Thread Content
В настоящее время наиболее широко используемыми типами электрических трансформаторов являются масляные трансформаторы и сухие трансформаторы на основе смолы. Изоляция трансформатора представляет собой систему из изоляционных материалов, которые обеспечивают нормальную работу трансформатора. Срок службы трансформатора определяется сроком службы изоляционных материалов (то есть масла, бумаги или смолы и т. д.). Практика показывает, что большинство повреждений и неисправностей трансформаторов вызваны повреждением изоляционной системы. По статистике, аварии, возникающие из-за различных типов неисправностей изоляции, составляют более 85% от общего числа аварий с трансформаторами. У трансформаторов, которые работают нормально и при которых соблюдается правильный режим технического обслуживания, изоляционные материалы имеют очень длительный срок службы. Таким образом, обеспечение нормальной работы трансформатора и надлежащее обслуживание изоляционной системы в значительной степени способствуют продлению срока его службы. Профилактическое и предиктивное обслуживание являются ключевыми факторами для увеличения срока службы трансформатора и повышения надежности электроснабжения. В масляных трансформаторах основными изоляционными материалами являются изоляционное масло и твердые изоляционные материалы — изоляционная бумага, картон, деревянные блоки и т. д. Так называемое старение изоляции трансформатора заключается в том, что под воздействием факторов окружающей среды эти материалы разлагаются, в результате чего снижается или утрачивается их изоляционная прочность. I. Нарушения изоляции на основе твердой бумаги. Изоляция на основе твердой бумаги является одной из основных составляющих изоляции маслонаполненных трансформаторов. К ней относятся изоляционная бумага, изоляционные пластины, изоляционные подкладки, изоляционные рулоны, изоляционные ленты и т. д. Основным компонентом такой изоляции является целлюлоза; ее химическая формула представляет собой (C6H10O6)n, где n — степень полимеризации. Обычно степень полимеризации новой бумаги составляет около 1300; когда она снижается до уровня примерно 250, её механическая прочность уменьшается более чем вдвое. Степень полимеризации, при которой из-за чрезмерного старения срок службы бумаги заканчивается, составляет 150–200. При старении изоляционной бумаги её степень полимеризации и прочность на растяжение постепенно снижаются, а также образуются вода, CO, CO2, а также фурфураль (формальдегид фурана). Большинство этих продуктов старения вредны для электрического оборудования: они снижают напряжение пробоя и удельное электрическое сопротивление изоляционных материалов, увеличивают диэлектрические потери, снижают прочность на растяжение, а также могут разрушать металлические компоненты оборудования. Твердая изоляция обладает необратимыми свойствами старения; снижение её механической и электрической прочности в процессе старения невозможно восстановить. Срок службы трансформатора в основном определяется сроком службы изоляционных материалов. Поэтому у трансформаторов с масляной изоляцией твердые изоляционные материалы должны обладать не только хорошими электрическими изоляционными свойствами и механическими характеристиками, но и медленно терять свои свойства со временем, то есть иметь хорошие показатели устойчивости к старению. 1. Характеристики бумажно-волокнистых изоляционных материалов. Бумажно-волокнистые изоляционные материалы являются основным компонентом изоляции в маслонаполненных трансформаторах. Бумажные волокна представляют собой основной твердый составной элемент растений. Молекулы этих волокон содержат ядра атомов, имеющие положительный заряд, и электроны, обращающиеся вокруг этих ядер и имеющие отрицательный заряд. В отличие от металлических проводников, в изоляционных материалах практически нет свободных электронов. Незначительный электрический ток, проходящий через изоляторы, обусловлен ионной проводимостью. Целлюлоза состоит из углерода, водорода и кислорода; благодаря наличию гидроксильных групп в молекулярной структуре целлюлозы существует возможность образования воды, что придает бумажным волокнам водоемкость. Кроме того, эти гидроксильные группы можно рассматривать как центры, окруженные различными полярными молекулами (например, кислотами и водой). Эти молекулы соединяются между собой посредством водородных связей, что делает волокна более уязвимыми для разрушения. В волокнах также содержится определенная доля примесей – примерно 7%. Среди этих примесей имеется определенное