配电变压器故障在线检测

一、标配变故障产生原因与特点

配电变压器由于制造、装配、运行、维护等诸多原因，使其内部绝缘存在的缺陷不断恶化，抗短路能力降低。配变运行中其绝缘又受到电、热和氧气的作用，使变压器油和有机材料逐渐老化，并在一定条件的冲击下会裂解生成少量低分子气体。若在配变内产生过热或发生局部放电时，会加快气体生成的速率，裂解生成的气体会形成气泡不断溶解到变压器油中。此时运用在线检测技术手段，即能对生成气体的组分、含量和能量进行分析，从而能发现配变内部存在的潜伏性故障。

配变内部故障是由于热击穿和电击穿而形成的。热击穿的发展速度较为缓慢，在短时间内不会酿成事故;而局部放电，尤是匝、层间的局部放电，会导致绝缘的老化。若有过电压冲击会加速绝缘老化速率，使绝缘材料的绝缘性能快速降低，并能从局部放电发展成电弧放电，最终导致绝缘击穿而损坏。

众所周知，任何事物都有一个产生、发展的过程，也就是从量变到质变的过程。配变内部故障即是电晕—爬电—火花放电—电弧放电这样的过程而形成的，其发展的速度取决于故障发生的部位和故障能量的大小。众多配变故障的资料显示，故障的形成都是一个较为缓慢的发展过程。若能在故障形成的过程中，运用响应快速的在线检测技术手段，即能对故障产生气体进行检测，从测得气体组分、含量进行分析，即可发现配变内部的初始故障及故障发展的趋势，为配变故障检修维护提信息，为开展状态维修提供支撑。

二、配变内部故障产生气体的特征

配变内部的绝缘油。纸、布、漆和木材等绝缘材料都是碳氢化合物或碳水化合物，其材料的分子结构中碳氢链(C—H)最多，其绝缘材料受热击穿或电击穿时最容易分解断裂而产生气体。其特征气体有：H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2等，从不同故障类型所产生的气体组分来看，各种故障所产生的气体中均有氢气，所以氢气含量的明显增加，是配变内部发生故障的标志。同时，由于氢气在变压器中的低溶解性和高扩散性，即使氢气浓度较低也能被检测出来，若是能检测氢气，即是配变早期故障的预警。为此，选择氢气作为检测对象，是采用在线检测技术诊断局部放电及早期故障的最佳方法。

据有关资料显示：配变内部发生的故障有80%以上均为绝缘老化所致，而水分则是造成绝缘性能降低的首要因素，所以变压器油中的水分含量，将对绝缘性能产生很大的危害。当变压器油中水分含量增加到一定值后，配变绝缘性能将明显恶化，严重时将导致绝缘击穿。据此，可运用在线检测技术对变压器油中水分进行检测。根据变压器油中测定的水分含量，不仅可判断变压器油绝缘降低程度，而且还能对配变整体绝缘状况进行评估，为配变实施状态检修提供信息。同时也便于及时对配变故障进行排除，避免恶性事故的发生。

三、配变故障的在线检测

配变在线检测项目分为油中气体(水分)和绝缘两大类。绝缘检测项目有介质损耗、泄漏电流和局部放电。其中介损和泄漏电流的检测，只能反映配变绝缘的总体状况，却难以发现局部放电的缺陷。

在线检测仪采用独特气体分离技术，可便捷地将故障产生气体分离出来，便于快捷地对产生气体的测定。该仪器采用光进的热导传感来进行氢气含量的测定，并能对故障气体响应速度很快情况下进行连续的测量、该仪器还采用尖端的IC技术对油中溶解氢气的连续检测以及产气速率的判定，则是配变局部放电及早期故障的最佳方法。

从配变故障产生气体的检测实践表明，各种故障产生的特征气体中均有氢气，而在线检测仪则能快速准确地检测出局部放电初期产生的氢气，据此即可判断配变的早期局部放电故障。

配变运行中若因内部缺陷引发的局部放电，其发展速度是很快的，而在线检测仪即能满足这种快速产气的测量要求，一般能在故障气体产生的15秒内测出并报警，有利于对故障的及时处理，避免配变恶性事故的发生。

在线检测仪具有系统简单、安装方便、运行维护量少等优点，给用户带来方便与低成本。随着传感技术、微机技术和油气分离技术的迅速发展，在线检测仪的功能会更加完善。为此，必将在配变的各种潜在状态维修制度提供支撑。

四、结束语

在线检测技术是在不停电下，对配变运行状况及绝缘性能进行检测，以判定配变的潜在故障。对配变故障产气的早期诊断及绝缘强度降低程度的判定具有独特功能。

通过对设备实时数据采集与分析，为推行设备状态维修提供信息。便于设备故障的尽早排除，避免设备恶性事故的发生。