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摘 要：油浸式变压器中绝缘系统的固体绝缘材料老化，严重影响变压器的运行寿命。因此通过各种分析对变压器绝缘系统的影响并提出预防措施，对确保变压器的安全稳定运行有着重要作用。
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）02-01-01
在我国实施的“西电东送、南北互供、全国联网”能源战略中，电力变压器是变电站的核心设备，也是互联电网安全运行的最重要和关键设备之一，它的运行状况直接关系到电力系统的安全运行。
一、影响油浸式变压器绝缘性能的主要因素：
（1）温度的影响。
变压器的寿命取决于绝缘的老化程度，而绝缘的老化又取决于运行的温度。如油浸变压器在额定负载下，绕组平均温升为65℃，最热点温升为78℃，若平均环境温度为20C，则最热点温度为98℃；在这个温度下，变压器可运行20—30年，若变压器超载运行，温度升高，促使寿命缩短。
（2）湿度的影响。
绝缘油中的微量水分是影响绝缘特性的重要因素之一。绝缘油中微量水分的存在，对绝缘介质的电气性能与理化性能都有极大的危害，水分可导致绝缘油的火花放电电压降低，介质损耗因数增大，促进绝缘油老化，绝缘性能劣化。而设备受潮，不仅导致电力设备的运行可靠性和寿命降低，更可能导致设备损坏甚至危及人身安全。
（3）油保护方式的影响。变压器油中氧的作用会加速绝缘分解反应，而含氧量与油保护方式有关。
（4）过电压的影响。
1）暂态过电压的影响。三相变压器正常运行产生的相、地间电压是相间电压的58%，但发生单相故障时主绝缘的电压对中性点接地系统将增加30%，对中性点不接地系统将增加73%，因而可能损伤绝缘。
2）雷电过电压的影响。雷电过电压由于波头陡，引起纵绝缘（匝问、并间、绝缘）上电压分布很不均匀，可能在绝缘上留下放电痕迹，从而使固体绝缘受到破坏。
3）操作过电压的影响。由于操作过电压的波头相当平缓，所以电压分布近似线性，操作过电压波由一个绕组转移到另一个绕组上时，约与这两个绕组间的匝数成正比，从而容易造成主绝缘或相间绝缘的劣化和损坏。
（4）短路电动力的影响。出口短路时的电动力可能会使变压器绕组变形、引线移位，从而改变了原有的绝缘距离，使绝缘发热，加速老化或受到损伤造成放电、拉弧及短路故障。
二、油浸式变压器绝缘故障分析：
在油浸式变压器中，内绝缘的主要绝缘材料是变压器油绝缘纸、纸板、木块等主要成分为纤维素的固体绝缘材料。这些绝缘材料受环境因素的影响将发生分解而老化，甚至丧失绝缘强度，。
大多数变压器故障是由绝缘事故造成的。因此，确保运行变压器的正常运转，对电力变压器故障诊断技术进行研究十分必要。
1.固体纸绝缘故障
固体纸绝缘是油浸变压器绝缘的主要部分之一，包括：绝缘纸、绝缘板、绝缘垫、绝缘卷、绝缘绑扎带等，其主要成分是纤维素，固体绝缘具有不可逆转的老化特性，其机械和电气强度的老化降低都是不能恢复的。变压器的寿命主要取决于绝缘材料的寿命，因此油浸变压器固体绝缘材料，应既具有良好的电绝缘性能和机械特性，而且长年累月的运行后，其性能下降较慢，即老化特性好。
（1）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，
（2）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：
1）耐张强度：要求纸纤维受到拉伸负荷时，具有能耐受而不被拉断的最大应力
2）冲压强度：要求纸纤维具有耐受压力而不被折断的能力的量度。
3）撕裂强度：要求纸纤维发生撕裂所需的力符合相应标准。
4）坚韧性：是纸折叠或纸板弯曲时的强度能满足相应要求。
（3）纸纤维材料的劣化。主要包括三个方面：
1）纤维脆裂。当过度受热使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）纤维材料机械强度下降。纤维材料的机械强度随受热时间的延长而下降，当变压器发热造成绝缘材料水分再次排出时，绝缘电阻的数值可能会变高，但其机械强度将会大大下降，绝缘纸材将不能抵御短路电流或冲击负荷等机械力的影响。
3）纤维材料本身的收缩。纤维材料在脆化后收缩，使夹紧力降低，可能造成收缩移动，使变压器绕组在电磁振动或冲击电压下移位摩擦而损伤绝缘。
2.液体油绝缘故障
变压器油中混入水分和杂质后，绝缘性能下降，击穿场强降低，介质损耗增大，并加速油的氧化过程。变压器油在早期劣化过程中生成的过氧化物与绝缘纤维素材料反应生成氧化纤维素，使固体绝缘脆化或收缩，后期劣化过程中，酸类侵蚀铜、铁、绝缘漆等生成油泥，粘附在固体绝缘材料或油箱边缘，沉积在油管及冷却器散热片等处，使变压器工作温度升高，耐电强度下降。当变压器的工作温度升高时，固体绝缘的纤维素要发生解环、断链，伴随产生的CO、CO2产气率往往呈指数规律增大。固体绝缘所含的水分将加速纤维素降解，在温度一定时，分解出的CO2随含水量的增高而增多，CO随含水量的减少而增大。通常，当温度升高时，固体绝缘内的水分向油中析出，油中微水含量增多，导致油的火花放电电压降低，介质损耗增大，造成变压器油劣化。
总结，由以上分析可知，变压器发生的故障大部分是绝缘故障和制造质量有关，当然有的也和运行维护相联系，因此，在变压器运行中应加强维护工作，如对变压器绝缘定期分析从而延缓变压器的使用寿命.
