略谈电力变压器引线故障

【摘要】在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。而变压器引线则是电力变压器上十分重要却又相对脆弱的一个组件，多年来因引线故障导致变压器事故的案例层出不穷。本文将就此简要分析电力变压器引线故障的原因、现象、危害以及预防办法，以减少此类事故的发生。

【关键词】电力变压器，引线故障，引线过热

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：

1.概述

引线是变压器内部绕组出线与外部接线的中间环节，其接头通过焊接而成，引线外部加以绝缘包扎以防止短路和接触不良，因而焊接质量和绝缘情况直接影响到引线故障的发生。本文将以一个因为引线绝缘包扎不合格导致电力变压器过热的案例为导引，简要谈一谈电力变压器引线故障的发生现象及发生原因，然后再介绍引线的工艺要求，最后提出预防引线故障的办法。希望通过本文的介绍，能对广大电力行业机构和从业者的工作有所助益。

2．引线简介及引线故障引起变压器事故的案例

2.1引线简介

电力变压器的引线有圆铜线、铜排和软铜线。引线直径为12㎜以下时用圆铜线。引线的截面在80～100㎜时采用铜排。软铜线适用于复杂的引线，广泛用在大中型电力变压器上。引线与线圈导线的联结以及引线相互之间的联结，多用铜焊。细小的导线亦用熔焊。铝线圈与铜引线的联结用氩弧焊。引线与套管，引线与分接开关的联结，有用螺栓做成可拆卸的，或者用压接法把软引线与联结端头作成为固定的。

2.2 引线故障引起变压器事故的案例

电力变压器过热性故障是较常见的，在其中，有引线引发的过热故障占了很大的比例，这里介绍一起由引线原因导致的过热性故障。

2003年，某水电站主变 B 相（单相变压器，型号：DFP8-100000/220 ，额定电压：242/ √3 ± 2 ×2.5%/13.8kV）在该年5月春检中发现绝缘油色谱试验数据异常 。总烃含量超过注意值且增长速率很快。在可燃性气体组分中，甲烷 130.56μL/L，乙烯332.53μL/L，是主要组分。乙炔含量为1.19μL/L。根据三比值法分析，变压器内部存在超过 700℃过热性故障。

2003年6月18日该变压器进行吊罩检查。发现中性点引线对应于套管尾端绝缘白布带已经破损，引线断股3处（每股27根） ，断股处积有碳黑。很显然，过热是造成断股的直接原因。在中性点套管铜管底部亦对应存在着过热痕迹。

这种引线分流过热性故障并不少见，特别是早期66kV套管内穿缆引线发生此类故障的较多。 这是因为，引线电缆外表绝缘层的白布带，经过制作中工序的传递和引线装配，多数已不紧密和不完整。某些制造厂，甚至完全不要这一层白布带。引线大多不是直顺套管方向进入导管，一旦引线部分与导管内壁靠接，造成分流和接触不良，产生热故障。这是一个典型的因为引线绝缘包扎不过关导致的变压器事故。

3．引线故障现象及原因分析

3.1引线故障的发生现象

引线是变压器内部绕组出线与外部接线的中间环接，其接头通过焊接而成，因而焊接质量直接影响到引线故障的发生。其主要故障模式有：引线短路、引线断路、引线接触不良。引线断路会使变压器立即停止运行，引线相间短路如不及时处理会导致绕组相间短路扩大事故，发展成为灾难性故障，属于致命性故障。引线对地短路、接触不良将会产生局部高温烧断引线而使变压器停止运作，因而属于临界性故障。

3.2引线故障的发生原因

3.2.1 引线焊接不合格

就引线焊接而言，主要有锡焊接、磷铜焊接和冷压接三种。这三种引线焊接方式都有各自严格的操作标准，不按操作要求来做很容易引发后续事故。焊接完成之后的保持也很重要，维护人员要时时注意保持焊接端口的全面清洁，防止焊接口的老化、起毛刺和脱落。

3.2.2 引线绝缘不过关

就引线绝缘而言，要注意的是绝缘距离、绝缘材料和绝缘层厚度这三个主要问题。引线与各部位之间的绝缘距离不合标准，很容易导致引线电流分流，引起短路和过热，以上案例的变压器过热事故就是因为这个原因才发生的；引线的外部绝缘包装不合格或老化更容易引起上述事故。

3.2.3 引线固定支点等外部物理原因

引线固定支点不够、支架不牢固等也是导致电力变压器事故的原因之一。如某厂生产的一台SFPF-360000/330电力变压器,由于引线的固定垫块的间隔太大(垫块数不够),当发生短路时,低压引线变形,造成木支架和垫块脱落、三支套管根部断裂、油箱变形开裂,低压绕组有位移的事故。短路事故后发现变压器夹持引线的木支架裂开和木螺杆折断的情况有多起,因此应加强有关木夹件的强度。

