变压器故障原因分析及预防措施
在电力系统中，变压器占据着其重要地位，它的故障将对供电的可靠性和系统的正常运行产生严重影响。其故障通常是伴随着电弧和放电以及剧烈燃烧而发生，随后电力设备即发生短路或其他故障，轻则可能仅仅是机器停转，照明完全熄灭，严重时会发生重大火灾乃至造成人身伤亡事故。因此如何确保变压器的安全运行就值得重视和关注。
一、变压器故障原因分析
1．雷击过电压
1.1避雷器接地电阻高
由于避雷器接地电阻高，所以雷电流流过接地电阻时导致变压器外壳电位增高。当其超过一定数值时，就会引起变压器绝缘击穿损坏。
1.2 避雷器接地引下线截面太小或长度太长
截面太小在雷击时易被烧断，起不到保护作用，长度太长在某一陡度电流通过时，接地引下线上的压降与避雷器的残压叠加在一起，作用到变压器绕组上有可能破坏变压器绝缘。
1.3 变压器本身缺陷
根据原北京电力建设科学技术研究所调查、分析，14800台年配电变压器的运行经验表明：在雷击损坏事故中，大约有37%是因绝缘存在缺陷而引起的。
2. 绝缘性能超标
2.1过载
由于电流的增加，变压器线圈温度迅速增加，造成绝缘材料变脆弱，加速老化，形成大量裂纹甚至脱落，严重时使线体裸露，而造成匝间短路。或者由于外部故障冲击力导致绝缘破损，进而发生故障。
2.2 绕组绝缘受潮
此故障主要因绝缘油质不佳或油面降低导致。
3.铁芯多点接地
变压器铁芯当出现两点以上的接地成为多点接地，产生涡流，将导致铁芯过热，绝缘油劣化变质，严重时还会将铁芯烧毁，接地线烧断。
4.线路涌流
现在，除非明确属于雷击事故，一般的冲击故障均被列为“线路涌流”。线路涌流（或称线路干扰）在导致变压器故障的所有因素中被列为首位。这一类中包括合闸过电压、电压峰值、线路故障/闪络以及其他输配（T&D）方面的异常现象。
其中以变压器出口突发性短路危害最大，当变压器二次侧发生短路接地等故障时，一次侧将产生高于额定电流20~30倍的短路电流，而在一次侧必然要产生很大的电流来抵消二次侧短路电流的消磁作用，如此大的电流作用于高电压绕组上，线圈内部将产生很大的机械应力，致使线圈压缩，其绝缘衬垫、垫板就会松动脱落，铁芯夹板螺丝松驰，高压线圈畸变或崩裂，变压器极易发生故障。
5.分接开关故障
5.1无载分接开关故障
a.变压器漏油使分接开关裸露在空气中，裸露的分接开关绝缘受潮一段时间后性能下降，导致放电短路，损坏变压器。
b.变压器分接开关在频繁的调动中会造成触头之间的机械磨损、电腐蚀和触头污染，电流的热效应会使弹簧的弹性变弱，从而使动、静触头之间的接触压力下降，根据接触电阻公式
Rs=K/Fn
式中n-指数，与触头接触形式有关；
K-常数，与触头材料性质有关；
F-接触压力。
可见接触压力减小，会使触头之间的接触电阻增大，从而导致触头之间的发热量增大，由于发热又加速触头表面的氧化腐蚀和机械变形，形成恶性循环，如不及时处理，往往会使变压器发生损坏事故。
5.2 有载分接开关故障
a.变压器三相调压时，若开关并联触头不同步，很短时间内，一个触头就会承担两个支路的电流，超过其额定电流，在切换过程中起弧，引起短路。
b.和无载分接开关故障b项相同。
c.切换开关油室密封不良造成渗漏油，使变压器本体油箱中可燃性气体含量异常增加，引起本体变压器油劣化。
6.引线接头过热
引线接头过热是常见的故障之一，一旦发生将造成导电杆与接线端子间打火，甚至损坏导电杆丝扣，烧断接头，同时发热会造成桩头密封圈老化渗油，油溢至套管，沾粘吸附上导电性的金属尘埃，当遇到潮湿天气、系统谐磁、雷击过电压等就可能发生套管闪络放电或爆炸。
6.1由于变压器的一、二次侧引出均为铜螺杆，而引出线多为铝制接头，在电离的作用下，铜铝之间形成氧化膜，接触电阻增大，使引线接头过热。
6.2变压器用软连接作引出线时，拉（压）、风、操作及短路、冲击负荷的应力作用到连接螺丝上，引起螺丝回松。当采用硬连接时，由于工频及谐波电流在变压器铁芯中产生交变磁通，引起变压器及导电杆震动，再加上外界应力影响，会造成螺丝回松，如此恶性循环最终引发引线接头过热。
7.其他原因
7.1工艺、制造不良
