影響變壓器絕緣性能的主要因素

在變壓器運行過程中，影響變壓器絕緣性能的主要因素是溫度、濕度、油保護方法和過電壓效應。因此，將這些因素控制在合理的范圍內，是保證變壓器安全使用的關鍵要素。

　　1、溫度的影響

　　電力變壓器采用油紙絕緣，油紙中的水分在不同溫度下具有不同的平衡曲線。一般情況下，當溫度升高時，紙中的水分會沉淀到水池中；否則，紙張會從油中吸收水分。因此，溫度越高，變壓器中絕緣油的含水量越大；反之，含水量小。

　　當溫度不同時，伴隨氣體產(chǎn)生的纖維素的溶解和斷鏈程度不同。在一定溫度下，CO和CO2的產(chǎn)率是恒定的，即油中CO和CO2的含氣量與時間呈線性關系。隨著溫度的不斷升高，CO 和 CO 的生成速率呈指數(shù)增長趨勢。由此可見，油中co和CO的含量與絕緣紙的熱老化直接相關，含量變化可以作為判斷密封變壓器中紙層是否異常的標準之一。

　　變壓器的壽命取決于絕緣的老化程度，而老化程度又取決于工作溫度。在額定負載下，油浸式變壓器繞組平均溫度升至65℃，最高溫度升至78℃。如果平均環(huán)境溫度為20°C，則最熱點溫度為98°C；在這個溫度下，變壓器可以運行20- 30年，如果變壓器過載，溫度會升高，從而縮短壽命。

　　國際電工委員會（IEC）認為，絕緣變壓器在80 ～140℃的溫度范圍內，溫度每升高6℃ ，變壓器絕緣的有效壽命將加倍。這是6°C規(guī)則，它說明了熱量的局限性。它比過去接受的 8°C 規(guī)則更嚴格。

　　2、濕度的影響

　　水分的存在加速了紙纖維素的降解。因此，CO和CO2的產(chǎn)生也與纖維素材料的水分含量有關。當濕度恒定時，含水量越高，二氧化碳分解越多。相反，水含量越低，CO分解越多。

　　絕緣油中的微量水分是影響絕緣性能的重要因素之一。絕緣油中微量水分的存在對絕緣介質的電氣和物理化學性能有很大的危害。水分會降低絕緣油的火花放電電壓，增加介質損耗因數(shù)tg8，促進絕緣油老化，使絕緣性能變差。設備受潮不僅會降低電力設備的運行可靠性和使用壽命，還會造成設備損壞，甚至危及人身安全。

　　3、防油方式的影響

　　變壓器油中氧的作用加速了絕緣分解反應，氧的含量與油的保護方式有關。另外，不同的水池對CO和CO2在油中溶解和擴散的方式也不同。例如，CO的溶解量小，開式變壓器CO很容易擴散到油面空間中。因此，開式變壓器中CO的體積分數(shù)一般不超過300x10-6。對于密封變壓器，由于油面與空氣絕緣，CO和CO2不易揮發(fā)，因此含量較高。

　　4、過電壓的影響

　　(1) 瞬態(tài)過電壓的影響

　　三相變壓器正常運行產(chǎn)生的相對地電壓為相電壓的58% ，但發(fā)生單相故障時，中性點接地系統(tǒng)的主絕緣電壓增加30 % ，中性點接地系統(tǒng)的主絕緣電壓增加73%。中性點不接地系統(tǒng)，可能損壞絕緣。

　　(2) 雷電過電壓的影響

　　由于雷電過電壓波陡峭，縱向絕緣（匝間、平行、絕緣）上的電壓分布很不均勻，可能在絕緣上留下放電痕跡，從而破壞固體絕緣。

　　(3) 工作過電壓的影響

　　由于工作過電壓頭比較平滑，電壓分布近似線性。當工作過電壓波從一個繞組轉移到另一個繞組時，它與兩個繞組之間的匝數(shù)大致成正比，這很可能導致主絕緣或相間絕緣劣化和損壞。

　　5、短路電動勢的影響

　　出線短路時的電動勢會使變壓器繞組變形，使引出線移位，從而改變原來的絕緣距離，使絕緣發(fā)熱，加速老化或損壞，引起放電、拉弧、短路故障。