количество воды; однако из-за коллоидной природы волокон эту воду невозможно полностью удалить. Это также влияет на свойства бумажных волокон. Полярные волокна не только легко поглощают влагу (вода делает среду с высокой полярностью ещё более гигроскопичной), но и при поглощении воды ослабляется взаимодействие между гидроксильными группами. При этом механическая прочность волокон резко снижается, если их структура нестабильна. Поэтому бумажные изоляционные материалы перед использованием подвергаются сушке или вакуумной сушке, а также пропитке маслом или изоляционной краской. Целью пропитки является сохранение влажности в волокнах, что обеспечивает им высокую изоляционную и химическую стабильность, а также высокую механическую прочность. Кроме того, после герметизации бумаги краской снижается её способность поглощать влагу, что предотвращает окисление материала. Также это позволяет заполнить пустоты, уменьшая тем самым вероятность появления пузырьков, которые могут негативно повлиять на изоляционные свойства, вызвать локальные разряды и электрический пробой. Однако некоторые считают, что при обработке лаком, а затем маслом, часть лака может постепенно растворяться в масле, что может повлиять на его свойства. При использовании такого лака необходимо уделять этому особое внимание. Разумеется, степень влияния и эксплуатационные характеристики зависят от свойств волокнистых материалов разного состава, а также от качества материалов с одинаковым составом. Например, в хлопке содержится наибольшее количество волокон; средние по длине волокна являются самыми прочными. Кроме того, некоторые импортные изоляционные картоны благодаря хорошей обработке обладают значительно лучшими характеристиками, чем некоторые отечественные виды картона. В большинстве трансформаторов в качестве изоляционного материала используется различный вид бумаги (например, бумажная лента, картон, прессованные бумажные изделия и т. д.). Поэтому при изготовлении и ремонте трансформаторов очень важно правильно выбрать изоляционную бумагу из подходящего сырья. Особыми преимуществами волокнистой бумаги являются её практичность, низкая стоимость, удобство в обработке. При невысоких температурах её легко формовать и обрабатывать. Кроме того, она имеет небольшой вес, умеренную прочность, а также способна впитывать различные материалы для импрегнирования (например, изоляционную краску, масло для трансформаторов и т. д.). 2. Механическая прочность бумажных изоляционных материалов. При выборе бумажных изоляционных материалов для масляных трансформаторов, помимо состава волокон бумаги, её плотности, проницаемости и однородности, важными факторами являются также требования к механической прочности – прочности при растяжении, прочности при ударах, прочности при разрыве и усталостной прочности: ① Прочность при растяжении: требуется, чтобы волокна бумаги при подвергании растягивающей нагрузке могли выдерживать определенное напряжение, не ломаясь ； ② Прочность на сжатие: показатель, характеризующий способность волокон бумаги выдерживать давление без разрыва ； ③ Прочность на разрыв: сила, необходимая для разрыва волокон бумаги, должна соответствовать соответствующим стандартам ； ④ Прочность: способность бумаги или картона выдерживать сгибание без нарушения соответствующих требований. Для оценки качества твердой изоляции можно попытаться взять образцы бумаги или картона и измерить степень их полимеризации; также можно использовать метод высокоэффективной жидкостной хроматографии для определения содержания фурфурола в масле. Это позволяет выяснить, при наличии неисправностей в трансформаторе, затрагивают ли они твердую изоляцию, а также имеет ли место низкотемпературный перегрев, приводящий к локальному старению изоляции обмоток, или же определить степень старения самой твердой изоляции. При эксплуатации и техническом обслуживании изоляционных материалов на основе бумажных волокон необходимо контролировать номинальную нагрузку трансформатора. Требуется обеспечить хорошую циркуляцию воздуха в окружающей среде и условия для эффективного охлаждения, чтобы предотвратить повышение температуры трансформатора и нехватку масла в его корпусе. Также необходимо предотвратить загрязнение масла и его ухудшение, что может привести к ускоренному старению волокон, тем самым нанося ущерб изоляционным свойствам трансформатора, сроку его службы и безопасной работе. 