构”的断裂、柔韧性弱化、离子生成等。
热老化对绝缘材料的影响是微观断裂,使材料的机械性能、弹性恢复性下降,同时也会降低绝缘材料的耐热性和耐候性,加速其老化。
三、电气老化电气老化是指因工作电压的作用,在长时间的电场和电场强度下,绝缘材料的物理内部形态发生改变,从而使得绝缘材料性能发生变化的过程。
这种老化机理是由于电荷在绝缘材料内部的传递,从而导致绝缘材料中出现损伤点,最终导致击穿和电弧。
另外,由于变压器中电流比较大、电压呈高压状态,因而对绝缘材料的要求要高于一般电器设备。
四、氧化老化氧化老化是指绝缘材料长期接触空气中的氧气而导致的老化。
空气中的氧气对绝缘材料是一种极强的氧化剂。
在长期的接触下,绝缘材料表面会形成氧化物,从而降低了其耐热性和耐候性,直接影响了其绝缘性能。
此外,一些含多环芳烃的绝缘材料的老化机理也与氧化有关,空气中的紫外线也会带来氨化作用,使得绝缘材料发生退化。
综上所述,变压器绝缘材料的老化是一个复杂的现象。
变压器绝缘材料老化的特点及表现分析

变压器绝缘材料老化的特点及表现分析变压器是电力系统中重要的电力设备之一,而其中的绝缘材料是变压器得以正常运行的重要保障。
然而,随着时间的推移和使用环境的变化,绝缘材料会出现老化现象,进而对变压器的性能产生负面影响。
本文将对变压器绝缘材料老化的特点及表现进行分析,并提出相应的预防措施。
一、绝缘材料老化的主要特点绝缘材料老化是指在长期的电场、电磁、湿热等环境因素下,绝缘材料内部的物理特性和化学特性发生变化,从而使其性能退化或失效的现象。
变压器的绝缘材料主要是固体绝缘材料和液体绝缘材料两种,它们的老化特点也有所不同。
但总体而言,其老化特点主要表现在以下几个方面:1. 介电损耗角正切值增加介电损耗角正切值是指绝缘材料在电场作用下产生的能量损耗,是反映绝缘材料是否老化的重要指标。
当绝缘材料老化后,其介电损耗角正切值会增加,从而导致变压器内部电能损耗增加,电流密度升高,使变压器运行温升加剧,甚至引发过热断电等事故。
2. 电弧放电频率增加电弧放电是指电压过高或绝缘材料受到强电场作用时,在绝缘材料内部形成电弧带来的电现象。
当绝缘材料老化后,其介电强度下降,电弧放电频率会增加,从而导致变压器的安全性能降低,引发放电故障。
3. 绝缘电阻率下降绝缘电阻率是指绝缘材料导电时电流通过单位面积时的电阻值,是反映绝缘材料绝缘性能的重要指标。
当绝缘材料老化后,其绝缘电阻率下降,绝缘性能降低,从而导致变压器的绝缘水平下降,使得变压器易受外部干扰,产生故障。
二、绝缘材料老化的具体表现在实际应用中,绝缘材料老化表现的形式多种多样,下面将详细描述其具体表现:1. 绝缘材料表面颜色变化在变压器运行较长时间后,绝缘材料表面的颜色会发生变化,从原本的淡黄色或棕色变成暗黄色或深棕色。
这是由于变压器运行中产生的热量、湿热以及外界的污染等因素,使得绝缘材料表面脆性降低,导致颜色发生变化。
2. 绝缘材料表面出现龟裂和脱落由于长时间的使用、运行、变温、振动等因素,导致绝缘材料内部存在劣化现象,表面容易出现龟裂和脱落,并在绝缘材料内部形成空气隙缝,从而导致绝缘性能降低。
电力变压器油纸绝缘老化机理分析

电力变压器油纸绝缘老化机理分析电力变压器作为电力系统中不可或缺的设备,承载着电能的传输和分配任务。
而变压器的正常运行离不开油纸绝缘的保护。
然而,随着时间的推移,油纸绝缘会逐渐老化,给变压器的稳定运行带来风险。
本文将对电力变压器油纸绝缘老化机理进行分析。
1. 油纸绝缘的作用电力变压器油纸绝缘是变压器内部的一种绝缘材料。
油纸绝缘的作用是使变压器内部的导电部件与外部环境有效隔离,防止电能泄露和短路现象的发生。
同时,油纸绝缘还具备冷却的功能,能够稳定变压器的工作温度,保障变压器的正常运行。
2. 油纸绝缘的老化机理油纸绝缘的老化是指随着时间的推移,由于各种原因导致绝缘材料性能的衰减和失效。
主要的老化机理包括热老化、氧化老化和电场老化。
2.1 热老化热老化是指油纸绝缘在高温环境中长期暴露所致。
当变压器长时间运行,油纸绝缘会受到高温的影响,温度过高会导致绝缘材料的分子链断裂和物理结构的破坏。
同时,高温还会促进绝缘材料中的水分分解,产生酸性物质,导致油纸绝缘的老化加速。
2.2 氧化老化氧化老化是指油纸绝缘在受到氧气的作用下,发生化学反应,导致绝缘材料的性能下降。
由于油纸绝缘一直处于油中,氧气会通过油的渗透作用进入绝缘层,与油中的杂质和水分发生反应,形成有害物质,进而影响绝缘材料的绝缘性能。
2.3 电场老化电场老化是指电力变压器运行时,电场的作用下,油纸绝缘发生的老化。
电场的存在会使油纸绝缘中的极性分子发生定向排列,形成电流通道,从而加速绝缘材料的老化。
特别是在高压、高负荷的情况下,电场强度较大,使得油纸绝缘更容易老化。
