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变压器电气绝缘故障处理方案

一、变压器电气绝缘故障概述

变压器作为电力系统中的关键设备，其电气绝缘性能直接影响运行安全。绝缘故障是变压器常见问题之一，可能由过电压、过热、机械损伤、介质劣化等因素引发。故障若不及时处理，可能导致设备损坏、停电事故甚至火灾。因此，建立科学的故障处理方案至关重要。

二、故障诊断与排查

在处理变压器绝缘故障前，需通过系统性的诊断与排查确定故障类型及原因。主要方法包括：

（一）外观检查

1.观察绝缘件是否有裂纹、放电痕迹、变形等物理损伤。

2.检查油位、油色是否正常，有无渗漏油现象。

（二）电气测试

1.绝缘电阻测试：使用兆欧表测量绕组对地及相间绝缘电阻，正常值应大于规程要求（如220kV变压器冷态≥1000MΩ）。

2.介质损耗角正切（tanδ）测试：高温或高电场下tanδ值会增大，异常时需结合油中溶解气体分析。

3.直流电阻测试：对比三相电阻平衡性，异常可能指示绕组匝间短路。

4.油中溶解气体分析（DGA）：通过气相色谱法检测氢气（H?）、甲烷（CH?）、乙烷（C?H?）等气体含量，判断故障类型（如过热故障乙炔（C?H?）含量会显著升高）。

（三）局部放电检测

1.采用特高频（UHF）、超声波等手段检测放电信号，定位故障位置。

三、故障处理方案

根据诊断结果，采取针对性措施修复绝缘系统。

（一）过热型绝缘故障处理

1.停机检查：隔离故障绕组，检查冷却系统（风扇、油循环）是否堵塞或损坏。

2.清理与更换：清除绝缘污秽，更换老化绝缘材料（如绝缘纸、油纸绝缘）。

3.优化运行参数：调整负载率，避免长期过载运行。

（二）电晕或放电型绝缘故障处理

1.改善外绝缘设计：增加绝缘距离，优化套管结构以减少电场集中。

2.油质处理：更换绝缘油，去除游离碳等杂质（油中总碳含量应≤0.1mg/g）。

3.金属部件检查：消除铁芯多点接地、绕组引线接触不良等问题。

（三）油浸式变压器绝缘修复

1.油处理：采用真空滤油机脱气、脱水，油中水分含量需≤5ppm。

2.绝缘加固：对受损绝缘件进行浸渍处理，使用环氧树脂等增强材料修复裂缝。

3.预防性维护：定期检测油中气体，建立故障预警模型。

四、预防措施

1.运行监控：实时监测温度、电压、电流等参数，设置超限报警。

2.环境防护：避免绝缘受潮、污秽侵蚀，定期清洁套管表面。

3.检修标准：严格执行绝缘件更换周期，老旧设备优先淘汰。

五、安全注意事项

1.处理故障时需断开电源，并采取防静电措施。

2.使用绝缘工具，避免人体接触油污或带电部分。

3.油处理与更换时防止油品泄漏，做好通风防护。

三、故障处理方案（续）

（一）过热型绝缘故障处理（详细步骤）

1.停机检查与隔离

(1)按照变电站停送电操作规程，断开变压器电源，并隔离故障侧线路，防止故障扩大。

(2)使用红外测温仪检测绕组各分接位置温度，记录异常热点位置，初步判断过热范围。

(3)打开变压器顶盖或油箱观察窗，检查绝缘件（如绝缘筒、垫块）有无焦糊、变形，记录损坏程度。

2.冷却系统排查与维护

(1)检查强迫油循环变压器的油泵、风扇运行状态，确认油流是否正常（可通过油流观察窗或超声波流量计检测）。

(2)清理冷却器散热片，确保空气流通无阻碍，测量风扇电机转速是否达标（正常值应为额定转速±5%）。

(3)检查冷却器油泵出口、进口阀门是否全开，避免压降过大影响散热效率。

3.绝缘材料修复或更换

(1)局部修复：对轻微开裂的绝缘件，使用环氧树脂胶粘剂进行表面修补，固化后进行绝缘耐压测试。

(2)整体更换：若绝缘纸、绝缘板已碳化或分层，需拆卸故障绕组，更换为同规格新型绝缘材料（如采用低损耗的聚酯纤维复合材料）。

(3)更换时注意绝缘件尺寸匹配，确保安装后无挤压，预留适当电气间隙（220kV级变压器最小间隙≥200mm）。

4.运行参数优化

(1)调整变压器负载曲线，避免长期接近额定容量运行，建议负载率控制在80%以下。

(2)若因电网谐波导致过热，可加装有源滤波器，降低THD（总谐波畸变率）至5%以下。

（二）电晕或放电型绝缘故障处理（清单与操作）

1.外绝缘改善措施

(1)套管加固：检查套管护套有无破损，必要时更换为防污型或复合绝缘套管。

(2)极间距离调整：测量相间、相对地最小距离，不足时需增加绝缘筒高度或改造铁芯结构。

(3)金属件接地排查：使用接地电阻测试仪（精度0.2级）检测铁芯、夹件接地是否良好，电阻值≤4Ω。

2.绝缘油处理流程

(1)真空脱水脱气：将油抽至-35℃以下，真空度≤133Pa，处理时间不少于12小时。

(2)油质检测：处理后的油需检测介质损耗角（tanδ≤0.8%）、含水量（≤3ppm）、色谱气体组分。

(3)补充新油：混合油