配電變壓器故障在線檢測

一、標配變故障產(chǎn)生原因與特點

配電變壓器由于制造、裝配、運行、維護等諸多原因，使其內(nèi)部絕緣存在的缺陷不斷惡化，抗短路能力降低。配變運行中其絕緣又受到電、熱和氧氣的作用，使變壓器油和有機材料逐漸老化，并在一定條件的沖擊下會裂解生成少量低分子氣體。若在配變內(nèi)產(chǎn)生過熱或發(fā)生局部放電時，會加快氣體生成的速率，裂解生成的氣體會形成氣泡不斷溶解到變壓器油中。此時運用在線檢測技術手段，即能對生成氣體的組分、含量和能量進行分析，從而能發(fā)現(xiàn)配變內(nèi)部存在的潛伏性故障。

配變內(nèi)部故障是由于熱擊穿和電擊穿而形成的。熱擊穿的發(fā)展速度較為緩慢，在短時間內(nèi)不會釀成事故;而局部放電，尤是匝、層間的局部放電，會導致絕緣的老化。若有過電壓沖擊會加速絕緣老化速率，使絕緣材料的絕緣性能快速降低，并能從局部放電發(fā)展成電弧放電，最終導致絕緣擊穿而損壞。

眾所周知，任何事物都有一個產(chǎn)生、發(fā)展的過程，也就是從量變到質(zhì)變的過程。配變內(nèi)部故障即是電暈—爬電—火花放電—電弧放電這樣的過程而形成的，其發(fā)展的速度取決于故障發(fā)生的部位和故障能量的大小。眾多配變故障的資料顯示，故障的形成都是一個較為緩慢的發(fā)展過程。若能在故障形成的過程中，運用響應快速的在線檢測技術手段，即能對故障產(chǎn)生氣體進行檢測，從測得氣體組分、含量進行分析，即可發(fā)現(xiàn)配變內(nèi)部的初始故障及故障發(fā)展的趨勢，為配變故障檢修維護提信息，為開展狀態(tài)維修提供支撐。

二、配變內(nèi)部故障產(chǎn)生氣體的特征

配變內(nèi)部的絕緣油。紙、布、漆和木材等絕緣材料都是碳氫化合物或碳水化合物，其材料的分子結構中碳氫鏈(C—H)最多，其絕緣材料受熱擊穿或電擊穿時最容易分解斷裂而產(chǎn)生氣體。其特征氣體有：H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2等，從不同故障類型所產(chǎn)生的氣體組分來看，各種故障所產(chǎn)生的氣體中均有氫氣，所以氫氣含量的明顯增加，是配變內(nèi)部發(fā)生故障的標志。同時，由于氫氣在變壓器中的低溶解性和高擴散性，即使氫氣濃度較低也能被檢測出來，若是能檢測氫氣，即是配變早期故障的預警。為此，選擇氫氣作為檢測對象，是采用在線檢測技術診斷局部放電及早期故障的最佳方法。

據(jù)有關資料顯示：配變內(nèi)部發(fā)生的故障有80%以上均為絕緣老化所致，而水分則是造成絕緣性能降低的首要因素，所以變壓器油中的水分含量，將對絕緣性能產(chǎn)生很大的危害。當變壓器油中水分含量增加到一定值后，配變絕緣性能將明顯惡化，嚴重時將導致絕緣擊穿。據(jù)此，可運用在線檢測技術對變壓器油中水分進行檢測。根據(jù)變壓器油中測定的水分含量，不僅可判斷變壓器油絕緣降低程度，而且還能對配變整體絕緣狀況進行評估，為配變實施狀態(tài)檢修提供信息。同時也便于及時對配變故障進行排除，避免惡性事故的發(fā)生。

三、配變故障的在線檢測

配變在線檢測項目分為油中氣體(水分)和絕緣兩大類。絕緣檢測項目有介質(zhì)損耗、泄漏電流和局部放電。其中介損和泄漏電流的檢測，只能反映配變絕緣的總體狀況，卻難以發(fā)現(xiàn)局部放電的缺陷。

在線檢測儀采用獨特氣體分離技術，可便捷地將故障產(chǎn)生氣體分離出來，便于快捷地對產(chǎn)生氣體的測定。該儀器采用光進的熱導傳感來進行氫氣含量的測定，并能對故障氣體響應速度很快情況下進行連續(xù)的測量、該儀器還采用尖端的IC技術對油中溶解氫氣的連續(xù)檢測以及產(chǎn)氣速率的判定，則是配變局部放電及早期故障的最佳方法。

從配變故障產(chǎn)生氣體的檢測實踐表明，各種故障產(chǎn)生的特征氣體中均有氫氣，而在線檢測儀則能快速準確地檢測出局部放電初期產(chǎn)生的氫氣，據(jù)此即可判斷配變的早期局部放電故障。

配變運行中若因內(nèi)部缺陷引發(fā)的局部放電，其發(fā)展速度是很快的，而在線檢測儀即能滿足這種快速產(chǎn)氣的測量要求，一般能在故障氣體產(chǎn)生的15秒內(nèi)測出并報警，有利于對故障的及時處理，避免配變惡性事故的發(fā)生。

在線檢測儀具有系統(tǒng)簡單、安裝方便、運行維護量少等優(yōu)點，給用戶帶來方便與低成本。隨著傳感技術、微機技術和油氣分離技術的迅速發(fā)展，在線檢測儀的功能會更加完善。為此，必將在配變的各種潛在狀態(tài)維修制度提供支撐。

四、結束語

在線檢測技術是在不停電下，對配變運行狀況及絕緣性能進行檢測，以判定配變的潛在故障。對配變故障產(chǎn)氣的早期診斷及絕緣強度降低程度的判定具有獨特功能。

通過對設備實時數(shù)據(jù)采集與分析，為推行設備狀態(tài)維修提供信息。便于設備故障的盡早排除，避免設備惡性事故的發(fā)生。