3. 油纸绝缘老化的影响油纸绝缘老化会对变压器的正常运行产生严重的影响。
3.1 绝缘性能下降随着油纸绝缘老化,绝缘材料的绝缘性能会逐渐下降。
绝缘性能的下降意味着变压器在高压系统中容易发生电弧和击穿现象,从而引发严重的事故。
3.2 散热能力降低油纸绝缘老化会导致绝缘材料的热导率下降,从而影响变压器的散热能力。
变压器绝缘材料老化的特征及分析方法研究进展

变压器绝缘材料老化的特征及分析方法研究进展随着电力系统的迅速发展,变压器作为电力传输和分配中的关键设备,其可靠性和稳定性对于保障电力系统的正常运行至关重要。
而变压器绝缘材料的老化问题直接影响着变压器的性能和寿命。
因此,对于变压器绝缘材料老化特征及分析方法的深入研究具有重要意义。
一、变压器绝缘材料老化的特征1. 绝缘材料物理性能的退化:随着时间推移,绝缘材料的物理性能会逐渐退化,比如机械强度下降、电介质常数增加、热稳定性降低等。
2. 绝缘材料表面老化现象:老化绝缘材料的表面会出现颜色变化、龟裂、氧化等现象,并逐渐形成炭化层,影响绝缘材料的绝缘性能。
3. 绝缘材料内部老化现象:老化绝缘材料内部会出现分子链断裂、氧化反应、剪切松弛等现象,导致绝缘材料介电强度下降。
4. 老化产物的积聚:绝缘材料老化产生的有害物质会积聚在绝缘材料内部或周围,进一步加速绝缘材料老化的过程。
二、变压器绝缘材料老化的分析方法1. 物理测试方法:通过测量绝缘材料物理性能的退化程度,如机械强度测试、热稳定性测试等,来评估绝缘材料的老化程度。
2. 表面检测方法:通过表面观察、红外热像仪等工具,检测绝缘材料表面是否存在老化现象,并评估老化程度。
3. 化学分析方法:利用化学分析技术,检测绝缘材料老化产物中的有害物质成分,如有机酸、醛类等,从而判断绝缘材料的老化情况。
4. 电气性能测试方法:通过测量绝缘材料的介电强度、介电损耗等指标,评估绝缘材料的老化程度。
三、研究进展1. 绝缘材料老化机理的研究:通过分析绝缘材料老化的原因和机制,深入理解老化过程中的化学反应、分子链断裂等基础原理,为老化特征的准确判断提供理论依据。
2. 老化特征监测技术的进展:随着科技的发展,新的老化特征监测技术不断涌现,如红外热像仪、高频电压法等,这些技术的应用为变压器绝缘材料的老化分析提供了更加准确和便捷的手段。
3. 机器学习在老化分析中的应用:机器学习技术的兴起为变压器绝缘材料老化特征的分析提供了新的思路。
变压器绝缘材料老化的特点和表现

变压器绝缘材料老化的特点和表现变压器的绝缘材料很重要,它们保护金属部分不受损坏,同时使电
流得以传输。
然而,随着时间的推移,变压器绝缘材料会开始老化,
这将导致电机性能下降,还可能损坏设备。
本文将详细介绍变压器绝
缘材料的老化特点和表现。
一、绝缘阻值下降
绝缘阻值是指绝缘材料防止导体之间的短路能力。
当绝缘材料老化时,它们会渐渐失去防止导体接触的能力,从而导致绝缘阻值下降。
一旦绝缘阻值低于安全标准,就会导致电器故障。
二、电容值增加
电容是绝缘材料的另一个重要特性,它影响到绝缘材料的绝缘能力。
随着绝缘材料的老化,电容值会增加。
由于电容值的增加,绝缘材料
将会更容易储存电荷,导致电路产生故障。
三、绝缘板裂缝
随着时间的推移,绝缘材料的弹性会逐渐降低,这可能会导致绝缘
板裂缝。
如果绝缘板裂缝产生,它们将会明显地降低绝缘板的绝缘能力,并可能导致电流之间的短路。
四、绝缘材料脆化
随着时间的推移,变压器绝缘材料会开始失去它们的柔软性。
绝缘
材料脆化将导致它们变得容易破碎和脆弱,这将严重影响设备的性能。
五、绝缘材料湿润
变压器绝缘材料老化后,可能会引起绝缘材料被湿气侵蚀。
如果绝
缘材料被湿润,它们将会失去原有的防潮性能,影响电路的正常运行。
综上所述,变压器绝缘材料老化会影响电机性能,甚至会造成设备
损坏。
因此,必须定期检查绝缘材料的状态,一旦发现老化,必须立
即更换。
这将有助于保护设备运行安全并延长使用寿命。
变压器绝缘材料老化的诊断方法

变压器绝缘材料老化的诊断方法变压器是电力系统中不可或缺的设备之一,它的运行稳定性直接关系到电网的安全稳定运行。
而变压器绝缘材料的老化是导致变压器性能下降甚至故障的主要原因之一。
因此,及时发现和准确诊断变压器绝缘材料老化的方法至关重要。
本文将介绍几种常用的变压器绝缘材料老化的诊断方法,并对其优缺点进行分析。
1. 电红外法电红外法通过检测变压器绝缘材料表面的温度分布来判断是否存在老化问题。
这种方法可以实时监测变压器绝缘材料的热点,及时发现潜在的故障点。
然而,电红外法只能检测表面温度,无法获取变压器绝缘材料内部的老化情况,因此其诊断结果有一定的局限性。
2. 超声波法超声波法通过发送超声波信号来检测变压器绝缘材料的声波特性,从而判断是否存在老化问题。
这种方法能够准确测量变压器绝缘材料的声速和声阻抗,进而判断绝缘材料的损伤程度。
