电气设备故障诊断技术课程论文(2)

本文档主要介绍变压器绝缘设计与在线监测技术

0 引言

变压器自其诞生以来，绝缘问题就是它不可避免的技术问题。。变压器作为电力系统的关键设备，其质量高低直接影响着这个电力系统的可靠性。电力变压器的绝缘结构及所用绝缘材料的可靠性，直接影响到电力变压器运行性能的可靠性。电力变压器向高电压、大容量方向发展的同。各种产品都向高可靠性、节能型、环保型、紧凑型、个性化方向发展。各变压器生产厂商，在研发高电压、大容量产品的同时．也在对现有产品性能进行提高。如何设计、制造出高质量的产品。已经成为广大电力系统的客户和各大制造厂家共同关注的问题。

1 变压器绝缘的分类

变压器的绝缘分为内部绝缘与外部绝缘。外部绝缘指套管本身的外部绝缘和套管间及套管对地的绝缘。内部绝缘包括主绝缘和纵绝缘。主绝缘是指绕组（或引线）对地对另一相或对同一相的其他绕组（或引线）之间的绝缘，而纵绝缘是指同一绕组上各点之间或其相应引线之间的绝缘[1]。

2 主绝缘的设计

2.1 变压器主绝缘结构的选择原则

绕组之间、绕组对油箱、绕组对铁心柱和异相绕组之间的绝缘结构基本上属于比较均匀的电场，因此，采用把大油距分割成小油距的油隔板结构。分割有两种类型：一种类型是大油道厚纸筒结构，它的特点是在工频和冲击试验电压下，允许油道有放电现象，全部电压由厚纸筒所承受，且不被击穿。但这种配合不能保证在试验电压下固体绝缘不受损伤。因此，在较高电压等级的变压器上已不再采用。由于其制造上比较简单，所以在电压等级不高或者距离很大的状况下选择使用。另一种类型是薄纸筒小油道结构，它的基本特点是根据油体积减小时，油的耐电压强度提高。因此，一般在电压等级比较高的变压器上采用。因不同材料具有不同的介电常数s，故需要进行合理的配置。其设计的原则是使油间隙在局部放电试验

电压下，其电场强度不超过油间隙起始局部放电电场强度。

2.2 变压器主绝缘设计基本问题 2.2.1.绕组间绝缘结构设计

厚纸筒大油隙结构型式，在此种结构型式中纸筒厚度为6毫米，汕隙宽度大于20毫米。这种结构设计的出发点，是使在所有油隙全部击穿的情况下，纸筒也能承受全部试验电压的作用。此种结构的工频、冲击电压下，其最小击穿电压与绝缘距离的关系可用特定公式计算，而这一特定公式适用于中部出线，电场比较均匀的结构。当线圈端部出线时，则距离须放大30％以上；绝缘必须进行真空处理和真空注油；作为油一隔板的纸筒总厚度占整个油隙的l/4，即总油隙距离与纸筒总厚度之比为3:1,线圈与相邻纸筒间的油隙不大于25毫米，纸筒之间油隙一般为20毫米左右。

薄纸筒小油隙结构型式,在此种结构型式中纸筒厚度小于4毫米，油道宽度小于12毫米。对于这种结构一般认为主绝缘的击穿主要是油隙的击穿，而油隙一旦击穿，纸筒也就丧失绝缘能力，因此要求纸筒能耐受住试验电压是没有必要的。此外，在电场比较均匀的情况下，根据变压器油的距离效应，油隙耐电强度随油隙的减小而增大，因此，在同一主绝缘距离、同一纸筒的百分数的情况下，油隙分隔越小则耐电强度越高。由于纸筒只起分隔油隙作用，所以不宜过厚。同时认为线圈的覆盖，对油隙的绝缘强度有很大影响。设置线圈间隔板时还应该注意：将出现最低击穿场强的油隙放在中间，即使靠近线圈的油隙尺寸小，而绝缘筒之间的油隙尺寸稍大。这是由于考虑到线圈制造中出现的不可避免的缺陷，使靠近线圈的油隙中电场均匀程度较差的缘故。目前，上述两种结构形式均被应用。大油隙结构一般被采用于60千伏以下的电压等级中，因为它在高压大容量变压器中，巳暴露出许多缺点。在110千伏及以上的油浸式电力变压器中，目前均采用薄纸筒小油隙结构。 2.2.1绕组间的电场强度

由于绝缘结构的击穿电压不仅与绝缘间隙的结构及其尺寸有关，而且还与其中电

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