注冊安全工程師輔導(dǎo)：變壓器火災(zāi)及預(yù)防

　　變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理，變換電壓和電流，傳輸電能的一種靜止電器設(shè)備。其分類方法很多，因其中油浸電力變壓器是我國電力系統(tǒng)中應(yīng)用最普遍的關(guān)鍵設(shè)備。本文集中分析油浸電力變壓器的火災(zāi)危險性及其防火技術(shù)措施。

　　1 結(jié)構(gòu)概況

　　油浸電力變壓器主要由鐵心、繞組、引線及絕緣、油箱及變壓器油、調(diào)壓裝置、冷卻裝置、保護(hù)裝置和出線裝置組成，其中鐵心繞組、油箱、套管、分接開關(guān)、引線和接地螺栓為容易引起火災(zāi)的關(guān)鍵性部件。

　　2 火災(zāi)原因分析

　　油浸電力變壓器內(nèi)部不僅充滿了大量可燃的變壓器油，而且還有一定數(shù)量的紙張、紙板、棉紗、棉布、塑料、木材等可燃物作絕對襯套、墊塊和支架等，這些材料遇到高溫、電火花和電弧都會引起燃燒以至形成火災(zāi)和產(chǎn)生爆炸事故。

　　2.1 鐵心局部過熱

　　由于鐵心硅鋼片的絕緣層如果在生產(chǎn)組裝時受到損傷，運(yùn)行中就產(chǎn)生較大的渦流，有渦流的地方溫度升高導(dǎo)致局部過熱，使絕緣層受損壞的面積擴(kuò)大，甚至使鐵心局部熔化，導(dǎo)致附近的繞組絕緣損壞。繼而發(fā)生短路引起燃燒。鐵心的穿心螺栓絕緣損壞也會產(chǎn)生很大的渦流，導(dǎo)致局部過熱。

　　2.2 繞組短路

　　繞組絕緣損壞或失去絕緣，將會發(fā)生匝間短路、層間短路、相間短路和接地短路。短路電弧引燃可燃物，同時加速變壓器的老化。變壓器油受熱分解出酸性物質(zhì)反過來又腐蝕繞組的絕緣，導(dǎo)致其多處短路，以致發(fā)生火災(zāi)。

　　2.3 套管故障

　　對于普通采用的尺寸較小、油質(zhì)較好而且裝拆方便的全密封油浸紙電容式磁套管，如果安裝時不小心，套管受機(jī)械性訕擊或運(yùn)行中受過高溫度的作用會產(chǎn)生裂紋。尤其當(dāng)套管制造不良，內(nèi)部的電容芯子空氣與水份未除盡或卷得太緊導(dǎo)熱不良，在由套管裂紋導(dǎo)致?lián)舸r，往往出現(xiàn)爆裂狀況。 把安全工程師站點(diǎn)加入收藏夾

　　2.4 分接開關(guān)故障

　　由于產(chǎn)品質(zhì)量較差、分接開關(guān)接頭接觸不良，導(dǎo)致局部過熱或產(chǎn)生電火花。分接開關(guān)附近的變壓器受這種高溫和電火花的作用發(fā)生劣化，絕緣性能下降，繼而導(dǎo)致分接開關(guān)擊穿知事睡引起油燃燒或分接開關(guān)箱爆裂燃燒。

　　2.5 接頭故障

　　引線與套管的接頭，引線與分接開關(guān)的接頭等接觸不良，導(dǎo)致接頭處局部過熱，或者導(dǎo)致間歇性火花放電，引燃附近的可燃物。

　　2.6 油箱故障

　　變壓器在制造中如果油箱縫的焊接稍有疏忽，焊縫不嚴(yán)密、不牢固或有假焊，在運(yùn)輸震動中和長期運(yùn)行期間油的熱脹冷縮及油箱壁本身應(yīng)力受溫度影響而導(dǎo)致滲油；套管與油箱聯(lián)接法蘭盤不嚴(yán)密或像放油閥等需要擰緊螺紋的地方未擰緊，都會造成滲油；更為嚴(yán)重的是，當(dāng)繞組或油箱同其他陪件發(fā)生短路或接地故障時，產(chǎn)生的電弧將油箱壁燒蝕出小孔洞，導(dǎo)致油箱漏油。滲油和漏油都給變壓器發(fā)生火災(zāi)埋下了隱患。