然而,超声波法对设备的操作要求较高,且结果的解释和分析也较为复杂。
此外,超声波法只适用于某些特定类型的绝缘材料。
3. 空气超声法空气超声法是一种非接触的变压器绝缘材料老化诊断方法。
它利用超声波在绝缘材料内部的传播速度与材料完整性的关系,通过检测超声波信号的传播时间和振幅变化来判断绝缘材料的老化程度。
空气超声法具有操作简便、结果解释清晰等优点,但其对绝缘材料的形态和结构有一定的限制性。
4. 化学分析法化学分析法是一种通过化学试验来检测变压器绝缘材料老化程度的方法。
通常采用化学试剂对绝缘材料进行提取,然后利用色谱、质谱等技术对提取物进行分析。
化学分析法可以获得较为准确的老化程度信息,但需要耗费较长的时间和金钱,并对操作人员的技术要求较高。
综上所述,变压器绝缘材料老化的诊断方法有电红外法、超声波法、空气超声法和化学分析法等。
这些方法各有优缺点,可以根据实际情况选择合适的方法进行诊断。
在实际应用中,也可以结合多种方法进行综合判断,以提高诊断的准确性和可靠性。
未来随着科技的进步,相信会有更多更高效的变压器绝缘材料老化诊断方法被提出和应用。
变压器绝缘材料老化的监测与评估方法

变压器绝缘材料老化的监测与评估方法变压器是电力系统中不可或缺的设备,而绝缘材料作为变压器重要的组成部分,在运行中容易受到老化的影响。
变压器绝缘材料老化的监测与评估方法的研究对于确保变压器的稳定运行和延长其寿命至关重要。
本文将详细介绍变压器绝缘材料老化的监测与评估方法。
一、非破坏性监测方法非破坏性监测方法是指对变压器绝缘材料进行监测和评估,而无需对其进行破坏性的取样或检测的方法。
这些方法具有操作简便、无损失、高效快速等特点。
1. 绝缘电阻测量法绝缘电阻测量法是一种常见的非破坏性绝缘老化监测方法,它通过测量绝缘材料的电阻值来判断其老化程度。
该方法主要适用于固体绝缘材料,如纸、油漆、胶木等。
通过比较绝缘电阻值的变化,可判断绝缘材料是否存在老化现象。
2. 热发射电子显微镜(TEM)分析热发射电子显微镜(TEM)分析是通过观察绝缘材料中微小颗粒的形态和分布来评估其老化程度。
该方法对于富含纸质绝缘材料的变压器尤为适用。
通过TEM分析,可以检测到绝缘材料中氧化物、纤维、沉淀物等微观颗粒,进而评估绝缘材料的老化程度。
二、破坏性监测方法相较于非破坏性监测方法,破坏性监测方法需要对绝缘材料进行取样或检测,但能够更准确地评估绝缘材料的老化情况。
1. 绝缘材料物理性能测试绝缘材料的物理性能测试是常用的破坏性监测方法之一。
通过对取样绝缘材料的物理性能进行测试,如材料的拉伸强度、热稳定性等,可以评估绝缘材料的老化程度以及其在变压器中的使用寿命。
2. 气体分析法气体分析法是一种通过检测变压器油中产生的气体,来评估绝缘材料老化程度的方法。
当绝缘材料发生老化、破损或击穿时,会导致油中产生相应的气体。
通过对油中气体成分和含量的分析,可以判断绝缘材料的老化情况,提前进行维修或更换。
三、红外热成像检测红外热成像检测是一种通过红外热像仪对变压器进行绝缘材料老化情况的监测。
通过检测变压器外壳的表面温度分布,可以发现绝缘材料存在的问题,如老化、破损等。
变压器绝缘材料老化机理与技术

变压器绝缘材料老化机理与技术随着电力行业的发展,变压器作为一种重要的电力设备,在电力传输和分配中起着至关重要的作用。
然而,变压器绝缘材料老化是一个不可忽视的问题。
本文将探讨变压器绝缘材料老化的机理,并介绍一些常用的技术来延长绝缘材料的使用寿命。
一、绝缘材料老化的机理绝缘材料老化是指变压器绝缘材料由于长时间工作下所产生的物理、化学和电气性能的逐渐下降。
绝缘材料老化主要由以下几个方面的因素导致:1. 电压应力:变压器在运行过程中所承受的电压应力是造成绝缘材料老化的主要因素之一。
长时间高电压作用下,绝缘材料会发生电击穿、电腐蚀等现象,从而降低其绝缘性能。
2. 热应力:电流的通过会导致变压器绝缘材料产生热应力。
长时间高温作用下,绝缘材料的物理性能会发生变化,如强度下降、质地变脆等,从而影响其绝缘性能。
3. 湿度:变压器操作环境中的湿度也会对绝缘材料造成一定的影响。
湿度会使绝缘材料吸湿,导致绝缘性能下降,同时还容易引发电弧、击穿等故障。
4. 氧化:绝缘材料在长时间接触空气中,会发生氧化反应,使其物理和化学性质发生变化。
氧化会降低绝缘材料的绝缘性能和耐热性能,从而加速绝缘材料的老化。
二、延长绝缘材料寿命的技术为了延长变压器绝缘材料的使用寿命,人们研发出了一些有效的技术手段。
以下将介绍几种常用的技术:1. 绝缘材料表面涂层:通过在绝缘材料表面涂层一层保护层,可以减少绝缘材料与外界环境的接触,减缓其老化过程。
常用的涂层材料有氟化聚合物、硅烷等。
2. 电压监测和控制:通过安装电压监测装置,可以实时监测变压器电压的变化情况。
