《电力变压器+第14部分：采用高温绝缘材料的液浸式电力变压器GBT+1094.14-2022》详细解读

《电力变压器第14部分：采用高温绝缘材料的液浸式电力变压器GB/T1094.14-2022》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4绝缘系统5温升限值6部件和材料7设计时的特殊考虑8需要的信息contents目录9铭牌及补充信息10试验11监视、诊断和维护附录A(资料性)绝缘材料附录B(资料性)温度的快速上升与气泡生成附录C(资料性)酯类绝缘液体和纤维素附录D(规范性)绝缘系统代码编制参考文献011范围1范围适用对象本标准适用于工作温度高于常规限值且采用高温绝缘材料或高温绝缘材料与常规绝缘材料相组合的液浸式电力变压器。包括但不限于符合GB/T1094.1标准的电力变压器、符合GB/T18494系列标准的变流变压器、风力发电用变压器（GB/T1094.16）、电弧炉变压器以及符合GB/T1094.6的电抗器。技术内容涵盖本标准详细规定了采用高温绝缘材料的液浸式电力变压器的术语和定义、绝缘系统要求、温升限值、部件和材料选择、设计时的特殊考虑因素、所需信息提供、铭牌及补充信息、试验方法、监视、诊断及维护等全方位的技术和管理要求。标准目的旨在通过明确的技术规范，确保高温绝缘材料液浸式电力变压器在设计、制造、使用和维护过程中的安全、可靠、高效及环保，满足现代电力系统对电力变压器性能不断提升的需求。022规范性引用文件2规范性引用文件GB/T1094.2电力变压器第2部分液浸式变压器的温升。此标准详细规定了液浸式变压器在正常运行条件下的温升限值及试验方法，确保变压器在高温环境下的稳定运行。GB/T1094.5电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验导则。该标准规定了变压器和电抗器在雷电冲击和操作冲击条件下的试验方法和要求，以保障设备在极端电气条件下的安全性和可靠性。GB/T1094.1电力变压器第1部分总则。该标准提供了电力变压器的基本定义、分类、额定值、标志、端子及一般要求，为GB/T1094.14-2022提供了基础性的指导和规范框架。0302012规范性引用文件GB/T1094.16电力变压器第16部分风力发电用变压器。此标准专为风力发电用变压器设计，提供了针对特定应用环境的性能要求、试验方法等，为采用高温绝缘材料的液浸式变压器在风力发电领域的应用提供了参考。GB2536电工流体变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油。该标准规定了变压器用矿物绝缘油的技术要求和试验方法，确保绝缘油的质量满足变压器运行的需求。GB/T18494.1、GB/T18494.2电力变压器和电源装置用的冷却系统。这一系列标准详细规定了电力变压器冷却系统的设计、制造、安装、试验及维护要求，对于采用高温绝缘材料的液浸式变压器而言，冷却系统的性能直接关系到变压器的运行效率和寿命。033术语和定义高温绝缘材料指能够在较高温度下保持其电气和机械性能稳定的绝缘材料，如高温合成纸、聚酰亚胺薄膜等。这些材料在电力变压器中用于提高绕组和绝缘系统的耐热等级，从而允许变压器在更高的温度下运行，提高效率和可靠性。液浸式电力变压器指采用绝缘油作为冷却和绝缘介质的电力变压器。绝缘油不仅起到绝缘作用，还能通过循环带走变压器运行产生的热量，保持其正常运行温度。液浸式电力变压器广泛应用于电网、工业、交通等领域，是电力系统中不可或缺的组成部分。