　　2.7 變壓器油劣化

　　在變壓器中起電氣絕緣和循環(huán)散熱雙重作用的變壓器油，由于過載引起的高溫、鐵芯過熱或繞組短路電弧或其他故障導(dǎo)致的局部過熱和電火花高溫的影響，發(fā)生氧化而生成多種溶于油的酸類和氧化物，還生成多種不穩(wěn)定的產(chǎn)物。酸類物侵在油內(nèi)的繞組絕緣和裸銅條；多種氧化物中的一種為黑色淤泥樣，俗稱“油泥”的沉淀物積聚于繞組上、鐵心的鐵軛、夾件上和散熱器的散熱管（或冷卻器的冷卻管）中。油泥導(dǎo)熱性很差，積聚的越多，繞組發(fā)熱越厲害；多種不穩(wěn)定物質(zhì)的進(jìn)一步分解，其中分解出腐蝕力很強(qiáng)的氧，損壞絕緣材料。總之，變壓器油受熱氧化的生成物嚴(yán)重地腐蝕繞組的絕緣，將導(dǎo)致繞組的各種適中。油泥聚集在散熱管或冷卻管中，將阻礙油的循環(huán)和影響散熱效果。

　　2.8 保護(hù)裝置失靈

　　尤其是氣體繼電器、電接點(diǎn)溫度計、吸濕器等保護(hù)裝置失靈或選配不當(dāng)不起保護(hù)作用，將會使故障擴(kuò)大形成火災(zāi)。

　　2.9 變壓器過熱

　　變壓器的溫升反常升高，使變壓器油加速老化、分解、析出可燃?xì)怏w。同時，由于油的受熱分解產(chǎn)生的酸性物質(zhì)腐蝕繞組的絕緣，產(chǎn)生的油泥阻礙繞組的散熱，致使繞組的絕緣強(qiáng)度下降，導(dǎo)致繞組絕緣被擊穿。油的受熱膨脹和熱解產(chǎn)生的氣體導(dǎo)致油箱爆裂噴油燃燒。

　　2.10 雷擊過電壓

　　變壓器與架空載線路聯(lián)接的一側(cè)，或者兩側(cè)裝設(shè)的避雷設(shè)備不完善，或者避雷設(shè)備受損或年久失修，雷擊過電壓傳入變壓器。一種可能是導(dǎo)致變壓器的套管與油箱之是發(fā)生閃絡(luò)，引起油箱蓋上的可燃物燃燒；另一種可能是導(dǎo)致油箱內(nèi)的套管部分對油箱放電，引起油箱爆裂噴油燃燒；有一種可能是導(dǎo)致繞組的過電壓擊穿短路，或?qū)е吕@組對油箱的絕緣被擊穿，造成油箱爆裂噴油燃燒。

　　3 防火技術(shù)措施

　　變壓器火災(zāi)尤其是油浸電力變壓器火災(zāi)，波及廣、影響大、損失嚴(yán)重，應(yīng)引起有關(guān)方面的重視。提出幾點(diǎn)主要防火措施。

　　3.1 變壓器的生產(chǎn)應(yīng)十分重視產(chǎn)品質(zhì)量

　　變壓器油、絕緣紙張、紙板、塊木材、絕緣清漆等的選用，油箱縫的焊接，鐵心、繞組套管等的加工組裝等，每道工序、每個環(huán)節(jié)都應(yīng)嚴(yán)把技術(shù)質(zhì)量關(guān)，并要認(rèn)真地進(jìn)行出廠試驗(yàn)，一項(xiàng)不合格也不準(zhǔn)出廠，確保每一臺變壓器都以合格產(chǎn)品出廠。

　　3.2 用戶對變壓器應(yīng)作認(rèn)真的技術(shù)驗(yàn)收

　　檢查變壓器的銘牌，如初、次級電壓、容量、聯(lián)接組別等是否與需要的一致；檢查其油標(biāo)是否油位清晰可見，油面是否在與環(huán)境相符的油位線上，安全氣道上作為泄壓面的玻璃膜板是否完好，儲油柜是否滲油，呼吸管上的吸濕劑或裝在呼吸管下的吸濕器中吸濕物料是否失效，套管是否有裂紋及滲油現(xiàn)象，油箱是否漏油滲油；分接開關(guān)位置及接觸狀況如何，各引線接頭是否良好，用兆歐表檢測變壓器鐵心穿心螺栓和每相繞組對鐵心以及各項(xiàng)繞組之間的絕緣電阻。

