3.1.4受潮。運行中變壓器內部的水分是運動的,不停地遷移和聚集,在高電場區域聚集一定水分之後,在正常工作電壓下產生放電而損壞絕緣。
3.2 水分對油絕緣的危害性
3.2.1變壓器內水分的動態特性。變壓器內部的水分有兩種存在狀態,一種是受束縛的,一種是自由的。溶解於油中的水分可以隨油流動而運動,稱之為自由水。物理性吸附於固體絕緣和金屬表麵的水分,可以溶解到油中成為自由水,稱之為準自由水。紙絕緣中準自由水含量以%計,而油中自由水以ppm計。準自由水的含量比自由水要大。假設紙絕緣與油的比例為1比10,當紙絕緣中準自由水為0.5%,油中自由水為10ppm,準自由水比自由水就要多50倍。
油中自由水的含量隨溫度的升高而增加,紙中準自由水的含量則隨溫度的升高而下降。變壓器在運行中紙絕緣和油中的水分不停地在進行交換。
變壓器在運行中油在不停地循環,變壓器內的電場和溫度場是不均勻的。在高電場處和低溫處容易集積水分。因此隨著變壓器運行時間的增加,水分在絕緣上的分布越來越不均勻,以致形成水分的局部集積。
水分局部集積的程度首先與含水量有關,溫度對水分的聚集有驅散作用,而電場強度、紙纖維的極性對水分有顯著的吸引力。所以,對於自由水和準自由水含量高的變壓器,水分可能在高電場區域局部集積到足以引起絕緣事故的程度。
3.2.2關於受潮的形態與放電的發展過程。通常在見到侵入變壓器內部的水分才認為是受潮,這是狹義的受潮概念。從廣義受潮的要領出發,變壓器實際受潮形態,可分為兩類:
①明顯受潮:明顯受潮是指通常所說的“變壓器受潮”,即明顯能看到油箱底部或器身上有積水,並且發現水分入侵的原因。
②隱性受潮:“隱性受潮”是指事故前並未發生水分入侵,隻是原有水分悄悄地在絕緣上局部集積。水分集積到足以產生局部放電時,先開始局部放電。局部放電產生氣體,使放電進一步發展。當產氣量大於擴散量,局部放電持續進行,很快發展成貫穿性擊穿。如果產氣量小於擴散量,則局部放電暫時停歇,待水分再次集聚,或選擇其他途徑再次發生局部放電。其間歇的時間因放電部位的狀況不同而差別很大,有的甚至可以停歇幾年。沿紙板的枝狀放電是這種放電形態的典型。對於局部放電發展空間有限的場合,例如匝間絕緣下部與墊塊間的油角中集積水分,一旦發生局部放電,很快導致匝絕緣或段間(餅間)絕緣擊穿,形成突發性絕緣事故。前者使用適當的線檢測技術,有可能發覺和防禦突發事故。但對於後者,必須采取積極的防禦措施,防止自由水的局部集積。
4.防範
防止變壓器在正常工作電壓下的絕緣事故,從製造、安裝、檢修和運行4個環節都應采取相應措施。
4.1製造
變壓器真空幹燥後,固體絕緣中的含水量應小於0.5%,嚴格進行真空注油。注入油的含水量必須小於10ppm。
4.2安裝
變壓器在安裝過程中,不可能不接觸大氣,因此絕緣體和金屬表麵都會吸附大氣中的水分,為了使變壓器內部的水分恢複到出廠時的水平,變壓器安裝後必須嚴格進行真空幹燥和真空注油。
4.3檢修
當發現變壓器內的水分比剛投運時有明顯增多時,應看作特別重要的狀態指標,必須作為狀態檢修的主要目的。