运行参数指标对预防变压器火灾的评估

王　瑶　（合肥市消防支队庐阳大队，安徽　合肥　230000）

运行参数指标对预防变压器火灾的评估

王瑶（合肥市消防支队庐阳大队，安徽合肥230000）

油浸变压器本体内有着大量易燃物和可燃物，在运行中遇到高温和电火花就有发生火灾爆炸的危险，通过对变压器运行参数的监测监控和分析评估，能及时发现变压器运行中存在的异常和火灾隐患，及早采取积极有效的措施，避免这些潜在风险进一步扩大和发生。

变压器；火灾危险性；参数评估；处置对策

1　变压器火灾的危险性及着火原因分析

1.1油浸式变压器火灾的危险性

油浸式变压器内部结构和所用绝缘材料具有易燃易爆性。因为变压器本体内充满了大量的变压器油，变压器油是一种可燃液体，其蒸气与空气混合形成爆炸性气体，遇到放电火花可以发生燃烧或爆炸。变压器的其他材料，如电缆纸、漆布、黄蜡绸带、木材、棉布等也均为易燃和可燃物质，这些可燃性物质是造成变压器火灾爆炸事故的根源。

1.2变压器着火的原因

1.2.1变压器长期过负荷引起绝缘老化

当变压器长时间处在过负荷超温状态下运行，温度越高，持续时间越长，变压器绝缘劣化速度就越快，使用期限也愈短。由于绝缘强度下降，当变压器受到电压波动和电流冲击时会使绝缘损坏，造成绕组匝间、层间、相间短路和接地短路，短路电弧引燃变压器内的可燃物和变压器油，引发火灾。

1.2.2绝缘油的氧化腐蚀作用使绝缘老化变质

变压器运行温度越高，绝缘油氧化的（老化）越厉害。油温在80℃以下，氧化是很微弱的，当油温超过95℃以后，氧化速度剧增，超过115～120℃时油就开始裂解，酸价不断增加，绝缘油受到腐蚀，氧化严重时析出的油泥和水分不仅影响散热，而且使绝缘物间的有效爬电距离大为缩短，容易形成闪络、放电，使变压器内部压力急剧增加，造成外壳爆裂喷油燃烧。

1.2.3变压器制造或检修质量缺陷引起绕组短路

变压器因制造和检修质量不良而造成的事故所占比重是很大，在制造过程中匝间绝缘或引线根部绝缘处理不当，装配时绝缘受到损伤或固定焊接不当，变压器内残留焊渣和金属杂物等，都能引起匝间短路。

1.2.4其他的原因

如：变压器异常运行、过电压、保护失灵、分接开关接触不良、误操作及小动物短路等原因，也都可能引起变压器火灾事故。

2　运行变压器参数指标的安全评估

2.1变压器的允许温度和温升

变压器运行中的温度超高，是造成绝缘老化的主要因素。我国油浸式电力变压器大多采用A级绝缘，规程规定当周围空气温度最高为40℃时，变压器绕组的极限工作温度为105℃，由于绕组平均温度比油温要高10℃，所以规定变压器上层油温最高不得超过95℃。如果发现变压器在运行中的油温异常升高，并超过了规程规定的限值时，应立即检查处理。

2.2变压器运行中的声音

变压器在正常工作时会发出均匀的“嗡嗡”声，如果变压器或外电路发生故障，将会出现异常声音，如出现嘈杂声，可能是铁芯穿心螺栓或螺母等内部结构松动引起的；出现“啪啪”的放电声，可能是绕组之间、绕组和铁芯之间有击穿现象；出现很大而且沉重的“嗡嗡”声，可能是由于变压器过载而引起的。要特别注意，当绕组匝间短路时，短路处绕组发热，使变压器油局部沸腾发出“咕噜咕噜”的声音，这时应立即停电检修。因此，加强对变压器运行中声音的监控，能及时发现设备缺陷。

2.3绝缘油和油中气体的综合分析判断

变压器油的主要功能是绝缘和散热，在变压器运行中绝缘油的好坏能及时反映出设备的状况。因此，巡检时要注意查看油的颜色是否正常，新变压器油呈浅黄色，运行后的变压器油呈浅红色，要检查变压器的油位计是否有油，变压器本体有无漏油、渗油的现象。还要通过定期对溶解于油中的气体进行色谱分析，及时发现变压器内部存在潜伏性故障的发展变化，从而对设备运行状况做出正确判定。

2.4变压器过负荷能力

2.4.1正常过负荷

一般情况下，长时间过负荷运行是不允许的，因为变压器过负荷运行会使温度增高，加速绝缘老化，影响变压器使用寿命，长期过负荷运行往往是造成变压器火灾事故的重要原因。但是变压器在正常运行时因为负荷受到季节、昼夜、用户等多种因素的影响是经常变化和波动的，短时间过负荷运行是经常发生，原则是在不损害变压器绝缘和不缩短使用寿命的前提下。因此，采取温度冬夏互补、负荷以丰补欠的办法，允许按照变压器负荷率低于1.3的过负荷规则运行，即过负荷率低于30%。