当电压超过设定值时,可以自动控制电压降低,减轻绝缘材料的应力,延长其使用寿命。
3. 温度控制:通过在变压器内部安装温度传感器,可以实时监测变压器的温度。
当温度超过设定值时,可以自动启动冷却系统,降低绝缘材料的热应力,延长其使用寿命。
4. 绝缘材料选择:合适的绝缘材料是延长变压器寿命的关键。
人们通过研发新型绝缘材料,如交联聚乙烯、氟塑料等,具有更好的绝缘性能和耐老化性能,可以大大延长绝缘材料的使用寿命。
《矿用干式变压器Nomex绝缘老化机理及评估方法研究》范文

《矿用干式变压器Nomex绝缘老化机理及评估方法研究》篇一一、引言随着煤炭工业的快速发展,矿用干式变压器在矿井电力系统中的地位日益重要。
Nomex绝缘材料因其优异的电气性能、高温稳定性和阻燃性,在矿用干式变压器中得到了广泛应用。
然而,绝缘材料的老化问题直接影响着变压器的使用寿命和运行安全。
因此,研究矿用干式变压器Nomex绝缘老化机理及评估方法,对于提高变压器的运行效率和安全性具有重要意义。
二、Nomex绝缘老化机理1. 热老化机理Nomex绝缘材料在高温环境下长期工作,会发生热老化现象。
热老化过程中,绝缘材料内部的化学键会断裂,导致分子量降低,材料性能逐渐恶化。
此外,热老化还会导致绝缘材料表面出现裂纹、变色等现象,进一步降低其绝缘性能。
2. 电老化机理电老化是指在电场作用下,绝缘材料发生电导增加、局部放电等现象,导致绝缘性能下降的过程。
在矿用干式变压器中,电场强度、电压波动等因素都会对Nomex绝缘材料产生电老化作用。
电老化的主要表现是绝缘材料表面出现局部放电痕迹、导电通道形成等。
3. 化学老化机理化学老化是指绝缘材料在化学介质(如氧气、水分等)的作用下发生化学变化,导致性能下降的过程。
在矿用干式变压器中,化学介质主要来自空气中的氧气、水分以及变压器内部的油质等。
这些化学介质会与Nomex绝缘材料发生化学反应,导致其性能降低。
三、Nomex绝缘老化评估方法1. 外观检查法外观检查法是一种直观的评估方法,通过观察Nomex绝缘材料的表面状况,如颜色、裂纹、放电痕迹等,判断其老化程度。
这种方法简单易行,但需结合其他评估方法进行综合判断。
2. 电气性能测试法电气性能测试法是通过测量Nomex绝缘材料的介电常数、介质损耗、击穿电压等参数,评估其绝缘性能的方法。
这些参数能够反映绝缘材料的电气性能和老化程度,是评估绝缘老化的重要依据。
3. 化学分析法化学分析法是通过分析Nomex绝缘材料中的化学成分、结构变化等,判断其老化程度的方法。
变压器绝缘老化原因和预防措施全套

变压器绝缘老化原因和预防措施全套变压器绝缘老化,是指变压器内部的绝缘漆包线、绝缘油、绝缘纸、绝缘板、绝缘垫、硅钢片表面绝缘层等材料受到热或其他物理化学反应的作用而逐步失去原来的机械强度和电气绝缘强度的一种现象。
变压器绝缘老化的几个原因:1.绝缘受潮。
这种情况也很常见,一般发生在直埋或排管里的变压器接头处。
比如:变压器接头制作不合格和在潮湿的气候条件下做接头,会使接头进水或混入水蒸气,逐渐损害变压器的绝缘强度而造成故障。
2、长期过负荷运行。
超负荷运行,由于电流的热效应,负载电流通过变压器时必然导致导体发热,同时电荷的集肤效应以及钢铠的涡流损耗、绝缘介质损耗也会产乍附加热量,从而使变压器温度升高。
长期超负荷运行时,过高的温度会加速绝缘的老化,以至绝缘被击穿。
尤其在炎热的夏季,变压器的温升常常导致变压器绝缘薄弱处首先被击穿,因此在夏季,变压器的故障也就特别多。
3、变压器接头故障。
变压器接头是变压器线路中最薄弱的环节,由人员直接过失(施工不良)引发的变压器接头故障时常发生。
施工人员在制作变压器接头过程中,如果有接头压接不紧、加热不充分等原网,都会导致变压器头绝缘降低,从而引发事故。
4、环境和温度。
变压器所处的外界环境和热源也会造成变压器温度过高、绝缘击穿,甚至爆炸起火。
5、电老化。
电老化可分为局部放电老化,产生原因为气隙、龟裂、剥离、气泡等,发展过程为氧化、穿孔导线,绝缘厚度减少,绝缘击穿;电老化另一原因是树脂放电,因为带电体凸起及绝缘中混有异物。
6、应力老化。
主要原因是热应力,热周围作用,振动应力,发展过程为龟裂、剥离等产生气隙,发展成电老化。
7、环境老化。
主要原因是运行现场潮气、尘埃以及有害气体等,发展过程为污损,吸潮产生爬电,降低绝缘水平。
变压器绝缘老化预防与治理关于变压器绝缘老化,主要从两个方面来说,一方面是为了防止或减少不利外部因素的影响,使变压器进行日常维护,保证变压器正常运行,同时在使用中,规范的各个方面,减少人为错误,具体方法可以列举如下:1)确保变压器不超载运行,工作温度不能超过绝缘材料的最高允许温度。
变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型探讨