有少部分变压器故障是由于本身存在故障，例如：出线端松动或无支撑，垫块松动，焊接不良，铁芯绝缘不良，抗短路强度不足等。
7.2维护不良
变压器保护装置不正确，冷却剂泄漏，污垢淤积以及腐蚀受潮，连接松动等都属于维护不良范畴。保养不够被有关统计列为第四位导致变压器故障的因素。
二、变压器故障的预防措施
变压器故障有相当部分是完全可以避免的，还有一些只要加强设备巡视严格按章操作，随时可以把事故消除在萌芽状态，这样不但将显著地减少变压器故障的发生以及不可预计的电力中断，而且可大量节约经费和时间。
1.严格按照有关检修技术标准做好变压器运行前的检查和试验，防患于未燃。
2.运行维护
2.1保持瓷套管及绝缘子的清洁。定期清理变压器上的污垢，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线、脱焊、断裂现象，定期遥测接地电阻不大于4Ω，或者采取防污措施，安装套管防污帽。
2.2在油冷却系统中，检查散热器有无渗漏、生锈、污垢淤积以及任何限制油自由流动的机械损伤。同时，应经常检查变压器的油位、油色，有无渗漏，发现缺陷及时消除。
2.3保证电气连接的紧固可靠。
2.4定期检查分接开关。并检验触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位。
2.5每三年应对变压器线圈、套管以及避雷器进行介损的检测。
2.6每年检验避雷器接地的可靠性。接地必须可靠，而引线应尽可能短。引线应符合规定，无断股现象，旱季应检测接地电阻，其值不应超过5Ω。应坚持每年一度的预防试验，将不合格的避雷器更换，减少因雷击过电压损坏变压器。
2.7变压器应定时大、小修，在运行中或发生异常情况时，可及时大修。
2.8应考虑将在线检测系统用于最关键的变压器上。大型变压器在线监测系统（氢气、局部放电及绝缘在线监测）能预先发现运行中变压器的异常状态。在线监测与专家系统结合起来对变压器绝缘进行预测，把变压器的异常发现于萌芽之初。
三、结束语
变压器是电网中的重要设备之一。虽配有避雷器、差动、接地等多重保护，但由于内部结构复杂、电场及热场不均等诸多因素，事故率仍然很高。因此要更加严格执行检修安装标准，保证其运行在额定工况下，加大维护力度，保证供电系统安全运行。
电气线路短路
电气线路如果发生短路容易引起火灾，电路起火，火势传播快，如抢救不及时，则容易造成重大损失。那么，电气线路为什么会发生短路？怎样才能预防呢？
电气线路发生短路的主要原因有以下几方面：
１、选用的导线不符合环境要求，使其绝缘受到高温、潮湿或腐蚀作用而失去绝缘能力。
２、线路年久失修，绝缘陈旧老化或受损伤，使线芯裸露。
３、电压超过线路的额定电压，使绝缘被击穿。
４、安装、修理人员接错线路，或带电作业造成人为碰线短路。
５、裸导电线安装太低，搬运金属物件时不慎碰在电线上；线路板上有金属物件或小动物跌落，发生电线之间的跨接。
６、架空线路电线间距太小，档距过大、电线松弛时，有可能两线相碰；架空电线与建筑物、树木距离太小，使电线与建筑或树木接触。
７、电线机械强度不够，使电线断落接触大地，或断落在另一根电线上。
８、不按规程要求私接、乱拉，管理不善，维护不当造成短路。
９、高压架空线路的绝缘子耐压程度过低，会引起线路的对地短路。
要防止电气线路短路而引起的火灾，必须严格执行电气装置安装规程和技术管理规程，坚决禁止非电工人员安装、维修、检验、移动电气设备，具体预防措施有以下几点：
１、导线绝缘必须符合电压和工作情况的需要，并定期检查绝缘强度。检查时，一般在绝缘强度达不到规定数值的５０％，就要找出绝缘降低的原因，及时采取措施解决。
２、导线的截面积要满足负荷的需要，防止产生高温。
３、要根据导线使用的具体环境选用不同类型的导线，即应考虑潮湿、化学腐蚀、高温等使用环境的要求，并正确选择配线方式。
４、安装线路时，导线与导线之间，导体与墙壁、顶棚、金属建筑件之间，以及固定导线用的绝缘之间，应有符合规程要求的间距。架空裸线附近的树木应定期修剪。在距离地面
５、禁止用金属线牵引导线或将导线挂缠在金属物上。
６、在线路板上应按规定安装断路器或熔断器，以便线路发生短路时能及时可靠地切断电源。