3. Деградация бумажных волокнистых материалов в основном проявляется в трех аспектах: (1) хрупкость волокон. Чрезмерное нагревание, приводящее к уходу влаги из волокнистого материала, ещё больше ускоряет его хрупкость. Из-за хрупкости бумажного материала и его отслаивания под воздействием механических вибраций, электрических нагрузок, ударных воздействий и т. п. могут возникнуть неисправности изоляции, что приводит к электрическим авариям. (2) Снижается механическая прочность волоконных материалов. Механическая прочность волокнистых материалов снижается по мере увеличения времени нагрева. Когда из-за нагрева трансформатора влага из изоляционных материалов снова выделяется, значение изоляционного сопротивления может повыситься, однако их механическая прочность будет **снижаться**, и изоляционная бумага не сможет противостоять действию короткого замыкания или других механических нагрузок. (3) Само сжатие волокнистого материала. Волокнистые материалы сжимаются после хрупкости, в результате чего уменьшается сила зажима; это может привести к смещению, из-за которого обмотки трансформатора под действием электромагнитных колебаний или импульсных напряжений смещаются и трутся друг о друга, повреждая изоляцию. II. Нарушения изоляции с использованием жидкого масла. Трансформаторы с жидкостной изоляцией были изобретены в 1887 году американским ученым Томсоном. В 1892 году компания General Electric и другие предприятия начали использовать их в качестве электрических трансформаторов. Под жидкостной изоляцией здесь подразумевается изоляция с использованием трансформаторного масла. 1. Особенности трансформаторов с масляным охлаждением: (1) **Повышается электрическая изоляционная прочность, сокращается расстояние между изоляционными элементами, что позволяет уменьшить размеры оборудования;** (2) **Улучшается эффективность теплопередачи в трансформаторе, повышается допустимая плотность тока в проводах, а также снижается вес оборудования. Тепло, выделяющееся при работе трансформатора, передается через тепловой цикл масла к корпусу трансформатора и радиаторам для его рассеивания, что способствует более эффективному охлаждению;** (3) Благодаря герметичности конструкции с использованием масла снижается степень окисления некоторых компонентов и деталей внутри трансформатора, что продлевает срок его службы. 2 Характеристики масла для трансформаторов. Масло, используемое в работающих трансформаторах, должно обладать стабильными и высокими изоляционными свойствами, а также хорошими теплопроводными свойствами. Среди них такие показатели, как прочность изоляции tg8, вязкость, температура затвердевания и кислотность, являются основными характеристиками изоляционного масла. Изоляционное масло, получаемое из нефти, представляет собой смесь различных углеводородов, смол, кислот и других примесей; его свойства не всегда стабильны, и под воздействием температуры, электрического поля и фотосинтеза оно постоянно окисляется. В нормальных условиях процесс окисления изоляционного масла протекает очень медленно; при правильном обслуживании оно может сохранять свои свойства в течение 20 лет без признаков старения. Однако попадание в масло металлов, примесей, газов и прочего ускоряет процесс окисления, в результате чего качество масла ухудшается: меняется его цвет, теряется прозрачность, увеличивается содержание влаги, кислотности и золы, что приводит к деградации свойств масла. 3 Причины ухудшения качества масла трансформатора. Ухудшение качества масла трансформатора можно разделить на два этапа в зависимости от степени серьезности: загрязнение и ухудшение свойств. Загрязнение — это проникновение в масло воды и примесей, которые не являются продуктами окисления масла. Загрязнение ухудшает изоляционные свойства масла, снижает напряжение пробоя электрического поля и увеличивает угол потерь диэлектрика. Ухудшение качества масла является результатом его окисления. При этом окисление не означает лишь окисление углеводородов в чистом масле; примеси, содержащиеся в масле, также способствуют ускорению процесса окисления, особенно металлические частицы меди, железа, алюминия и т. д. Кислород поступает из воздуха, находящегося внутри трансформатора; даже в полностью герметично закрытом трансформаторе остается примерно 0,25% кислорода. Растворимость кислорода высока, поэтому он составляет значительную долю среди газов, растворенных в масле. При окислении масла трансформатора вода, выступающая в качестве катализатора, и тепло, действующее как ускоритель процесса окисления, приводят к образованию осадка в масле. Последствия этого заключаются в следующем: под действием электрического поля частицы осадка становятся крупнее; примеси скапливаются в областях с наибольшей интенсивностью электрического поля, что создает «мосты» для проведения тока в изоляционных материалах трансформатора; осадок не распределяется равномерно, а образует отдельные узкие полосы, которые могут располагаться вдоль направления тока. Это, безусловно, затрудняет охлаждение, ускоряет старение изоляционных материалов, приводит к снижению изоляционного сопротивления и ухудшению качества изоляции. 