变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型探讨随着电力系统的不断发展,变压器的重要性也日益凸显。
而变压器的重要组成部分就是绝缘材料。
然而,绝缘材料随着使用时间的增加,难免会出现老化问题,这就会导致变压器性能的降低,甚至危害系统的安全稳定运行。
因此,如何对绝缘材料的老化进行评估,对于变压器的安全运行具有重大意义。
1. 绝缘材料老化的原因绝缘材料的老化有许多原因,例如:电场、热、化学、辐射、机械应力等。
其中电场是主要原因之一。
电场强度的增加将导致绝缘材料极化强度不断加剧,从而会使绝缘材料出现损耗,最终导致绝缘材料老化。
2. 绝缘材料老化评估方法绝缘材料老化评估的目标是预测其寿命,以便安排维护和更换计划。
通常,绝缘材料的老化可以通过测量它们的电学、物理和化学性质的变化来评估。
下面列举几种典型的评估方法:(1)绝缘电阻率测量:绝缘电阻率的变化可以表示绝缘材料的老化程度。
(2)介电常数(介电损耗角正切)测量:绝缘材料老化导致介电常数和介电损耗角正切值的变化。
这种变化可以通过介电常数(介电损耗)测量来获得。
(3)热分析法:通过热分析技术对变压器油中的含气和水分等物理化学指标进行分析,可以掌控变压器油的状态和寿命情况。
(4)红外光谱法:红外光谱是用于分析和检测分子振动和旋转的方法。
通过检测绝缘材料中某些特定的分子振动谱线的变化,可以判断绝缘材料的状态。
3. 绝缘材料老化寿命预测模型随着变压器技术的不断发展,绝缘材料老化寿命预测模型越来越受到人们的关注。
下面介绍几种常用的预测模型:(1)Arrhenius定律模型:Arrhenius定律是表示化学反应速率和温度之间关系的基本方程。
在绝缘材料老化寿命的预测中,该模型适用于评估高温下绝缘材料老化趋势。
(2)James模型:该模型是利用电化学影响来预测绝缘材料寿命的。
模型中主要关注的是电场强度、老化时间、材料类型、厚度等参数。
(3)Corona损耗模型:Corona损耗是空气在高电场下放电的现象。
变压器绝缘材料老化的后果及处理

变压器绝缘材料老化的后果及处理在电力系统中,变压器是不可或缺的重要设备之一。
而变压器的正常运行离不开绝缘材料的良好状态。
然而,随着使用时间的延长,绝缘材料会发生老化现象,影响变压器的性能和可靠性。
本文将探讨变压器绝缘材料老化的后果,并提出处理方法,以确保变压器正常运行。
首先,让我们了解绝缘材料老化的原因。
导致绝缘材料老化的因素包括热、湿、氧化、电场和机械应力等。
长期高温和过载工作会使绝缘材料失去其弹性,并导致材料的老化。
同时,湿环境下会使绝缘材料受潮,减弱其绝缘性能。
绝缘材料在电场的作用下也容易受损,而机械应力会引起绝缘材料的破损。
绝缘材料老化的后果是多方面的。
首先,老化的绝缘材料会导致绝缘强度下降,增加了电击和火灾的风险。
其次,绝缘材料老化会导致变压器的绝缘阻抗降低,造成电流泄漏。
这不仅会导致能量损耗,还会使变压器在正常工作条件下过载,从而引起故障。
此外,老化的绝缘材料容易导致短路和击穿,进一步加剧了变压器的故障风险,并可能导致设备严重损坏。
针对变压器绝缘材料老化的问题,我们可以采取以下处理方法。
首先,定期进行变压器绝缘材料的检测和测试。
通过使用红外热像仪、介电强度测试仪等设备,可以检测绝缘材料的老化程度,及时发现并解决问题。
其次,保持变压器的正常运行环境。
及时排除水源和湿度,避免长期高温和过载运行。
此外,合理设计变压器的绝缘结构,减少电场和机械应力对绝缘材料的影响。
最后,根据绝缘材料的老化情况,及时更换老化严重的绝缘材料,并进行必要的绝缘材料保养和维修。
总之,变压器绝缘材料的老化会给设备带来严重后果。
为了保证变压器的正常运行和延长设备寿命,我们应该加强对绝缘材料老化的预防和处理。
通过定期检测、合理设计和及时更换绝缘材料等措施,可以有效减少绝缘材料老化带来的问题,提高变压器的可靠性和安全性。
(字数:536)。
变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型研究

变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型研究在变压器的运行过程中,绝缘材料的老化是一个不可忽视的问题。
随着变压器使用时间的延长,绝缘材料的老化会导致其性能下降,进而可能引发安全事故。
因此,对于变压器绝缘材料老化的研究和寿命评估成为了变压器运维管理的重要内容之一。
本文将针对变压器绝缘材料老化与寿命评估展开模型研究。
一、变压器绝缘材料老化机理变压器绝缘材料老化的机理是多方面的,主要包括热老化、氧化老化、电场老化和湿热老化等。
