變壓器是電力系統(tǒng)的核心設(shè)備，其運行可靠性直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定。繞組主絕緣是變壓器最重要的絕緣部分，它承擔著繞組對地（鐵芯、油箱）以及不同電壓等級繞組之間的絕緣作用。一旦主絕緣發(fā)生擊穿，往往會造成嚴重的設(shè)備損壞和電網(wǎng)事故。因此，深入分析其擊穿原因并掌握正確的處理方法至關(guān)重要。

一、 變壓器繞組主絕緣擊穿的主要原因

導(dǎo)致變壓器繞組主絕緣擊穿的原因復(fù)雜多樣，通常是多種因素長期共同作用的結(jié)果，主要可分為以下幾類：

1. 電氣原因

過電壓沖擊：

雷電過電壓： 直擊雷或感應(yīng)雷產(chǎn)生的極高電壓波侵入變壓器，其陡峭的波前易在繞組首端附近造成電位分布不均，導(dǎo)致主絕緣被擊穿。

操作過電壓： 系統(tǒng)中斷路器分合閘、發(fā)生短路故障等操作會引起電磁能量劇烈振蕩，產(chǎn)生數(shù)倍于額定電壓的操作過電壓，可能超過主絕緣的耐受極限。

絕緣老化：

長期電老化： 在長期工作電壓下，絕緣材料中的局部放電（電暈）會持續(xù)不斷地侵蝕絕緣纖維和紙板，使其機械和電氣強度逐漸下降，最終導(dǎo)致?lián)舸?/span>

局部放電： 由于設(shè)計、制造或裝配缺陷，在絕緣內(nèi)部、表面或電場集中處可能產(chǎn)生局部放電，它雖不立即形成貫穿性通道，但會緩慢而持續(xù)地破壞絕緣結(jié)構(gòu)。

2. 熱原因

長期過熱： 變壓器長期過負荷運行、冷卻系統(tǒng)故障（如油泵、風扇停轉(zhuǎn)）、油路堵塞等會導(dǎo)致繞組和絕緣油溫度過高。高溫會加速絕緣紙和紙板的老化（遵循“6-8℃法則”，即溫度每升高6-8℃，絕緣壽命減半），使其變脆、喪失韌性，電氣強度大幅下降。

局部過熱： 由于渦流損耗、連接點接觸不良、漏磁通集中等原因造成的局部過熱，會使其周圍的絕緣材料率先劣化，形成絕緣薄弱點。

3. 機械原因

繞組變形與位移： 變壓器在經(jīng)歷出口短路時，繞組會受到巨大的電動力沖擊。多次沖擊后，繞組可能發(fā)生松動、扭曲、鼓包或位移。這會導(dǎo)致主絕緣距離改變、絕緣件受損或壓緊力喪失，從而在正常運行電壓或過電壓下發(fā)生擊穿。

制造與安裝缺陷： 在制造或檢修過程中，絕緣件安裝不到位、存在尖角毛刺、絕緣距離設(shè)計不當?shù)?，都會在運行時引發(fā)局部電場集中，誘發(fā)絕緣故障。

4. 環(huán)境與化學(xué)原因

絕緣受潮： 這是最常見的原因之一。密封件老化、呼吸器失效、套管將軍帽密封不嚴等都可能使空氣中的水分進入變壓器。水分會急劇降低絕緣紙和絕緣油的電氣強度，并加速其老化。

絕緣油劣化： 絕緣油在氧氣、高溫和電弧的作用下會氧化，產(chǎn)生酸性物質(zhì)和油泥。酸性物質(zhì)會腐蝕固體絕緣材料和金屬部件，油泥則會沉積在繞組和絕緣件表面，影響散熱并降低絕緣性能。