4. Процесс деградации масла трансформаторов. В ходе деградации масла образуются такие продукты, как пероксиды, кислоты, спирты, аналогичные вещества и ил. Ранняя стадия деградации. Образующиеся в масле пероксиды вступают в реакцию с изоляционными волокнистыми материалами, в результате чего образуется окисленная целлюлоза, что ухудшает механическую прочность изоляционных волокон, приводит к их хрупкости и усадке. Образующаяся кислота представляет собой слизистый жирный кислотный соединение; хотя её коррозионная способность не так велика, как у минеральных кислот, темпы её накопления и воздействие на органические изоляционные материалы очень значительны. Поздняя стадия деградации. Это образование грязи: когда кислоты разрушают такие материалы, как медь, железо, изоляционная краска и т. д., в результате реакции образуется грязь – вязкая, похожая на асфальт, полимерная проводящая субстанция. Она может частично растворяться в масле; под действием электрического поля её образование происходит очень быстро. Грязь прилипает к изоляционным материалам или к краям корпуса трансформатора, оседает в масляных трубах и радиаторах охлаждения. Это приводит к повышению температуры работы трансформатора и снижению его электрической прочности. Процесс окисления масла обусловлен двумя основными факторами: во-первых, слишком высокий уровень кислотности в трансформаторе, из-за чего масло становится кислым. Во-вторых, оксиды, растворенные в масле, превращаются в соединения, нерастворимые в масле, что постепенно приводит к ухудшению качества трансформаторного масла. 5 Анализ качества трансформаторного масла, оценка и обслуживание (1) Порча изоляционного масла. В том числе меняются его физические и химические свойства, что приводит к ухудшению его электрических характеристик. По результатам тестирования таких показателей изоляционного масла, как кислотное число, поверхностное натяжение, выделение шлама и водорастворимое кислотное число, можно определить, относится ли оно к данному типу дефектов. Регенерация изоляционного масла может способствовать устранению продуктов его порчи, однако в процессе обработки могут быть удалены и естественные антиоксиданты. (2) В водонепроницаемом масле появляется влага, поскольку вода является сильно полярным веществом. Под действием электрического поля они легко ионизируются и разлагаются, что увеличивает ток проводимости изоляционного масла. Поэтому даже небольшое количество влаги может значительно повысить потери в изоляционном масле. Путем тестирования содержания микроводы в изоляционном масле можно определить, связаны ли дефекты с этим фактором. Проведение вакуумной фильтрации изоляционного масла под давлением обычно позволяет устранить воду. (3) Изоляционное масло заражается микроорганизмами и бактериями. Например, при установке главного трансформатора или при извлечении его сердцевины на поверхности изоляционных элементов могут находиться насекомые, а также остатки инструментов от рабочих; все это может содержать бактерии, которые могут заразить изоляционное масло. Или же само изоляционное масло уже может быть заражено микроорганизмами. Основной трансформатор обычно работает в условиях температуры 40–80°C, что очень способствует росту и размножению таких микроорганизмов. Поскольку диэлектрические свойства минералов и белков, содержащихся в микроорганизмах и их выделениях, значительно хуже, чем у изоляционного масла, это приводит к увеличению диэлектрических потерь в изоляционном масле. Такие дефекты трудно устранить с помощью методов обработки на месте, поскольку независимо от способа обработки всегда остается часть микроорганизмов на изоляционном твердом материале. После обработки в краткосрочной перспективе изоляция основных трансформаторов несколько восстанавливается, однако поскольку условия эксплуатации основных трансформаторов крайне благоприятны для роста и размножения микроорганизмов, эти оставшиеся микроорганизмы продолжают расти и размножаться с каждым годом, в результате чего изоляция некоторых основных трансформаторов со временем ухудшается. (4) Изоляционная краска на основе алкидных смол, содержащая полярные