3术语和定义3术语和定义耐热等级指绝缘材料在特定条件下所能承受的最高温度，通常以绝缘材料在特定时间（如长期运行）内保持其电气和机械性能稳定的最高温度来衡量。不同的绝缘材料具有不同的耐热等级，高温绝缘材料通常具有较高的耐热等级，适用于对温度要求较高的电力变压器。电气间隙与爬电距离电气间隙指两个导电部件之间最短空气距离，而爬电距离则是指沿绝缘材料表面测量的两个导电部件之间最短路径长度。这两个参数对于确保电力变压器在运行过程中不发生电气击穿至关重要，高温绝缘材料的采用可能对电气间隙和爬电距离的要求产生影响。044绝缘系统绝缘材料的选择采用高温绝缘材料的液浸式电力变压器，其核心在于绝缘材料的选择。这些材料需具备优异的耐热性能，以承受变压器在高温环境下的稳定运行。常见的高温绝缘材料包括聚酰亚胺薄膜、芳纶纸、高温漆包线等，这些材料在高温下仍能保持较好的电气性能和机械强度。绝缘结构设计绝缘系统的结构设计直接关系到变压器的运行安全和效率。新标准可能对绝缘结构的厚度、层数、排列方式等方面进行了优化，以确保绝缘系统既能满足电气强度要求，又能有效控制温升，提高变压器的整体性能。4绝缘系统绝缘老化评估绝缘材料在长期使用过程中会逐渐老化，影响变压器的绝缘性能。新标准可能引入了更先进的绝缘老化评估方法，如通过加速老化试验模拟长期运行条件下的绝缘材料老化过程，以评估其使用寿命和性能稳定性。环保要求随着环保意识的提高，新标准可能对绝缘材料的环保性能提出了更高要求。例如，限制使用对环境有害的物质，鼓励使用可回收或生物降解的绝缘材料，以减少对环境的污染。同时，还可能加强对绝缘油的选择和管理，确保其符合环保要求。4绝缘系统“055温升限值5温升限值温升限值定义与重要性温升限值是指电力变压器在额定运行条件下，其各部位温度允许升高的最大值。这一限值对于保证变压器的稳定运行、延长使用寿命以及防止绝缘老化具有重要意义。温升限值的计算方法温升限值的计算涉及变压器设计、材料性能、散热条件等多个因素。通常，通过理论计算和实验验证相结合的方法，确定变压器在特定工况下的温升限值。高温绝缘材料对温升限值的影响采用高温绝缘材料的液浸式电力变压器，其温升限值可能因材料性能的提升而有所放宽。高温绝缘材料具有更好的耐热性能，能够在较高温度下保持稳定的绝缘性能，从而为变压器提供更大的安全裕度。温升限值的测试与验证为了确保变压器在实际运行中的温升不超过限值，需要进行严格的测试和验证。这包括在模拟工况下的温升试验、长期运行监测以及定期维护检查等措施。通过这些措施，可以及时发现并处理温升异常问题，确保变压器的安全运行。5温升限值066部件和材料6部件和材料绝缘材料选择标准详细规定了采用高温绝缘材料的种类、性能要求及测试方法。绝缘材料需具备优异的耐热性、机械强度、电气性能及耐老化特性，如高温绝缘纸、合成酯绝缘油等。这些材料的选择需满足变压器在高温环境下的长期稳定运行需求。金属材料应用变压器中的导电材料（如铜、铝）和结构材料（如钢）需具备高强度、耐腐蚀性及良好的热传导性。标准中对这些材料的使用规范、加工要求及连接方式进行了明确规定，以确保变压器的结构完整性和电气性能。绝缘结构设计绝缘结构设计需考虑电场分布、温升控制及机械强度等因素。采用高温绝缘材料的变压器，其绝缘结构需进行特殊设计，如增加绝缘层厚度、采用特殊形状的绝缘件等，以提高绝缘系统的可靠性和耐久性。冷却系统配置标准中对变压器的冷却系统配置提出了要求，包括冷却方式（如油浸自冷、强迫油循环等）、冷却器选型及布置等。冷却系统需具备高效散热能力，以确保变压器在高温环境下仍能维持较低的温升水平。