热老化是由于绝缘材料长期受到高温环境的作用,使得材料分子内部的结构发生变化;氧化老化是指绝缘材料长时间受到氧气的氧化作用,导致材料表面发生一系列变化;电场老化是由于电场在绝缘材料中产生能量的积累,使得材料的结构和性能发生改变;湿热老化是指绝缘材料在潮湿环境中长时间受到水分和温度的共同作用,导致材料的老化速度加快。
二、变压器绝缘材料老化评估方法为了准确评估绝缘材料的老化情况和剩余寿命,研究人员提出了多种评估方法。
其中比较常用的方法有物理化学方法、电气性能测试方法和红外热像仪检测方法等。
物理化学方法主要通过对绝缘材料进行物理分析和化学分析,如扫描电镜观察、红外光谱分析等,来判断绝缘材料的老化程度;电气性能测试方法主要通过测试绝缘材料的电气性能指标,如介质损耗角正切、击穿电压等,来评估绝缘材料的老化情况;红外热像仪检测方法主要是通过红外热像仪对变压器绝缘材料进行热成像,通过观察热像图来判断绝缘材料的老化情况。
三、变压器绝缘材料老化与寿命评估的模型研究为了更精准地预测变压器绝缘材料的老化寿命,研究人员提出了多种模型。
其中一种常用的模型是基于绝缘材料老化过程的物理化学模型。
该模型结合了绝缘材料老化的主要机理,通过建立材料老化的物理化学方程组,分析老化过程中的各种影响因素,如温度、湿度、电压等,并结合实际的变压器运行工况,预测绝缘材料的老化寿命。
另外,还有一种模型是基于绝缘材料的电气性能参数的寿命评估模型。
变压器绝缘材料老化的监测与处理策略研究

变压器绝缘材料老化的监测与处理策略研究变压器是电力系统中起着重要作用的设备之一,其正常运行需要稳定可靠的绝缘材料。
然而,由于长期使用和环境因素的影响,绝缘材料会出现老化现象,影响变压器的性能和寿命。
因此,对变压器绝缘材料老化进行监测和有效处理是十分重要的。
一、变压器绝缘材料老化监测方法绝缘材料老化的监测是预防变压器故障的关键。
下面介绍几种常用的监测方法:1. 基于物理量的监测方法基于物理量的监测方法包括测量变压器温度和湿度等物理参数。
温度过高和湿度过大会导致绝缘材料老化程度加剧,通过监测这些物理量的变化可以及时发现绝缘材料老化情况。
2. 基于电气特性的监测方法变压器绝缘老化会导致电气特性的改变,如介电损耗和介电强度等。
通过测量这些电气特性的变化可以判断绝缘材料老化程度,并及时采取措施进行处理。
3. 基于化学分析的监测方法绝缘材料老化会产生一些化学物质,通过对变压器油中的气体和溶解气体进行化学分析,可以判断绝缘材料的老化情况。
二、变压器绝缘材料老化处理策略一旦发现变压器绝缘材料存在老化问题,及时采取相应的处理策略可以延长其使用寿命和提高性能。
以下是一些常用的处理策略:1. 更换绝缘材料一种处理策略是将老化的绝缘材料更换为新的材料。
新材料具有更好的绝缘性能和抗老化能力,可以有效提高变压器的可靠性。
2. 绝缘材料修复绝缘材料修复是指针对老化绝缘材料的局部修复,可以使用绝缘漆或绝缘膜等修补材料进行修复,以阻止进一步老化,并恢复其正常性能。
3. 绝缘材料增强绝缘材料增强是通过添加或改变绝缘材料的成分,以提高其抗老化能力和耐热性能。
例如,可以添加抗氧剂和阻燃剂等化学物质。
4. 定期维护定期维护是变压器绝缘材料老化处理的基本策略之一。
通过定期检查和测试变压器的绝缘材料,可以及时发现老化情况,并采取相应的处理措施。
结论变压器绝缘材料老化的监测与处理策略对于保障变压器的正常运行和延长使用寿命具有重要意义。
通过合理选择监测方法和采取有效的处理策略,可以提高变压器的可靠性和稳定性,保障电力系统的正常运行。
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分析电力变压器绝缘老化及其诊断技术的应用1、变压器绝缘老化的危害及重要性目前,我国电网中,有较多的大型变压器运行年限已接近或超期,出于成本等因素的考虑,这些变压器仍在继续超期运行,因而所面临的一个共同问题是,随着绝缘老化程度的加深,绝缘机械强度下降,将导致变压器抵抗短路大电流冲击的能力大大降低,从而降低变压器的运行可靠性。
绝缘老化,使变压器逐渐丧失原有的机械性能和绝缘性能,运行中产生的电磁振动和电动力,也容易使变压器损坏;绝缘强度降低易产生局部放电、绝缘的工频及冲击击穿强度降低,造成变压器的击穿损坏。
据有关维修部门对各种变压器绝缘故障的剖析和统计研究得知,影响变压器运行状态和寿命的失效故障现象90%以上属于绝缘老化问题,在这种形势下,科学的运行监督能提高变压器安全运行水平,提前发现缺陷,对延长变压器运行寿命周期,提高经济运行效益有十分重要的意义。
因此,必须重视变压器绝缘老化问题。
2、绝缘老化机理2.1、绝缘老化:电力变压器大多使用A级绝缘。
绝缘材料有一定的机械强度和电气强度,机械强度是指绝缘承受机械荷载 (张力、压力、弯曲等)的本领;电气强度(或称绝缘强度)是指绝缘抵抗电击穿的本领。
