變壓器起火的原因多數(shù)是內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障而又沒有得到及時(shí)處理。這些故障有鐵芯的穿心螺栓絕緣損壞,高壓或低壓繞組層間短路,引出線混線或碰殼等。在農(nóng)村,嚴(yán)重過負(fù)載、使用粗放、長年失修也是造成變壓器起火的主要原因。嚴(yán)重過負(fù)載會(huì)使變壓器溫升大大增高,并能引起局部閃絡(luò),從而引起火災(zāi)。此外,雷擊、外部短路,以及外界火源也能引起變壓器起火。
由于油浸式變壓器的油箱內(nèi)儲(chǔ)有大量的絕緣油,變壓器一旦著火,絕緣油燃燒會(huì)變成氣體,發(fā)生爆炸,從而使油箱爆裂,絕緣油向四周擴(kuò)散,造成事故擴(kuò)大,損失嚴(yán)重。因此,預(yù)防變壓器火災(zāi)事故是一項(xiàng)非常重要的丁作。
預(yù)防變壓器火災(zāi)事故的措施如下:
(1)平時(shí)要加強(qiáng)對變壓器運(yùn)行的監(jiān)視,定期巡回檢查,做好值班記錄。在特殊天氣(如大風(fēng)、大霧、大雪、冰凍天)和用電高峰時(shí)期,應(yīng)增加巡視次數(shù)。
(2)在日常監(jiān)視和巡視檢查中,特別應(yīng)注意變壓器油溫、負(fù)載情況及監(jiān)聽變壓器內(nèi)部聲響。發(fā)現(xiàn)有異?,F(xiàn)象要及時(shí)妥善處理。變壓器室通風(fēng)應(yīng)良好。不允許有違反規(guī)定的過負(fù)荷運(yùn)行。
(3)必須正確選擇變壓器高、低壓側(cè)熔絲,以確保變壓器發(fā)生短路或嚴(yán)重過負(fù)荷時(shí)能及時(shí)熔斷。
(4)完善和正確整定變壓器的繼電保護(hù)系統(tǒng),確保故障時(shí)保護(hù)裝置能正確地動(dòng)作,以防事故擴(kuò)大。
(5)變壓器室應(yīng)用一級耐火材料建筑,一室內(nèi)安置一臺(tái)變壓器。室內(nèi)變壓器應(yīng)按規(guī)定設(shè)置擋油設(shè)施或儲(chǔ)油坑.,
(6)健全變、配電所及桿上變壓器的防雷設(shè)施。雷雨季節(jié)前做好防雷裝置的檢查、試驗(yàn)工作。
(7)變、配電所內(nèi)應(yīng)設(shè)置足夠的消防設(shè)備,并定期更換。變、配電所內(nèi)外應(yīng)保持清潔、無雜物,不準(zhǔn)堆放油桶及可燃物品,所內(nèi)不許種植樹木及高桿作物(防短路等事故),也不準(zhǔn)養(yǎng)家禽及放牧等。
(8)定期對變壓器進(jìn)行小修和大修及性能試驗(yàn)與油樣試驗(yàn),以保證變壓器在良好的狀態(tài)下運(yùn)行。
變壓器的內(nèi)部故障一般可分為兩類:即放電故障過熱故障和過熱故障,放電故障又可依據(jù)能量密度的不同,可分為高能量放電、低能量放電和局部放電三種類型。至于機(jī)械性故障及內(nèi)部進(jìn)水受潮等,將發(fā)展為電性故障而表現(xiàn)出來。過熱故障按溫度高低,可區(qū)分為低溫過熱,中溫過熱與高溫過熱三種情況;過熱故障按溫度高低,可區(qū)分為低溫過熱,中溫過熱與高溫過熱三種情況。
變壓器放電故障是在高電應(yīng)力作用下所造成的絕緣劣化。高能量放電故障,又稱電弧放電故障,這種故障產(chǎn)氣量大、氣體產(chǎn)生劇烈,運(yùn)用測定油中溶解氣體的方法不易對其進(jìn)行預(yù)診斷,往往是在出現(xiàn)故障后,我們才可根據(jù)油中氣體、瓦斯成分的分析,對變壓器故障的性質(zhì)和嚴(yán)重程度進(jìn)行診斷。高能量放電故障氣體主要是乙炔和氫,其次是乙烯和甲烷;若涉及固體絕緣,CO的含量也較高;低能量放電故障一般是電火花放電,其故障氣體主要是乙烯和氫。由于其故障能量較小,總烴一般不會(huì)高;局部放電故障產(chǎn)氣特征是氫成分多(占?xì)錈N總量的85%以上),其次是甲烷,局部放電的后果是絕緣老化,如任其發(fā)展,會(huì)引起絕緣損壞,甚至造成事故。
變壓器過熱故障是由于有熱應(yīng)力所造成的絕緣加速劣化。如果熱應(yīng)力只引起熱源外絕緣油的分解,所產(chǎn)生的特殊氣體主要是甲烷和乙烯,二者之和一般占總烴的80%以上,而且隨著故障點(diǎn)的溫度升高,乙烯所占比例將增加,嚴(yán)重過熱會(huì)產(chǎn)生微量乙炔。當(dāng)過熱涉及固體絕緣材料時(shí),除產(chǎn)生上述物質(zhì)外,還產(chǎn)生大量的一氧化碳和二氧化碳,若無CO、CO2,就可能屬裸金屬局部過熱性故障。
