针对变压器老化问题分析与研究

[摘 要]本文首先分析了变压器老化成因与表现，然后阐述了影响变压器绝缘故障的主要因素，判断变压器老化状况并依次对变压器寿命进行评估将会对电力部门起到非常关键的作用。本文在此提出了自己的一些看法，可供参考。

[关键词]变压器老化； 绝缘故障； 变压器寿命； 绝缘性能； 机械强度； 供电可靠性；

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0161-01

一、前言

随着我国经济发展的速度不断加快，再加上人们的生活水平越来越好，对电能的需求也就越来越大，这就要求变压器的性能要跟得上人们需求的脚步。所以说，变压器在整个电网中具有很大的重要性。

二、变压器老化成因及表现

由于变压器内出现的故障，常处于逐步发展的状态，同时大多不是单一类型的故障，往往是一种类型伴随着另一种类型。或几种类型同时出现.因此，更需要认真分析。具体对待。实践证明。大多变压器的损坏和故障都是因绝缘系统的损坏而造成。据统计因各种类型的绝缘故障形成的事故约占全部变压器事故的85%以上。对正常运行及注意进行维修管理的变压器。其绝缘材料具有很长的使用寿命。国外根据理论计算及实验研究表明。当小型油浸配电变压器的实际温度持续在95℃时，理论寿命将可达400年。设计和现场运行的经验说明.维护得好的变压器.实际寿命能达到50-70年：而按制造厂的设计要求和技术指标.一般把变压器的预期寿命定为20-40年。

因此，保护变压器的正常运行和加强对绝缘系统的合理维护。很大程度上可以保证变压器具有相对较长的使用寿命，而预防性和预知性维护是提高变压器使用寿命和提高供电可靠性的关键。

1.固体纸绝缘故障

（一）纸纤维材料的性能

绝缘纸纤维材料是油浸变压器中最主要的绝缘组件材料，纸纤维是植物的基本固体组织成分。组成物质分子的原子中有带正电的原子核和围绕原子核运行的带负电的电子，与金属导体不同的是绝缘材料中几乎没有自由电子，绝缘体中极小的电导电流主要来自离子电导。纤维素由碳、氢和氧组成，这样由于纤维家分子结构中存在氢氧根，便存在形成水的潜在可能，使纸纤维有含水的特性。此外，这些氢氧根可认为是被各种极性分子（如酸和水）包围着的中心，它们以氢键相结合，使得纤维易受破坏，同时纤维中往往含有一定比例（约7%左右）的杂质，这些杂质中包括一定量的水分，因纤维呈胶体性质，使这些水分尚不能完全除去。这样也就影响了纸纤维的性能。极性的纤维素不但易于吸潮（水分是强极性介质），而且当纸纤维吸水时，使氢氧根之间的相互作用力变弱。在纤维结构不稳定的条件下机械强度急剧变坏，因此，纸绝缘部件一般要经过干燥或真空干燥处理和浸油或绝缘漆后才能使用。

（二）纸绝缘材料的机械强度

油浸变压器选择纸绝缘材料最重要的因素除纸的纤维成分、密度、渗透性和均匀性以外。还包括机械强度的要求，包括耐张强度、冲压强度、撕裂强度和坚韧性。判断固体绝缘性能可以设法取样测量纸或纸板的聚合度，或利用高效液相色谱分析技术测量油中糠醛含量、以便于分析变压器内部存在故障时，是否涉及固体绝缘或是否存在引起线圈绝缘局部老化的低温过热，或判断固体绝缘的老化程度。对纸纤维绝缘材料在运行及维护中，应注意控制变压器额定负荷，要求运行环境空气流通、散热条件好，防止变压器温升超标和箱体缺油。还要防止油质污染、劣化等造成纤维的加速老化，而损害变压器的绝缘性能、使用寿命和安全运行。

（三） 纸纤维材料的劣化

纤维脆裂。当过度受热就会使得水分从纤维材料中脱离，更会加速纤维材料脆化。由于纸材脆化剥落，在机械振动、电动应力、操作波等冲击力的影响下可能产生绝缘故障而形成电气事故。