23、开关机构泄压，一般指哪几种情况？有何危害？
答：开关机构泄压一般指开关机构的液压，气压、油位等发生异常，导致开关闭锁分、合闸，直接威胁电网安全运行。
24、开关在运行中出现闭锁分合闸时应立即采取什么措施？
答：应尽快将闭锁开关从运行中隔离出来，可根据以下不同方情况采取措施：
（1）凡有专用旁路开关或母联兼旁路开关的变电站，需采用代路方式使故障开关脱离电网（注意停用并联开关的直流操作电源）；
（2）用母联开关串带故障开关，然后拉开对侧电源开关，使故障开关停电（需转移负荷后）；
（3）对“π”型接线，合上线路外桥闸刀使“π”接改成“T”接，停用故障开关；
（4）对于母联开关可将某一元件两条母线闸刀同时合上，再断开母联开关的两侧闸刀；
（5）对于双电源且无旁路开关的变电站线路开关泄压，必要时可将该变电站改成一条电源线路供电的终端变的方式处理泄压开关的操作机构。
（6）对于3/2接线母线的故障开关可用其两侧闸刀隔离。
25、开关出现非全相运行时如何处理？
答：根据开关发生不同的非全相运行情况，分别采取以下措施：
（1）开关单相自动掉闸，造成两相运行时，如断相保护启动的重合闸没动作，可立即指令现场手动合闸一次，合闸不成功则应切开其余二相开关。
（2）如果开关是两相断开，应立即将开关拉开；
（3）如果非全相开关采取以上措施无法拉开或合入时，则马上将线路对侧开关拉开，然后到开关机构箱就地断开开关；
（4）也可以用旁路开关与非全相开关并联，用闸刀解开非全相开关或用母联开关串联非全相开关切断非全相电流；
（5）如果发电机出口开关非全相运行，应迅速降低该发电机有功、无功出力至零，然后进行处理；
（6）母联开关非全相运行时，应立即调整降低母联开关电流，倒为单母线方式运行，必要时应将一条母线停电。
26、遇到非全相运行开关不能进行分、合闸操作时，应采取什么方法处理？
答：（1）用旁路开关与非全相开关并联，将旁路开关操作直流停用后，用刀闸解环，使非全相开关停电。
（2）用母联开关与非全相开关串联，对侧拉开线路开关，用母联开关断开负荷电流，线路及非全相开关停电，再拉开非全相开关的两侧闸刀，使非全相运行开关停电。
（3）如果非全相开关所带元件（线路、变压器等）有条件停电，则可先将对端开关拉开，再按上述方法将非全相运行开关停电。
（4）非全相开关所带元件为发电机时，应迅速降低该发电机有功和无功出力至零，再按本条“
27、闸刀在运行中出现异常怎样处理？
答：应分别进行如下处理：
（1）对于闸刀过热，应立即设法减少负荷；
（2）闸刀发热严重时，应以适当的开关，利用倒母线或以备用开关倒旁路母线等方式，转移负荷，使其退出运行。
（3）如停用发热闸刀，可能引起停电并造成损失较大时，应采取带电作业进行抢修。此时如仍未消除发热，可以使用接短路线的方法，临时将闸刀短接。
（4）瓷瓶不严重的放电痕迹，表面龟裂掉釉等，可暂不停电，经过正式申请停电手续，再行处理。
（5）与母线连接的闸刀瓷瓶损伤，应尽可能停止使用。
（6）瓷瓶外伤严重，瓷瓶掉盖，对地击穿，瓷瓶爆炸，刀口熔焊等，应立即采取停电或带电作业处理。
28、操作中发生带负荷拉、合闸刀时如何处理？
答：（1）带负荷合闸刀时，即使发现合错，也不准将闸刀再拉开。因为带负荷拉闸刀，将造成三相孤光短路事故。
（2）带负荷错拉闸刀时，在刀片刚离开固定触头时，便发生电弧，这时应立即合上，可以消除电弧，避免事故。但如闸刀已全部拉开，则不许将误拉的闸刀再合上。
29、变电站全停电如何处理？
答：当发生变电站全停事故，变电站与调度间能保持通讯联系时，则有由值班调度员下令处理事故恢复供电。变电站在全站停电后运行值班人员按照规程规定可自行将高压母线母联开关断开并操作至每一条高压母线上保留一电源线路断路器，其他电源线路开关全部切断。
当变电站全停而又与调度失去联系时，现场运行值班人员应将各电源线路轮流接入有电压互感器的母线上，检测是否来电。调度员在判明该变电站处于全停状态时，可分别用一个或几个电源向该变电站送电。变电站发现来电后即可按规程规定送出负荷。
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