вещества, растворяется в масле. Под действием электрического поля в полярных веществах происходит дипольная релаксационная поляризация; в процессе переменной поляризации расходуется энергия, что приводит к увеличению диэлектрических потерь масла. Хотя изоляционная краска подвергается процедуре отверждения перед выпуском с завода, всё же может возникнуть ситуация, когда отверждение не происходит полностью. После некоторого времени работы главного трансформатора недостаточно хорошо обработанная изоляционная краска постепенно растворяется в масле, в результате чего её изоляционные свойства постепенно снижаются. Время возникновения таких дефектов связано с степенью тщательности обработки изоляционной краской; определенный эффект можно достичь путем одной-двух процедур адсорбции. (5) В масле содержатся только влага и примеси. Такое загрязнение не меняет основных свойств масла. Влагу можно устранить путем осушения; примеси — путем фильтрации; воздух из масла можно удалить путем вакуумирования. (6) Смешивание изоляционных масел двух и более различных источников. Свойства масла должны соответствовать соответствующим требованиям: у него одинаковая плотность, температура затвердевания, вязкость и схожий температурный пункт вспышки; кроме того, стабильность масла после смешивания также должна соответствовать требованиям. В случае с маслом, которое ухудшило свои свойства в результате смешивания с другими видами масел, из-за изменения его состава образуются кислоты и осадок. Поэтому необходимо использовать химические методы регенерации масла для удаления этих вредных примесей, чтобы восстановить его первоначальные свойства. III. Изоляция и характеристики сухих трансформаторов с эпоксидной изоляцией Сухие трансформаторы (в данном случае имеются в виду трансформаторы с эпоксидной изоляцией) в основном используются в местах, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности. Такие как высотные здания, аэропорты, нефтяные склады и т. д. 1. Типы изоляции на основе смолы. Трансформаторы с эпоксидной изоляцией в зависимости от особенностей процесса производства делятся на три типа: трансформаторы, изготовленные путем вакуумного литья с использованием смеси эпоксида и кварцевого песка; трансформаторы, изготовленные путем вакуумного литья с использованием усиливающих элементов в виде безщелочных стекловолокон; и трансформаторы, изготовленные путем обмотки с использованием безщелочных стекловолокон. (1) Изоляция путем вакуумного литья смеси эпоксидного кварцевого песка. В таких трансформаторах в качестве наполнителя для эпоксидной смолы используется кварцевый песок. Катушки, обмотанные изоляционной краской, помещаются в форму для литья; затем под вакуумом происходит литье смеси эпоксидной смолы и кварцевого песка. Поскольку процесс литья затрудняет соблюдение требований к качеству — таких как наличие остаточных пузырьков воздуха, локальная неравномерность состава материала и возможное возникновение локальных тепловых напряжений, приводящих к трещинам, — такие изолированные трансформаторы не подходят для использования в влажно-теплых условиях и в районах с сильными колебаниями нагрузки. (2) Изоляция, полученная путем вакуумного литья с использованием эпоксидных стекловолокон без щелочей в качестве армирующего материала. Усиление с использованием эпоксидных материалов и стекловолокна без щелочей заключается в применении стекловолоконных лент без щелочей в качестве изоляционного слоя между обмотками. Толщина внешнего слоя изоляционной оболочки обычно составляет 1–3 мм; речь идет о тонкой изоляции, которая получается путем смешивания компонентов эпоксидной смолы. Затем смесь заливается под высоким вакуумом с целью удаления пузырьков воздуха. Поскольку толщина изоляционного слоя невелика, при недостаточном пропитывании могут возникать точки локального разряда. Поэтому необходимо обеспечить полное смешивание компонентов смолы, тщательное удаление пузырьков воздуха под вакуумом, а также контролировать низкую вязкость смолы и скорость заливки, чтобы обеспечить качественное пропитывание проводников в процессе заливки. (3) Изоляция путем обмотки стекловолокном без щелочей. Трансформаторы с изоляцией из безщелочных стекловолоконных нитей представляют собой устройства, в которых процесс изоляции между слоями катушек и процедура иммерсии катушек выполняются одновременно с самим процессом намотки катушек. Для таких трансформаторов не требуются специальные формы для формирования катушек во время процедур иммерсии; однако необходимо, чтобы вязкость смолы была низкой, а при намотке и иммерсии катушек в смоле не оставалось никаких мелких пузырьков. 