油中雜質(zhì)： 金屬顆粒、纖維等雜質(zhì)在電場作用下會沿電場方向排列，形成“小橋”，大大降低油的擊穿電壓，并可能引發(fā)局部放電。

二、 變壓器繞組主絕緣擊穿的處理方法

一旦通過電氣試驗、油色譜分析（DGA）等診斷方法確認或高度懷疑主絕緣存在嚴重劣化或擊穿，必須立即停運并進行處理。

1. 應(yīng)急處理與診斷

立即停運： 發(fā)生內(nèi)部故障（如瓦斯保護、差動保護動作）或試驗數(shù)據(jù)嚴重超標時，應(yīng)立即將變壓器退出運行，防止事故擴大。

精確診斷：

電氣試驗： 測量繞組直流電阻、繞組變形（頻響法或低電壓阻抗法）、絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)、介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ）等，以判斷故障性質(zhì)和位置。

油色譜分析（DGA）： 這是診斷潛伏性故障最有效的手段。若氫氣（H?）、乙炔（C?H?）、總烴含量急劇增長，通常意味著涉及放電或過熱性故障。

吊罩檢查： 在初步診斷后，進行吊罩或進入油箱內(nèi)部檢查，這是最直觀、最準確的確認方法。

2. 修復(fù)與處理措施

根據(jù)損壞程度，處理措施可分為現(xiàn)場修復(fù)和返廠大修。

現(xiàn)場修復(fù)（適用于輕微或局部損傷）：

更換局部絕緣： 如果擊穿點明確且范圍較小，可以現(xiàn)場剝除受損的絕緣紙、紙板、角環(huán)等，更換為新的同規(guī)格絕緣件。

繞組緊固： 若檢查發(fā)現(xiàn)繞組松動但未變形，可使用絕緣墊塊和壓緊裝置重新對繞組進行緊固，恢復(fù)其壓緊力。

干燥處理： 如果主要問題是受潮，則需要對變壓器器身進行真空熱油循環(huán)干燥，徹底去除水分。

油處理： 對絕緣油進行真空濾油、脫氣處理，去除水分、氣體和雜質(zhì)，恢復(fù)其電氣和化學(xué)性能。

返廠大修（適用于嚴重損壞）：

繞組重繞： 當繞組本身已嚴重變形、燒毀或主絕緣大面積碳化時，必須將舊繞組拆除，使用新的電磁線和絕緣材料重新繞制。

全面絕緣恢復(fù)： 在工廠環(huán)境下，可以對鐵芯進行徹底檢查和處理，更換所有主絕緣件（如紙筒、角環(huán)、端圈等），并按照新產(chǎn)品的標準進行真空干燥、浸油和裝配，確保絕緣性能恢復(fù)到出廠水平。

3. 預(yù)防性措施與日常維護

“預(yù)防為主”是避免主絕緣擊穿的根本策略。

加強運行監(jiān)視： 嚴格控制負載率和頂層油溫，避免長期過負荷運行。定期檢查冷卻系統(tǒng)，確保其正常運行。

嚴格執(zhí)行預(yù)防性試驗規(guī)程： 按規(guī)程定期進行絕緣電阻、tanδ、油色譜等試驗，建立設(shè)備狀態(tài)檔案，及時發(fā)現(xiàn)絕緣劣化趨勢。

防止過電壓： 確保避雷器等過電壓保護設(shè)備完好并定期試驗，性能合格。

保持密封良好： 定期更換老化的密封件，維護呼吸器硅膠的正常工作狀態(tài)。

防止短路沖擊： 加強繼電保護管理，減少變壓器出口短路的機會。定期進行繞組變形測試，評估其機械穩(wěn)定性。

加強油務(wù)監(jiān)督： 定期對絕緣油進行化驗分析，按規(guī)定周期進行濾油或換油。

三、 總結(jié)

     變壓器繞組主絕緣的完好是保障其安全運行的基石。其擊穿是電氣、熱、機械、化學(xué)等多因素綜合作用的結(jié)果。處理此類故障時，必須遵循“準確診斷、科學(xué)決策、徹底修復(fù)”的原則。更重要的是，應(yīng)建立和完善以狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)防性試驗為基礎(chǔ)的預(yù)測性維護體系，從源頭上消除隱患，最大限度地延長變壓器的使用壽命，確保電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。