配電變壓器故障在線檢測(cè)

一、標(biāo)配變故障產(chǎn)生原因與特點(diǎn)

配電變壓器由于制造、裝配、運(yùn)行、維護(hù)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(yùn)行中其絕緣又受到電、熱和氧氣的作用，使變壓器油和有機(jī)材料逐漸老化，并在一定條件的沖擊下會(huì)裂解生成少量低分子氣體。若在配變內(nèi)產(chǎn)生過(guò)熱或發(fā)生局部放電時(shí)，會(huì)加快氣體生成的速率，裂解生成的氣體會(huì)形成氣泡不斷溶解到變壓器油中。此時(shí)運(yùn)用在線檢測(cè)技術(shù)手段，即能對(duì)生成氣體的組分、含量和能量進(jìn)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(shí)間內(nèi)不會(huì)釀成事故;而局部放電，尤是匝、層間的局部放電，會(huì)導(dǎo)致絕緣的老化。若有過(guò)電壓沖擊會(huì)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(dǎo)致絕緣擊穿而損壞。

眾所周知，任何事物都有一個(gè)產(chǎn)生、發(fā)展的過(guò)程，也就是從量變到質(zhì)變的過(guò)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(guò)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(gè)較為緩慢的發(fā)展過(guò)程。若能在故障形成的過(guò)程中，運(yùn)用響應(yīng)快速的在線檢測(cè)技術(shù)手段，即能對(duì)故障產(chǎn)生氣體進(jìn)行檢測(cè)，從測(cè)得氣體組分、含量進(jìn)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(shì)，為配變故障檢修維護(hù)提信息，為開(kāi)展?fàn)顟B(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?xì)浠衔锘蛱妓衔?，其材料的分子結(jié)構(gòu)中碳?xì)滏?C—H)最多，其絕緣材料受熱擊穿或電擊穿時(shí)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(lái)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(biāo)志。同時(shí)，由于氫氣在變壓器中的低溶解性和高擴(kuò)散性，即使氫氣濃度較低也能被檢測(cè)出來(lái)，若是能檢測(cè)氫氣，即是配變?cè)缙诠收系念A(yù)警。為此，選擇氫氣作為檢測(cè)對(duì)象，是采用在線檢測(cè)技術(shù)診斷局部放電及早期故障的最佳方法。

據(jù)有關(guān)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(duì)絕緣性能產(chǎn)生很大的危害。當(dāng)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(yán)重時(shí)將導(dǎo)致絕緣擊穿。據(jù)此，可運(yùn)用在線檢測(cè)技術(shù)對(duì)變壓器油中水分進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)變壓器油中測(cè)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(duì)配變整體絕緣狀況進(jìn)行評(píng)估，為配變實(shí)施狀態(tài)檢修提供信息。同時(shí)也便于及時(shí)對(duì)配變故障進(jìn)行排除，避免惡性事故的發(fā)生。

三、配變故障的在線檢測(cè)

配變?cè)诰€檢測(cè)項(xiàng)目分為油中氣體(水分)和絕緣兩大類。絕緣檢測(cè)項(xiàng)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(cè)，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(cè)儀采用獨(dú)特氣體分離技術(shù)，可便捷地將故障產(chǎn)生氣體分離出來(lái)，便于快捷地對(duì)產(chǎn)生氣體的測(cè)定。該儀器采用光進(jìn)的熱導(dǎo)傳感來(lái)進(jìn)行氫氣含量的測(cè)定，并能對(duì)故障氣體響應(yīng)速度很快情況下進(jìn)行連續(xù)的測(cè)量、該儀器還采用尖端的IC技術(shù)對(duì)油中溶解氫氣的連續(xù)檢測(cè)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(cè)實(shí)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(cè)儀則能快速準(zhǔn)確地檢測(cè)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(yùn)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(cè)儀即能滿足這種快速產(chǎn)氣的測(cè)量要求，一般能在故障氣體產(chǎn)生的15秒內(nèi)測(cè)出并報(bào)警，有利于對(duì)故障的及時(shí)處理，避免配變惡性事故的發(fā)生。

在線檢測(cè)儀具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、安裝方便、運(yùn)行維護(hù)量少等優(yōu)點(diǎn)，給用戶帶來(lái)方便與低成本。隨著傳感技術(shù)、微機(jī)技術(shù)和油氣分離技術(shù)的迅速發(fā)展，在線檢測(cè)儀的功能會(huì)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(jié)束語(yǔ)

在線檢測(cè)技術(shù)是在不停電下，對(duì)配變運(yùn)行狀況及絕緣性能進(jìn)行檢測(cè)，以判定配變的潛在故障。對(duì)配變故障產(chǎn)氣的早期診斷及絕緣強(qiáng)度降低程度的判定具有獨(dú)特功能。

通過(guò)對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與分析，為推行設(shè)備狀態(tài)維修提供信息。便于設(shè)備故障的盡早排除，避免設(shè)備惡性事故的發(fā)生。