變壓器主要是利用電磁感應(yīng)原理,從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器電能傳遞或作為信號傳輸?shù)闹匾?/p>
當(dāng)初級線圈中通有交流電流時(shí),鐵芯〔或磁芯)中便產(chǎn)生交變磁通,使次級線圈中感應(yīng)出電壓(或電流)。
變壓器由鐵芯〔或磁芯)和線圈組成.線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組。其中接的繞組叫初級線圈,其余的繞組叫次級線圈。
改變兩個(gè)線圈的圈數(shù)比就會(huì)在第二個(gè)線圈L得到不同的電壓,變壓器就是根據(jù)這個(gè)原理制成的一種變換交流電壓、電流和阻抗的裝置將初級線圈和次級線圈的圈數(shù)采用適當(dāng)?shù)谋壤?,可以把電路中的電壓升高或降低?/p>
用公式可以表示,即;
初級電壓(U1)/次級電壓(U2)=初級圈數(shù)(n1)/次級圈數(shù)(n2)
應(yīng)該注意的是,任何一只變壓器只能把電能由初級轉(zhuǎn)移到次級.使電壓升高或降低,但不能增大功率。
變壓器初、次級的電壓之比等于次、初級的電流之比。
在不考慮變壓器損耗的情況下可以說初級輸人的功率等于次級輸出的功率。
電源變壓器標(biāo)稱功率、電壓、電流等參數(shù)的標(biāo)記,日久會(huì)脫落或消失。有的市售變壓器根本不標(biāo)注任何參數(shù)。
這給使用帶來極大不便。
下面介紹無標(biāo)記電源變壓器參數(shù)的判別方法。此方法對選購電源變壓器也有參考價(jià)值。
識(shí)別電源變壓器
1.從外形識(shí)別常用電源變壓器的鐵芯有E形和C形兩種。
E形鐵芯變壓器呈殼式結(jié)構(gòu)(鐵芯包裹線圈),采用D41、D42優(yōu)質(zhì)硅鋼片作鐵芯,應(yīng)用廣泛。
C形鐵芯變壓器用冷軋硅鋼帶作鐵芯,磁漏小,體積小,呈芯式結(jié)構(gòu)(線圈包裹鐵芯)。
2.從繞組引出端子數(shù)識(shí)別電源變壓器常見的有兩個(gè)繞組,即一個(gè)初級和一個(gè)次級繞組,因此有四個(gè)引出端。
有的電源變壓器為防止交流聲及其他干擾,初、次級繞組間往往加一屏蔽層,其屏蔽層是接地端。
因此,電源變壓器接線端子至少是4個(gè)。
3.從硅鋼片的疊片方式識(shí)別E形電源變壓器的硅鋼片是交*插入的,E片和I片間不留空氣隙,整個(gè)鐵芯嚴(yán)絲合縫。
音頻輸入、輸出變壓器的E片和I片之間留有一定的空氣隙,這是區(qū)別電源和音頻變壓器的直觀方法。至于C形變壓器,一般都是電源變壓器。
功率的估算
電源變壓器傳輸功率的大小,取決于鐵芯的材料和橫截面積。
所謂橫截面積,不論是E形殼式結(jié)構(gòu),或是E形芯式結(jié)構(gòu)(包括C形結(jié)構(gòu)),均是指繞組所包裹的那段芯柱的橫斷面(矩形)面積。
在測得鐵芯截面積S之后,即可按P=S2/1.5估算出變壓器的功率P。式中S的單位是cm2。
例如:測得某電源變壓器的鐵芯截面積S=7cm2,估算其功率,得P=S2/1.5=72/1.5=33W剔除各種誤差外,實(shí)際標(biāo)稱功率是30W。
各繞組電壓的測量
要使一個(gè)沒有標(biāo)記的電源變壓器利用起來,找出初級的繞組;
并區(qū)分次級繞組的輸出電壓是基本的任務(wù)。現(xiàn)以一實(shí)例說明判斷方法。
例:已知一電源變壓器,共10個(gè)接線端子。試判斷各繞組電壓。
第一步:分清繞組的組數(shù),畫出。
用R×1擋測量,凡相通的端子即為一個(gè)繞組。
現(xiàn)測得:兩兩相通的有3組,三個(gè)相通的有1組,還有一個(gè)端子與其他任何端子都不通。
照上述測量結(jié)果,畫出電路圖,并編號。
從測量可知,該變壓器有4個(gè)繞組,其中標(biāo)號⑤、⑥、⑦的是一帶抽頭的繞組,⑩號端子與任一繞組均不相通,是屏蔽層引出端子。
第二步:確定初級繞組。
對于降壓式電源變壓器,初級繞組的線徑較細(xì),匝數(shù)也比次級繞組多。因此,像圖4這樣的降壓變壓器,其電阻最大的是初級繞組。
第三步:確定所有次級繞組的電壓。
在初級繞組上通過調(diào)壓器接入交流電,緩緩升壓直至220V。
依次測量各繞組的空載電壓,標(biāo)注在各輸出端。
如果變壓器在空載狀態(tài)下較長時(shí)間不發(fā)熱,說明變壓器性能基本完好,也進(jìn)一步驗(yàn)證了判定的初級繞組是正確的。
各次級繞組最大電流的確定
變壓器次級繞組輸出電流取決于該繞組漆包線的直徑D。
漆包線的直徑可從引線端子處直接測得。測出直徑后,依據(jù)公式I=2D2,可求出該繞組的最大輸出電流。式中D的單位是mm。