4.变压器引线的工艺要求

4.1 引线焊接

引线焊接的主要工作是接头的焊接，焊接质量直接影响到产品的质量，因此，引线焊接必须注意以下几点：（1）焊前清理好焊接部位，特别是绕组引线，必须将漆膜刷净，以保持接触良好；（2）掌握好焊接温度，及时加适量磷铜至渗透饱满为止， 整个焊接过程流畅、准确、时间越短越好；（3）焊前应用湿的石棉绳将出线包好， 做好对附近绝缘的保护工作；（4）焊后检查焊接质量， 并进行细致清理。

4.2绝缘包扎

配好的线，一般都事先包好绝缘，且一律采用半叠包法，即前一圈和后一圈搭接长度为皱纹纸宽度的二分之一，这样可以保证各处的绝缘厚度一致。事先包好绝缘时，要留出焊接位置，包括石棉绳浸水冷却用的位置。凡需要接包绝缘的部位，事先包扎时，应包成锥形， 锥形的长度一般可选5—7倍的绝缘厚度。焊接之后的焊接部分及事先弯成各种形状的引线，可进行手工包扎，手工包扎时应注意搭接长度均匀一致，包扎紧实，根部尽量包足，遇到突起部分不得少包，也不得多包，以便包扎外观圆滑无突起，收头处粘牢。内绕组出头伸出端，绝缘部分的包纸较长而影响引线弯形时，允许将绝缘多余部分剥去，但必须保持原有锥形，最好是用刀削成锥形，以保证接包部分绝缘的包扎质量。如果绝缘包扎质量不好，极易发生对地击穿故障。

4.3 整理

引线完成的最后一道程序是全面检查和整理工作，主要是确定所有接线是否符合图纸要求，每一根引线对地、对邻近的绕组、相邻的引线之间的绝缘距离是否符合要求。对达不到要求的部位应调整其所处的位置，相邻的分接引线可以用蜡线绑扎，以固定位置。引线遇有尖角电极时，除保证一定绝缘距离较小外时，应使用纸板或护槽隔断油路，以提高耐电强度。引线通过支架时，应对纯油隙尺寸和沿支架爬电进行绝缘强度校核，可采用加包电缆纸增大爬电距离。如果引线完工后，能认真做好上述几项工作， 保证绝缘薄弱处都得到加强， 确保绝缘距离，夹持可靠，就能使试验合格率大大提高。这对引线工作来说， 是十分重要的一个环节。

5.引线故障的预防办法

5.1检查引线和引线锥的绝缘包扎及引线头

首先，引线绝缘包扎应完好 ，无变形、变脆，引线无断股卡伤情况，对穿缆引线，应将引线用白布带半迭包绕一层，220KV及以上引线接头焊接处去毛刺，表面光洁，包金属屏蔽层后再加包绝缘。

其次，早期采用锡焊的引线接头应尽可能改为磷铜或银焊接，引线头无烧伤，接头表面应平整、清洁、光滑无毛刺，不得有其他杂质，并应用金属皱纹纸进行屏蔽。

然后，引线本身必须表面光滑，无任何尖角、毛刺，高压引线出头处加装均压管。外包金属屏蔽，以减小引线表面场强。所包绝缘应紧实，厚度应符合制造厂的规定。接包部位要有一定长度的锥度搭接尺寸。

最后，引线长短适宜，不应有扭曲现象。

5.2检查引线与各部位之间的绝缘距离

引线与各部位之间的绝缘距离，根据引线包扎绝缘的厚度不同而异，但应不小于制造厂的规定。导线表面应包扎一层绝缘，以防止异物形成短路或接地。引线与周同其他部件之间的绝缘距离应满足要求。其他部件的电极形状尽量成圆球面。当引线从夹件的侧面通过时，附近的夹件支板、铁支架、螺栓、压钉、压钉碗等以及靠近的油箱内壁，所有这些接地部件都应采取改善电极形状的措施，不应有尖角、毛刺等。

5.3检查绝缘支架及引线在绝缘支架内的固定情况

绝缘支架应无破损、松动、裂纹、弯曲变形及烧伤现象。绝缘支架与铁夹件的固定可用钢螺栓，绝缘件与绝缘支架的固定应用绝缘螺栓，两种螺栓均需有放松措施。绝缘夹件在固定引线处应垫以附加绝缘，以防卡伤引线绝缘。引线固定用绝缘夹件的间距，应考虑在电动力的作用下，不致发生引线短路。

参考文献：

[1] 严文群，变压器内部过热故障的诊断及处理，高压电技术，2005

[2] 哈俊志，浅谈变压器引线的工艺程序及其要求，新疆有色金属，2012

[3] 韩洪刚，由引线引起的电力变压器过热性故障分析，中国科协2004 年学术年会电力分会暨中国电机工程学会2004年学术年会论文集