2. Изоляционные характеристики и обслуживание трансформаторов с эпоксидной смолой. Уровень изоляции трансформаторов с эпоксидной смолой не сильно отличается от уровня изоляции масляных трансформаторов. Ключевыми показателями являются повышение температуры в трансформаторе и уровень локального разряда. (1) У смолистых трансформаторов уровень среднего повышения температуры выше, чем у трансформаторов с масляным охлаждением. Поэтому от изоляционных материалов требуется более высокий уровень термостойкости. Однако средний уровень повышения температуры не отражает температуру в самых горячих точках обмоток. Если уровень термостойкости изоляционных материалов выбирается исходя только из среднего уровня повышения температуры, или же выбор производится неправильно, либо если смолистый трансформатор работает при чрезмерной нагрузке в течение длительного времени, это может негативно сказаться на сроке службы трансформатора. Поскольку показатели повышения температуры, получаемые при измерениях трансформатора, зачастую не отражают температуру в самых горячих точках устройства, по возможности желательно при максимальной нагрузке на трансформатор использовать инфракрасный термометр для определения самых горячих точек резинового трансформатора. Затем можно корректировать направление и угол работы вентиляционных устройств с целью контроля за локальным повышением температуры и обеспечения безопасной работы трансформатора. (2) Величина локальных разрядов в смолистом трансформаторе зависит от распределения электрического поля в трансформаторе, степени однородности смеси смолы, а также от наличия пузырьков воздуха или трещин в смоле. Величина локальных разрядов влияет на характеристики, качество и срок службы смолистого трансформатора. Следовательно, измерение уровня локальных разрядов в смолистых трансформаторах и их приемка являются комплексной оценкой их технологии и качества. При передаче смолистых трансформаторов в эксплуатацию и после капитального ремонта необходимо проводить измерения уровня локальных разрядов; на основе изменений в этом показателе оценивается стабильность их качества и характеристик. По мере все более широкого использования сухих трансформаторов при их выборе необходимо тщательно изучить их конструкцию, принципы изоляции и способы ее реализации. Следует выбирать продукцию, произведенную с использованием современных технологий и в условиях строгого контроля качества, а также продукцию с надежными техническими характеристиками. Только так можно обеспечить высокое качество трансформаторов и их долговечность при работе в условиях высоких температур, что, в свою очередь, способствует их безопасной эксплуатации и надежности электроснабжения. IV. Основные факторы, влияющие на неисправности изоляции трансформатора. Основными факторами, влияющими на качество изоляции трансформатора, являются: температура, влажность, способ защиты от воздействия масла и перенапряжения. 1. Влияние температуры. Электрические трансформаторы имеют масляную и бумажную изоляцию; при разных температурах существуют разные кривые равновесия содержания влаги в масле и бумаге. Как правило, при повышении температуры влага из бумаги выделяется в масло; наоборот, при понижении температуры бумага поглощает влагу из масла. Следовательно, при высокой температуре содержание микроводы в изоляционном масле трансформатора велико; напротив, при низкой температуре её содержание меньше. При разных температурах степень разрыва циклов и связей в целлюлозе, а также образование газов, отличаются. При определенной температуре скорость образования CO и CO₂ остается постоянной, то есть содержание газов CO и CO₂ в масле изменяется линейно с течением времени. При постоянном повышении температуры скорость образования CO и CO₂, как правило, увеличивается по экспоненциальному закону. Следовательно, содержание CO и CO₂ в масле напрямую связано с тепловым старением изоляционной бумаги, и изменения в их содержании могут служить одним из критериев для определения наличия аномалий в слоях бумаги в трансформаторах с герметичным упаковыванием. Срок службы трансформатора зависит от степени старения изоляции, а старение изоляции, в свою очередь, зависит от температуры эксплуатации. Например, у трансформатора с масляным охлаждением при номинальной нагрузке среднее повышение температуры обмоток составляет 65°C, а на самых горячих участках — 78°C. Если средняя температура окружающей среды составляет 20°C, то температура на самых горячих участках достигает 