　　3.3 變壓器的安裝

　?。?）安裝在室內(nèi)的變壓器，對變壓器的設(shè)計和建造應(yīng)考慮通風(fēng)。

　?。?）變壓器的安裝位置，應(yīng)考慮便于查看表計（如油標(biāo)、氣體繼電器、電接點(diǎn)溫度計等）和取油樣等操作。而且，要便于帶電情況下檢查儲油柜和套管的油位。

　　（3）小型變壓器高壓側(cè)與低壓側(cè)熔斷器、熔絲的選擇應(yīng)正確，安裝到位牢固大中型變壓器應(yīng)正確選配繼電保護(hù)裝置，當(dāng)變壓器或負(fù)載側(cè)線路發(fā)生短路時，能準(zhǔn)確、迅速、有選擇地節(jié)斷故障線路。

　?。?）檢查變壓器頂部裝在儲油柜和油箱蓋之間的氣體繼電器是否處于正常狀態(tài)，不正常應(yīng)予以調(diào)整好。

　　（5）變壓器安裝中接地裝置的安裝（埋設(shè)）與聯(lián)接必須牢固可靠。容量100kVA以下的變壓器接地電阻應(yīng)不大于10Ω。

　　3.4 防雷裝置的安裝

　　避雷器的接地線應(yīng)與變壓器的低壓中性點(diǎn)及油箱壁接地螺栓連在一起接地。對多雷地區(qū)3～10kVY/YO或Y/Y接地的配電變壓器，為防止雷電波從低壓側(cè)侵入，宜在低壓側(cè)裝一組型避雷器。低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時也應(yīng)設(shè)閥型避雷器。

　　3.5 配備必要的保護(hù)裝置

　　如過電流速斷裝置、電接點(diǎn)溫度計等，以及測量準(zhǔn)確、量程合適的電壓表、電流表、功率表等，儀表切換開關(guān)應(yīng)可靠。

　　3.6 進(jìn)行空載、短路、全電壓空載沖擊合閘試驗(yàn)與核相試驗(yàn)

　　若這四項(xiàng)試驗(yàn)都正常，則變壓器可正式投入試運(yùn)行。

　　3.7 變壓器室應(yīng)配置必要的消防設(shè)施

　　如纜式線型定溫火災(zāi)探測器等探測報警設(shè)備和二氧化碳或1211、水噴霧等自動滅火系統(tǒng)。電子消防設(shè)備和應(yīng)急照明設(shè)備的線路，可以考慮采用銅芯銅護(hù)套礦物絕緣、耐高溫、防火電纜或其他耐火電纜，以滿足防火的要求。

　　（1）變壓器投入運(yùn)行的合閘瞬時，應(yīng)密切監(jiān)視電壓表。要看電壓表指示值與額定電壓的偏差是否在正常范圍內(nèi)，三相電壓表指示值與額定電壓的偏差是否在正常范圍內(nèi)，三相電壓是否平衡，電流表的指針是否晃動一下就回到零位附近，三相電流是否平衡等。

　?。?）運(yùn)行中定期對變壓器油進(jìn)行化驗(yàn)分析，若油質(zhì)省化則應(yīng)更換新油為防止變壓器油劣化，頂層油溫應(yīng)不超過85℃，最高不得超過95℃。

　?。?）變壓器不宜過載運(yùn)行，必須過載運(yùn)行時須按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的時限運(yùn)行。因?yàn)檎Ｘ?fù)載下運(yùn)行的變壓器絕緣物的使用年限為20年左右，過載運(yùn)行每當(dāng)溫度升高6℃壽命則減少一半。

　?。?）定期檢查儲油柜、磁套管、油箱等有無漏油滲油現(xiàn)象，氣體繼電器是否充滿油，油標(biāo)油位是否正常，安全氣道琉璃膜板是否完好，接頭是否過熱，接地螺栓是否松動等。經(jīng)常注意變壓器運(yùn)行的聲音有無異常。

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