变压器的绝缘老化分析

变压器的绝缘老化分析

变压器大多使用油浸电缆纸，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，使绝缘材料的机械电气性能衰减，逐渐失去其初期所具有的性质，产生绝缘老化。

在材料的纤维组织还未失去机械强度的时候，电气强度是不会降低的，甚至材料完全失去弹性时，只要没有机械损伤，其电器强度仍相当高。而已经老化的绝缘材料，显得十分干燥脆弱，在电磁振动和电磁力得作用下，极易损坏。

判断绝缘材料得老化程度，不能单由电气强度出发，主要应由其机械强度得降低情况来决定。一般认为，变压器绝缘得机械强度降低至15％－20%时，变压器得预期寿命即终止。工程上通常用相对预期寿命和老化率来表示变压器的老化程度。

变压器的绝缘老化，主要由于温度、湿度、氧气和油中的劣化产物所引起的化学反应，高温是促成老化的直接原因。运行中绝缘的工作温度越高，氧化反应进行的越快，绝缘老化也越快。因此，相对预期寿命和老化率都牵涉到绕组热点温度。标准变压器在额定负荷和正常环境温度下，热点温度的正常基准值为98℃，此时变压器能获得正常预期寿命20－30％年，此时变压器的老化率为1。研究表明，绕组温度每增加6℃，老化加倍，预期寿命缩短一半，此为绝缘老化的“6℃规则”。变压器运行时，如维持变压器绕组热点的温度在98℃，可以获得正常寿命。

实际上，绕组温度受气温和负荷波动的影响，变动范围很大，故我国标准规定，油侵电缆纸绝缘绕组温升为65℃，最高环境温度为＋40℃。此时绕组热点的温度是105℃，在此情况下不限制变压器的负荷。实际上此时的老化率有2倍多，之所以这样规定，是考虑到变压器在想当一部分时间内，绕组温度低于98℃。只要使变压器在温度较高的时间内所多损耗的寿命，与变压器在温度较低的时间内所少损耗的寿命相互补偿，变压器的寿命就可以和恒温98℃运行时得寿命等值，此谓“等值老化原则”。

变压器得正常过负荷能力，就是以不牺牲变压器的正常寿命为原则制定的。在一年内，变压器周围冷却介质的温度随着季节、气温的变化而变化。在冬季时，变压器的散热条件较好，所以变压器的温度也较低。在不损坏变压器的绕组绝缘和不减少变压器使用寿命的前提下，变压器可以在高峰及冬季时过负荷运行，但变压器温升不能超过规定数值。