2.液体油绝缘故障

变压器油劣化的原因指变压器油质变坏，按轻重程度可分为污染和劣化两个阶段。污染是油中混入水分和杂质，这些不是油氧化的产物，污染油的绝缘性能会变坏，击穿电场强度降低。介质损失角增大。劣化是油氧化后的结果，当然这种氧化并不仅指纯净油中烃类的氧化，而是存在于油中杂质将加速氧化过程，特别是铜、铁、铝金属粉屑等。氧来源于变压器内的空气，即使在全密封的变压器内部仍有容积为0.25%左右的氧存在，氧的溶解度较高，因此在油中溶解的气体中占有较高的比率。

三、影响变压器绝缘故障的主要因素

我国由于和其他国家的国情不同，因此对于变压器的维修情况也是不同的。但是无论如何维修，都需要先知道出现的问题以及问题的成因，这样才能有效的、快速的解决问题，减少由于故障出现而导致的经济收入的变化。

1.自然力的影响。世间万物都是会受到自然力的影响的，尤其是现在科技，虽然有着高度的独立状态，但是在自然力的影响下，也会产生不同情况的变化。因此要对变压器进行合理的设置和维修，尽量减少由于自然力的影响产生的损失等。自然力是有大自然产生的，看不见的一种影响力。这种影响力在不知不觉中影响正世间万物。我国的电力系统也处于这样的自然力的影响之下，因此也会对变压器产生一定的损耗。这些损耗是不知不觉中就发生的，因此要想及时的发现这些损耗是十分困难的。这也就致使了变压器老化加速的原因之一。但是自然力不仅仅影响着变压器的老化，还对变压器绝缘产生影响，导致故障出现，影响到变压器的正常运行。

我国的科学技术近年来虽然也在不断地发展，日新月异。但是和国外先进国家相比，还是有一定的差距存在。因此需要不断的学习国外先进的科学技术。学习先进科学技术，并且进行自主研究，如何能够减少自然力对电力系统中变压器的影响，并把这种影响变成保护变压器的一种力量。这就可以更好的减少了变压的老化和绝缘故障发生的几率。但是首先要对电压器的实际情况进行详细的了解，对自然力量有着足够的认识。

2.电场的影响。在电力系统中，从影响变压器绝缘老化的各个因素看，电场对变压器绝缘老化的影响是最大的。电场在电力系统中是普遍存在的，而变压器受损的一个重要原因就是由于电场分布不均匀，产生电路的局部放电，以致造成变压器的绝缘击穿，而在电力系统的运行中，引起变压器周围电场分布不均的原因又是多方面的，首先，纵绝缘击穿是电场分布不均的一个重要原因，纵绝缘击穿产生的原因有两个方面，其一是过电压（主要有他快速瞬时过电压和操作波过电压）引起的纵绝缘击穿，其二是雷电冲击过电压引起的纵绝缘电场强度过大造成纵绝缘击穿。此外，由于工频过电压的原因造成了变压器主绝缘电场分布不均匀造成了局部的放电现象，这也是电场对变压器绝缘老化影响的一个重要方面。

3.磁场的影响。磁场对变压器绝缘老化的影响仅次于电场对变压器绝缘老化的影响。对于电力系统中的磁场来说，主要有两种类型，即漏磁通磁场和主磁通磁场，漏磁通磁场是一种较为复杂的磁场，在该磁场的作用下，主要将会产生三种效应，即热效应、机械力效应和损耗效应。

四、结束语

通过以上的分析以及探讨，我们对变压器老化问题有了一个更深的认识，因为变压器对整个电网都起到至关重要的作用，所以必须重视变压器的老化问题，因为只有这样，才能保障电网安全运行，为人们的需求做出贡献。

参考文献

[1] 方海彬，刘晓明，赖增辉，彭娜油.浸式变压器绕组油流及温升影响因素分析[J].变压器.2011（22）：90-92

[2] 郭妍，冉晓霞.变压器老化成因与表现及影响变压器绝缘故障的主要因素探析[J].科技信息.2011（1）：66-68

[3] 常盛楠.电力变压器寿命周期管理――浅析变压器绝缘老化[J].科技致富向导.2011（77）：4-6

[4] 舒廉甫.发电厂、变电站过电压保护及接地设计[J].北京：中国电力出版社.2010（6）：33-35