98°C. При такой температуре трансформатор может работать 20–30 лет. Однако при чрезмерной нагрузке температура повышается, что сокращает срок его службы. Международный комитет по электroteхнике (IEC) считает, что у трансформаторов с изоляцией класса A в диапазоне температур от 80 до 140 °C скорость сокращения срока службы изоляции удваивается при каждом увеличении температуры на 6 °C. Это и есть так называемое правило 6 °C; оно свидетельствует о более строгих требованиях к температурным условиям, чем то, что принималось ранее согласно правилу 8 °C. 2. Влияние влажности. Наличие воды ускоряет разложение целлюлозы в бумаге. Следовательно, образование CO и CO₂ также связано с содержанием воды в целлюлозных материалах. При постоянной влажности чем выше содержание воды, тем больше образуется CO₂. Напротив, чем ниже содержание воды, тем больше образуется CO при разложении. Незначительное содержание воды в изоляционном масле является одним из важных факторов, влияющих на его изоляционные свойства. Наличие незначительного количества воды в изоляционном масле оказывает серьезное влияние как на электрические, так и на физико-химические свойства изоляционного материала. Вода может привести к снижению напряжения искрового разряда изоляционного масла, увеличению коэффициента потерь tgδ, ускорению старения масла и ухудшению его изоляционных свойств. Кроме того, если оборудование намокает, это не только снижает надежность и срок службы электрического оборудования, но и может привести к его повреждению или даже поставить под угрозу безопасность людей. Влияние способа защиты маслом. Оксиген, содержащийся в масле трансформатора, ускоряет процесс разрушения изоляции; уровень оксигена связан со способом защиты маслом. Кроме того, различные способы защиты бассейна влияют на степень растворения и диффузии CO и CO₂ в масле. Поскольку растворимость CO низка, в открытых трансформаторах CO легко диффундирует в пространство над уровнем масла. Поэтому в открытых трансформаторах объемная доля CO обычно не превышает 300×10⁻⁶. У герметичных трансформаторов уровень CO и CO₂ выше, поскольку изоляция между маслом и воздухом препятствует их испарению. 4. Влияние перенапряжений ①. Влияние временных перенапряжений. При нормальной работе трехфазного трансформатора напряжение между фазами и землей составляет 58% от напряжения между фазами. Однако при возникновении однофазного сбоя напряжение на основном изоляторе у систем с заземленным нулевым полюсом увеличивается на 30%, а у систем без заземленного нулевого полюса — на 73%. Это может привести к повреждению изоляции. ② Влияние перенапряжений от молний. Высоковольтные импульсы, возникающие в результате молний, из-за крутого профиля импульса приводят к крайне неравномерному распределению напряжения на вертикальных изоляциях (между витками, между параллельными элементами, самих изоляторах). Это может привести к появлению следов разряда на изоляторах, что в свою очередь может повредить твердые изоляторы. ③ Влияние оперативных перенапряжений. Поскольку фронт импульса коммутационного перенапряжения довольно пологий, распределение напряжения является приблизительно линейным. При переходе импульса коммутационного перенапряжения с одной обмотки на другую он пропорционален примерно количеству витков между этими двумя обмотками, что может привести к ухудшению и повреждению основной изоляции или межфазной изоляции. 5. Влияние электродинамических сил при коротком замыкании. При коротком замыкании на выходе электродинамические силы могут привести к деформации обмоток трансформатора и смещению выводов. Это изменяет первоначальное расстояние между изоляционными элементами, что приводит к нагреву изоляции, ускоренному её старению или повреждению. В результате может произойти разряд, возникновение дуги и сбои из-за короткого замыкания. Итак, знание свойств изоляции силовых трансформаторов и правильная эксплуатация и обслуживание напрямую влияют на их безопасную работу, срок службы и надежность электроснабжения. Силовые трансформаторы являются важным и ключевым оборудованием в электроэнергетической системе. Поэтому персонал, отвечающий за эксплуатацию и обслуживание трансформаторов, должен знать и понимать их изоляционную конструкцию, свойства материалов, качество производства, методы обслуживания и научные методы диагностики. Только при соблюдении этих условий можно обеспечить эффективность использования трансформаторов, их долговечность и надежность электроснабжения. http://bbs.bjx.com.cn/data/attachment/forum/201611/03/13240151ecchb158w2ehe1.jpg