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）02-01-01
在我国实施的“西电东送、南北互供、全国联网”能源战略中，电力变压器是变电站的核心设备，也是互联电网安全运行的最重要和关键设备之一，它的运行状况直接关系到电力系统的安全运行。
一、影响油浸式变压器绝缘性能的主要因素：
（1）温度的影响。
变压器的寿命取决于绝缘的老化程度，而绝缘的老化又取决于运行的温度。如油浸变压器在额定负载下，绕组平均温升为65℃，最热点温升为78℃，若平均环境温度为20C，则最热点温度为98℃；在这个温度下，变压器可运行20—30年，若变压器超载运行，温度升高，促使寿命缩短。
（2）湿度的影响。
绝缘油中的微量水分是影响绝缘特性的重要因素之一。绝缘油中微量水分的存在，对绝缘介质的电气性能与理化性能都有极大的危害，水分可导致绝缘油的火花放电电压降低，介质损耗因数增大，促进绝缘油老化，绝缘性能劣化。而设备受潮，不仅导致电力设备的运行可靠性和寿命降低，更可能导致设备损坏甚至危及人身安全。
（3）油保护方式的影响。变压器油中氧的作用会加速绝缘分解反应，而含氧量与油保护方式有关。
（4）过电压的影响。
1）暂态过电压的影响。三相变压器正常运行产生的相、地间电压是相间电压的58%，但发生单相故障时主绝缘的电压对中性点接地系统将增加30%，对中性点不接地系统将增加73%，因而可能损伤绝缘。
2）雷电过电压的影响。雷电过电压由于波头陡，引起纵绝缘（匝问、并间、绝缘）上电压分布很不均匀，可能在绝缘上留下放电痕迹，从而使固体绝缘受到破坏。
3）操作过电压的影响。由于操作过电压的波头相当平缓，所以电压分布近似线性，操作过电压波由一个绕组转移到另一个绕组上时，约与这两个绕组间的匝数成正比，从而容易造成主绝缘或相间绝缘的劣化和损坏。
（4）短路电动力的影响。出口短路时的电动力可能会使变压器绕组变形、引线移位，从而改变了原有的绝缘距离，使绝缘发热，加速老化或受到损伤造成放电、拉弧及短路故障。
二、油浸式变压器绝缘故障分析：
在油浸式变压器中，内绝缘的主要绝缘材料是变压器油绝缘纸、纸板、木块等主要成分为纤维素的固体绝缘材料。这些绝缘材料受环境因素的影响将发生分解而老化，甚至丧失绝缘强度，。
大多数变压器故障是由绝缘事故造成的。因此，确保运行变压器的正常运转，对电力变压器故障诊断技术进行研究十分必要。
1.固体纸绝缘故障
固体纸绝缘是油浸变压器绝缘的主要部分之一，包括：绝缘纸、绝缘板、绝缘垫、绝缘卷、绝缘绑扎带等，其主要成分是纤维素，固体绝缘具有不可逆转的老化特性，其机械和电气强度的老化降低都是不能恢复的。变压器的寿命主要取决于绝缘材料的寿命，因此油浸变压器固体绝缘材料，应既具有良好的电绝缘性能和机械特性，而且长年累月的运行后，其性能下降较慢，即老化特性好。
（1）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，
（2）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：
1）耐张强度：要求纸纤维受到拉伸负荷时，具有能耐受而不被拉断的最大应力
2）冲压强度：要求纸纤维具有耐受压力而不被折断的能力的量度。
3）撕裂强度：要求纸纤维发生撕裂所需的力符合相应标准。
4）坚韧性：是纸折叠或纸板弯曲时的强度能满足相应要求。
（3）纸纤维材料的劣化。主要包括三个方面：
1）纤维脆裂。当过度受热使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）纤维材料机械强度下降。纤维材料的机械强度随受热时间的延长而下降，当变压器发热造成绝缘材料水分再次排出时，绝缘电阻的数值可能会变高，但其机械强度将会大大下降，绝缘纸材将不能抵御短路电流或冲击负荷等机械力的影响。
3）纤维材料本身的收缩。纤维材料在脆化后收缩，使夹紧力降低，可能造成收缩移动，使变压器绕组在电磁振动或冲击电压下移位摩擦而损伤绝缘。
2.液体油绝缘故障
变压器油中混入水分和杂质后，绝缘性能下降，击穿场强降低，介质损耗增大，并加速油的氧化过程。变压器油在早期劣化过程中生成的过氧化物与绝缘纤维素材料反应生成氧化纤维素，使固体绝缘脆化或收缩，后期劣化过程中，酸类侵蚀铜、铁、绝缘漆等生成油泥，粘附在固体绝缘材料或油箱边缘，沉积在油管及冷却器散热片等处，使变压器工作温度升高，耐电强度下降。当变压器的工作温度升高时，固体绝缘的纤维素要发生解环、断链，伴随产生的CO、CO2产气率往往呈指数规律增大。固体绝缘所含的水分将加速纤维素降解，在温度一定时，分解出的CO2随含水量的增高而增多，CO随含水量的减少而增大。通常，当温度升高时，固体绝缘内的水分向油中析出，油中微水含量增多，导致油的火花放电电压降低，介质损耗增大，造成变压器油劣化。
总结，由以上分析可知，变压器发生的故障大部分是绝缘故障和制造质量有关，当然有的也和运行维护相联系，因此，在变压器运行中应加强维护工作，如对变压器绝缘定期分析从而延缓变压器的使用寿命.