变压器在长期运行中,由于受到大气条件和其他物理化学作用的影响,其绝缘材料的机械和电气强度逐渐衰退的现象,称为绝缘老化。
当绝缘完全失去弹性,即机械强度完全丧失时,只要没有机械损伤,仍有相当高的电气强度。
但失去弹性的绝缘,已变得干燥、易脆裂,容易因振动和电动力的作用而损坏。
因此,绝缘老化程度不能只按电气强度来判断,必须考虑机械强度的降低程度,而且主要由机械强度的降低程度来确定。
2.2、等值老化原则:变压器运行时,如果维持绕组热点温度为98。
C,可以获得正常预期寿命。
但是,实际上绕组热点温度受到气温θ0和负荷K波动的影响,变动范围大,即绕组热点温度是一个随时间变化的量θht,为此,在一定时间间隔T内,如果部分时间内绕组热点温度低于98℃,而另一部分时间内允许绕组热点温度高于98℃,只要变压器在高于98℃时多损耗的寿命得到低于98℃时少损耗的寿命的完全补偿,则变压器的预期寿命可以和维持绕组热点温度为98℃时等值,此即等值老化原则。
换言之,等值老化原则就是:使变压器在一定时间间隔T内,绝缘老化或损耗的寿命与维持绕组热点温度为98℃时等值。
根据老化率概念,当θht随时间变化时:⎰⎰-==T o p p Tp dt e TTe e V ht )98(980dt1ht θθ 显然,如果V>1,变压器的老化大于正常老化,预期寿命缩短;如果V<1,变压器的老化小于正常老化,变压器的负荷能力未得到充分利用。
因此,在一定时间间隔内,维持变压器的老化率V 接近于1,是制订变压器负荷能力的主要依据。
3、影响变压器绝缘老化的因素影响电力变压器绝缘老化的因素很多,主要有磁场、电场以及自然力等三个方面。
3.1、磁场的影响:变压器的磁场分为主磁通的磁场和漏磁通的磁场,主磁通的磁场主要用来传递电能,漏磁通的磁场比较复杂,主要产生如下三个效应:1)、损耗效应:变压器各绕组的导体处于漏磁场中,将在导体中产生涡流,并由此引起涡流损耗。
涡流损耗的大小主要取决于导体的几何尺寸和漏磁场的大小与分布,垂直于漏磁场方向的各层导体中的涡流损耗是不同的。
漏磁通在绕组及铁芯中感应涡流,不能传递能量,只能产生压降和热量,使变压器温度升高。
平均意义上说,漏磁场不大,但是由于变压器介质分布不均匀,而且在实际运行中的变压器经常受到外界因素的影响,使其漏磁场分布不均匀,这是导致变压器局部过热的原因之一。
此外,漏磁场在变压器的金属结构附件中产生杂散损耗。
在绕组轴向的漏磁通可以在绕组压板、压钉和铁轭以及夹件中感应出涡流,引起损耗。
变压器内部引线的电磁场会在其附近的金属件中引起涡流损耗。
所有这些损耗即铁损都可能引起变压器绝缘的老化或损坏,成为运行故障的根源。
变压器的漏磁场强度都随变压器容量的变化而变化,容量越大,漏磁场强度就越大。
单台额定容量为150 MVA 以下的变压器的漏磁强度与额定容量的关系可用公式(1)计算: 4p lIN H ⨯==常数 容量在150 MVA 以上时,可用公式(2)计算:4p lIN H ⨯==常数 其中P 是变压器的容量,N 为绕组匝数,J 为绕组电流,Z 为漏磁场的有效长度。
可见,变压器的容量不同,漏磁场强度就不同,造成的损耗也不同。
2)、机械力效应:大型变压器在线圈漏磁场作用下,将在绕组导线上产生电磁力及动态机械力,这两个力的作用将会使变压器的绕组及其紧固件发生形变或位移,容易造成变压器的绝缘破坏,产生局部放电。
3)、热效应:变压器运行时,绕组、铁芯以及其它构件中产生的损耗几乎全部转化为热能。
这些热能使变压器的温度升高达到一定温度时就会造成变压器的绝缘破坏。
变压器的极限温度主要取决于绕组绝缘材料的耐热性能。
油浸式变压器绕组间的绝缘材料,一般采用电缆纸或其他纸质材料,属A级绝缘,耐热温度为105℃。
干式变压器常采用玻璃纤维绝缘材料,属B级绝缘,耐热温度为130℃。
如果绝缘材料的温度超过其极限温度(亦即变压器的极限温度),则变压器的寿命便会急剧缩短,甚至会烧毁。
在变压器的运行中,其绕组的中部偏上部位有一个最热区,所以变压器的上层油温高于中下层。
试验表明,油浸式绕组最热点年平均温度若不大于98℃,变压器的运行年限可为20~25 年,绕组最热点的温度一般比平均温度高13℃,所以绕组在额定负载下的年平均温度定为85℃,变压器油的平均温度大于98℃以后,绝缘性能就会显著恶化。
3.2、电场的影响电场作用对变压器的绝缘有着较大的影响。
电场分布不均匀容易造成变压器的绝缘击穿,发生局部放电,这是变压器损坏的主要原因之一。
例如变压器出口突然发生三相短路,大电流产生的电动力将引发变压器绝缘移位,线圈变形,电场分布不均匀,最终导致变压器的绝缘损坏,使变压器的寿命缩短。
引起变压器电场不均匀的原因主要有:1)、工频过电压引起变压器主绝缘电场分布不均匀造成局部放电。
2)、雷电冲击过电压引起的纵绝缘电场强度过大造成纵绝缘的破坏。
