變壓器短路損壞的主要形式
依據近年來變壓器因出口短路而遭受損壞的狀況,當變壓器出現短路故障時,其損壞主要呈現出以下幾種特征及相應的產生原因。
其一為軸向失穩。這種損壞情形主要是在輻向漏磁所產生的軸向電磁力的作用下,致使變壓器繞組發生軸向變形,此類事故在整個損壞事故中占比達 52.9%。例如開口閃點全自動測定儀,其配備大屏幕 LCD 液晶顯示屏,能夠由電腦對試驗全過程予以精確控制。該儀器具備自動升溫控制功能,可自動進行點火掃劃操作,自動檢測閃點并鎖定結果,還能打印結果以及自動關閉氣源。
1.1 線餅上下彎曲變形:此損壞狀況是由于在兩個軸向墊塊之間的導線,在軸向電磁力的作用下,因所承受的彎矩過大而產生永久性變形,通常兩餅之間的變形呈現出對稱特性。
1.2 繞組或線餅倒塌:這種損壞是因為導線在軸向力的作用下,彼此相互擠壓或者撞擊,進而導致傾斜變形。倘若導線初始狀態稍有傾斜,那么軸向力會促使傾斜程度加劇,嚴重時便會發生倒塌現象;當導線的高寬比例較大時,就更容易引發倒塌情況。端部漏磁場除了具有軸向分量之外,還存在輻向分量,這兩個方向的漏磁所產生的合成電磁力會致使內繞組導線向內翻轉,外繞組向外翻轉。
1.3 繞組升起將壓板撐開:這種損壞往往是由于軸向力過大,或者其端部支撐件的強度與剛度不足,亦或是裝配環節存在缺陷所致。
其二為輻向失穩。這種損壞主要是在軸向漏磁產生的輻向電磁力的作用下,導致變壓器繞組出現輻向變形,其在整個損壞事故中的占比為 41.2%。
2.1 外繞組導線伸長導致絕緣破損:輻向電磁力試圖使外繞組的直徑增大,當作用于導線的拉應力超出一定限度時,便會產生永久性變形。這種變形通常會伴隨著導線絕緣的破損,從而引發匝間短路,嚴重時甚至會造成線圈嵌進、亂圈乃至倒塌、斷裂等情況。
2.2 繞組端部翻轉變形:端部漏磁場除了軸向分量外,還存在輻向分量,兩個方向的漏磁所產生的合成電磁力致使繞組導線向內或向外翻轉。
2.3 內繞組導線彎曲或曲翹:輻向電磁力使得內繞組直徑變小,彎曲現象是由于在兩個支撐(內撐條)之間的導線因彎矩過大而產生永久性變形的結果。若鐵芯綁扎足夠緊實且繞組輻向撐條能夠有效支撐,并且輻向電動力沿圓周方向均勻分布,那么這種變形將呈現對稱狀態,整個繞組近似多邊星形。然而,由于鐵芯受壓變形,撐條的支撐情況不盡相同,沿繞組圓周的受力并不均勻,實際上常常會發生局部失穩,進而形成曲翹變形。
2.3 引線固定失穩:這種損壞主要是因為在引線間電磁力的作用下,造成引線振動,最終導致引線間短路,此類事故相對較為少見。
綜上所述,對變壓器短路損壞特征及原因的深入研究與精準把握,有助于電力行業技術人員在變壓器的設計、制造、安裝與維護等各個環節采取更為有效的措施,從而提升變壓器運行的穩定性與可靠性,減少因短路故障導致的損失,保障電力系統的安全、高效運行,為社會的正常運轉提供堅實的電力保障基石。
湖北儀天成電力設備有限公司
2024年12月23日
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