2.4.2事故过负荷

变压器超过额定容量30%的过负荷为事故过负荷，这种运行方式会影响变压器的正常寿命。当发生事故时，为保证对主要用电设备的连续供电及迅速消除故障，变压器允许短时间过负荷。如：并列运行的系统中，当其中一台变压器事故退出时，与其并列运行的变压器便承担原来的全部负荷，此时过负荷一般均大于额定容量的30%，因这种过负荷带有应急的性质，所以又称为短期急救过负荷。虽然短期急救过负荷对变压器绝缘有一定的损坏作用，对其寿命也有影响，但从某种意义上来讲，短期急救过负荷保证了生产的连续运行，特别是石油化工企业，可避免因突发性停电造成有毒有害物质泄漏引发的火灾爆炸事故，因此仍有积极意义。但此时应尽快重新调整负荷，将不重要的负荷切除，尽可能地使变压器过负荷不超过30%，恢复正常运行状态。

2.5电压的允许波动值

变压器运行时，由于系统运行方式的改变及负荷的变化，电网电压总会有一定的波动。当电网电压小于变压器额定电压时，对于变压器本身没有什么损害，只是降低了一些出力。当然也不能太低，这主要是由于用电设备对供电电压有一定的要求。

当变压器电源电压高于额定电压值时，变压器的激磁电流增加，造成变压器铁芯损耗加大而过热，无功功率也随之增加，变压器实际出力下降。激磁电流剧增时，磁通密度增大，磁路饱和致使一、二次绕组电势波形发生严重的畸变，电压波形中的高次谐波值也大大地增加，这将引起供电电流波形畸变，增加设备和线路的附加损耗。同时在系统中造成谐波共振现象，并导致过电压，对变压器及其它电气设备的绝缘有一定的损害。因此，规程要求变压器的电源电压一般不得超过额定值的±5%。

3　变压器火灾的处置对策

变压器火灾初始多数是带电燃烧，而且油浸式变压器本体内充满了大量变压器油和其他可燃物，火势蔓延非常迅速，如果处置不当还可能会引起触电事故发生。因此，我们要掌握变压器火灾的特点，及时采取正确的灭火对策，控制火势的蔓延扩大，减少事故造成的损失。

①当变压器火灾发生时，应该沉着果断，准确判断，首先立即切断电源。由于受潮或烟熏等影响，开关设备的绝缘强度降低，在拉闸时要使用适当的绝缘工具操作。停电时应遵循这样的原则：先停负荷侧开关，后停电源侧开关；在无断路器时，可用隔离开关切断110kV及以下，切断电流不超过2A的空载变压器，以防止带负荷拉闸造成电弧伤人。

②火灾初期在火势不大的情况下，有时为了争取时间，防止火势扩大蔓延，在来不及切断电源或生产需要及其他原因无法断电时，则需要带电灭火，但必须在确保安全的前提下，使用不导电的灭火剂，如：二氧化碳、四氯化碳、1211或干粉等灭火器进行灭火。在使用这些小型二氧化碳、四氯化碳、1211或干粉等灭火器进行灭火时，由于其射程较近，人体及灭火器本体和喷嘴要与带电体保持一定的安全距离，防止触及电源，造成伤害事故发生。

③因为泡沫灭火剂水溶液有一定的导电性，而且对电气设备的绝缘强度有影响，不能用于带电灭火，特别应强调在未切断电源时千万不能用水冲浇灭火，水是导电的。

④变压器外壳爆裂，大量喷油着火，燃烧的油四处流淌，流到那里就会燃烧到那里，且很难扑灭，这时要做好疏导引流，防止燃烧的油蔓延扩散，造成火灾事故扩大。建有蓄油池的，要定期检查，保持漏油通道畅通无阻。

4　结束语

变压器在正常状态下运行时，其各项运行参数指标都是在规程规定的安全范围内，一旦变压器出现故障和隐患时，变压器的相关运行参数指标也都会随之发生变化和波动。因此，除了严格执行各种规章制度，特别要加强对在运变压器的监测监控和巡查工作，通过对变压器运行状况和各项参数指标的综合分析评估，为预防变压器火灾事故的发生提供及时有效的安全技术保障。

［1］夫兰克林.变压器全书［M］.北京：机械工业出版社，1990.

［2］方大千，等.实用电工手册［M］.北京：机械工业出版社，2011.

［3］王齐宗.工企电气设备及其运行［M］.北京：中国电力出版社，1998.

X928

A

1007-7359（2016）04-0234-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.092

王瑶（1982-），女，工程师，主要从事消防监督管理工作。