3)、操作波过电压和特快速瞬时过电压引起的纵绝缘击穿。
3.3、外界自然力的影响热力、化学力、风、雨、雪、冰雹以及地震等自然力和自然灾害对变压器的寿命都有着较大的影响。
这些因素往往是不可预测的,对变压器的影响也是偶然的,没有规律的,如地震发生的时间、强度以及对变压器等设备的作用都是不确定的,地震可以使浮放的变压器发生移位、扭转、掉台等,造成变压器顶端高低压绝缘瓷套管被破坏。
对于固定良好的变压器,可造成变压器顶部绝缘瓷套管根部裂损或断裂,这就需要从变压器自身及其安装的角度进行研究,加强其防震能力。
对其它外力的影响也需要在不断认识规律、积累经验的基础上进行研究并加以防范。
4、变压器绝缘老化的预防:变压器绝缘老化的预防主要是从两个方面入手。
4.1、一方面主要是防止或减少不良的外界因素的影响,作好变压器的日常维护,保证变压器正常运行,同时,在使用上,每一个环节都按规范进行,减少人为故障,据统计,变压器运行维护不良造成的事故约占变压器故障总数的一半。
要解决维护不良问题:1)、要保证变压器不要过负荷运行,运行温度不能超过绝缘材料允许的最高温度。
2)、要防止变压器出口发生突发性短路,尤其要防止外界偶然因素和环境因素造成的突发性短路。
3)、加强变压器的在线诊断,对其故障进行提前预测,如经常进行局部放电测量、油温及线圈温度测量,绝缘油的色谱分析,油中微水分析,对特征气体、游离气体以及总烃的检测。
检测可按国家标准分别在投运前、投运时、运行中和特殊情况下进行。
4)、改进避雷措施和散热方式等。
4.2、另一方面主要是从变压器的开发、研究以及设计人手,在结构上保证变压器设计的精确和完善。
主要方法有:1)、在绕组端部施加端圈、角环等改善变压器内部电场的分布。
2)、采用饼式纠结式绕组。
3)、采用内屏蔽插入电容。
4)、采用优质的绝缘材料。
5)、对变压器的设计采用三维模型进行精确的数值计算,优化变压器的绝缘裕度。
这些方法都可以减少绝缘老化故障发生的可能性。
这需要从物理的、化学的过程进行分析,深入研究其内在规律,掌握老化故障的原因及故障与产品的使用条件之间的内在联系,从根本上预防老化故障的发生或降低故障的发生率。
老化故障的预防还可以通过在实验室进行试验的方法进行电气分析和检测,并通过搜集分析各项电气试验的数据,如对绕组的直流电阻、变比、空载电流、空载损耗、局部放电、铁芯的绝缘电阻以及接地电流等项目的分析综合,找出参数的变化,及时作出故障的事先判断。
总之,变压器的绝缘老化故障是变压器的主要故障之一,直接影响变压器的寿命,必须从多方面人手,及早的给予预防,才能延长变压器的实际寿命,减少电力系统的经济损失。
5、电力变压器绝缘老化的现场诊断技术现场诊断是确定变压器绝缘强度的手段。
现场诊断和趋势分析的结合是最重要的检测手段,能及时检测变压器的过热、局部放电、电介质劣化、线圈位移等。
有下列检测项目:a、局部放电测量。
当变压器有异常或油色谱中出现C2H2时,应对变压器进行现场局部放电测量。
超声波局放仪能对发生局部放电部位进行定位。
b、油温及线圈温度的定期测量。
能发现变压器是否过载或局部过热,从而进行更细致的诊断。
c、油的色谱分析。
变压器绝缘老化主要有变压器油和纤维素绝缘材料两方面的老化。
变压器油老化主要是氧化反应,铜为催化剂。
油中的氧在水分、温度作用下使老化加速,生成醇、醛、酮等氧化物及酸性化合物,最终析出油泥。
油氧化反应形成少量的CO和C02,随着运行中气体的积累,CO和CO2将成为油中气体的主要成分。
随着运行年数的增加,绝缘材料老化,使CO和C02的含量逐渐增加。
由于CO2较容易溶解于油中,而CO在油中的溶解度小、易逸散,因此CO2/CO一般是随着运行年限的增加而逐渐变大。
当CO2/CO大于7时,认为绝缘可能老化,也可能是大面积低温过热故障引起的非正常老化,据此初步判断有绝缘老化的可能性。
d、油中糠醛含量测量。
变压器油中的糠醛含量随运行时间的增加而增加,但不同变压器除了制造上的固有差异外,还因运行中环境温度、负载率等不同,造成在相同运行时间内糠醛含量的分散性;另外变压器油纸比例不同,测试结果用单位体积油中糠醛的毫克量表示,使相同老化状况的不同设备的测试结果出现不同;变压器油处理也是影响糠醛含量的重要因素。
变压器油中按糠醛含量数据进行比较,可判断变压器存在绝缘老化。
e、测量绝缘纸的聚合度。
测量变压器绝缘纸的聚合度(指绝缘纸分子包含纤维素分子的数目)是确定变压器老化程度的一种比较可靠的手段。
纸聚合度的大小直接反映了纸的老化程度,新的油侵纸(板)的聚合度值约为1000,当受到温度、水分、氧化等作用后,纤维素降解(是指绝缘材料裂解产生杂质,使绝缘老化),大分子发生断裂,使纤维素长度缩短,也即D-葡萄糖的单体个数减少至数百,而纸的聚合度正是代表了纤维素分子中D-葡萄糖的单体个数。