油浸式变压器的寿命与绝缘老化

1、油浸式变压器的寿命与绝缘老化油浸式变压器 在额定负载下能长期运行的时间，称变压器的寿命。众 所周知，组成变压器的材料有金属材料和绝缘材料两大类，虽然金属材料 能耐住较高的温度不致损坏，可是当温度超过某一定值后，绝缘材料将很 快的损坏。在某些高温下，线圈的绝缘在几秒钟内就会烧毁。所以时间和 温度是影响变压器寿命的主要因素。绝缘材料在长期的温度和电场作用下，会逐渐失去原有的机械性能，这种渐变的过程称为绝缘的老化。经许多试验证明，对于绝缘材料的电气 强度来说，在材料的纤维组织还没有失去机械强度的时候，绝缘强度是不 会降低的。甚至完全失去弹性的纤维绝缘，只要没有机械损伤，照样会有 相当高的电气强度。但

2、是已经老化了的绝缘材料，显得十分干燥而脆弱， 在变压器运行时产生的电磁振动和电动力的作用下，很容易损坏。由此可见，判断绝缘材料的老化程度不能单由电气强度出发，而应由 其机械强度的降低情况来决定。不同种类的绝缘材料，所允许的最高工作温度也不同，一般油浸电缆 纸或纸板的最高工作温度为105度,而云母、石棉、玻璃等为基础的绝缘材料，最高工作温度可达 130度。为了区别绝缘材料的耐热性能，把它分 为若干绝缘等级显然，油浸变压器 是属于A级绝缘等级。国家标准 GB1094-71中规定 的线圈温升65度和最咼环境温度40度,是由A级绝缘等级为基础提出的。 65+40=105度,这是变压器线圈的极限工作温度

3、。但从变压器寿命的全部时间来看，因环境温度一般均低于40度,所以变压器线圈实际工布在 105度 的时间内是很少的，每年仅在七、八月份的某些日子里的一天中出现几个小时。出现这种情况时，不应当限制变压器的额定负载，因为温度105度在较短的时间内对线圈的绝缘是没有直接危险的。油浸式变压器 的寿命是由绝缘材料老化程度决定的，而绝缘材料的老化程度主要取决于下列因素:(1) 导线的温度。这里不仅要考虑空气的最高温度和日平均温度，而且也要考虑年平均沮度。(2) 导线绝缘材料的含潮率。水分越多，绝缘材料老化越快。含潮 率的百分值是随运行时间的增加而提高。(3) 对于油浸式变压器，还要考虑到变压器油中所溶解的氧

4、气。若油与空气直接接触，将使绝缘材料加速老化。上面三个因素的综合作用，决定着变压器的使用年限一寿命。虽然温度和含潮率二个因素都会促使绝缘老化，但它们是矛盾的对立统一，温度高加速了绝缘老化，而同时也会降低纸的含潮率。曾有人论证过，在89度下，绝缘含潮率为 0.3%时，并且不与空气接触，变压器的寿命约为40年。在同样的温度下，当含潮率增至3%并且与空气接触时，澎命缩短到原 来的1/20，也就是说寿命约为 20年。根据变压器多年的运行经验以及许多专门研究的结果表助，通常线圈沮度连续地维持在 95度的时候，可以保证变压器具有适当的经济上的合 理寿命。这个寿命在合理的运行条件下，一般为 20年。在油浸式

5、变压器的寿命问题上，引起绝缘老化的主要原因是盈度，由 此出发，我们可以确定温度对绝缘的作用和绝缘材料的机械强度降低到最低界限的时间关系。把曲线Z做绝缘材料的寿命曲线，这条曲线表示对应每一温度的对间的值。由于温度的作用，在时间Z内足以使绝缘材料的机械强度下降到极限值。若绝缘材料受某一温度作用日；间超过寿命曲线所给出的时间，则就绝缘材料本身的物理状态来说，它已经不能再适用了。可以看出，在95度时相对寿命Z为1,若温度高于或低于95度时， 相对寿命Z将按照八度定则而增减。上面是对于A级绝缘油浸变压器寿命的讨论，至于用其他绝缘等级材料制成的干式变压器的寿命，也有类似的情况，不再赘述。用不同绝缘材料制成变压器的寿命曲线。这些曲线均特合公式，只因纵坐标采用对数坐标，使按指数规律变化的寿命曲线变成了一条直线。讨论变压器寿命是假定变压器的绝缘材料的工作温度经常维持在95度（仅在很少的时间内达到 105度），而实际上变压器的运行温度是受季节和负 载变动的影响。从变压器发热角度来看，只要在运行的任何时间，其绝缘 材料不超出允许的极限温度，变压器则可以带任意的负载。这样就引出了 变压器“负载能力”这一概念。负载能力的定义如下:变压器的负载能