同时，冷却系统还需具备良好的密封性和可靠性，以防止绝缘油渗漏和外界杂质侵入。6部件和材料077设计时的特殊考虑7设计时的特殊考虑高温绝缘材料的选择与应用设计时需充分考虑高温绝缘材料的特性，如耐温等级、电气性能、机械强度等，确保所选材料满足变压器在高温环境下的稳定运行需求。同时，需合理设计绝缘结构，优化绝缘材料的使用方式，以提高绝缘系统的整体性能。冷却系统的优化针对高温绝缘材料的应用，需对变压器的冷却系统进行优化设计，以提高散热效率，降低变压器运行时的温升。这可能包括采用更高效的散热器、优化冷却油道布局、增强油循环效率等措施。电气间隙与爬电距离的设计考虑到高温环境可能对电气间隙和爬电距离产生影响，设计时需严格按照标准要求，确保电气间隙和爬电距离满足安全要求。同时，需采取适当的防护措施，如增加绝缘屏障、优化电场分布等，以提高电气性能。长期运行可靠性的保障设计时需充分考虑变压器在高温环境下的长期运行可靠性问题，如材料老化、绝缘系统失效等问题。需通过合理的选材、设计裕量、加强监测与诊断等措施，确保变压器在高温环境下仍能长期稳定运行。同时，需制定详细的维护计划，定期对变压器进行检查和维护，及时发现并处理潜在问题。7设计时的特殊考虑088需要的信息8需要的信息绝缘材料特性详细列出所采用的高温绝缘材料的类型、耐热等级、电气性能、机械性能等关键指标，以确保材料的选择符合变压器的运行需求和安全标准。设计特殊考虑针对采用高温绝缘材料的液浸式电力变压器，在设计过程中需要特别考虑的因素，如绝缘结构设计、热管理策略、冷却系统配置等，以确保变压器在高温环境下的稳定运行。变压器基本信息包括变压器的型号、额定容量、额定电压、额定电流、频率等基本参数，这些信息对于变压器的设计和运行至关重要。030201试验与认证数据包括变压器的各种试验数据，如绝缘试验、温升试验、负载试验等，以及相应的认证证书和报告。这些数据是评估变压器性能和质量的重要依据。8需要的信息运行与维护指南提供变压器的运行条件限制、日常维护要求、故障诊断与处理方法等实用信息，帮助用户正确、安全地使用变压器。安全与环境要求明确变压器在使用过程中需要遵守的安全规定和环保要求，包括电气安全、防火安全、有害物质限制等方面，以确保变压器的使用不会对人员和环境造成危害。备品备件清单列出变压器可能需要的备品备件清单，以便在需要时能够及时更换，确保变压器的持续稳定运行。技术文档与资料包括变压器的设计图纸、使用说明书、维护手册等技术文档和资料，供用户和维护人员参考和使用。8需要的信息099铭牌及补充信息9铭牌及补充信息铭牌内容要求铭牌应清晰、耐久地标示电力变压器的基本信息，包括但不限于制造商名称、型号、额定容量、额定电压、额定电流、冷却方式、绝缘等级、生产日期等。这些信息对于变压器的识别、安装、使用和维护至关重要。补充信息提供除了铭牌上的基本信息外，制造商还应提供必要的补充信息，如变压器的设计特点、使用条件限制、特殊运行要求、维护指南等。这些信息有助于用户更好地了解变压器的性能和使用要求，确保变压器的安全运行。信息准确性保证铭牌及补充信息必须准确无误，制造商应对其真实性负责。任何误导性信息都可能导致变压器的错误使用或损坏，甚至引发安全事故。因此，制造商应严格遵守相关标准和规定，确保提供的信息准确无误。信息更新与维护随着技术的不断发展和标准的不断更新，铭牌及补充信息也可能需要进行相应的更新和维护。制造商应定期审查这些信息，确保其与当前的技术标准和安全要求保持一致。同时，对于用户提出的信息查询或更正请求，制造商也应及时响应并处理。9铭牌及补充信息1010试验10试验温升试验：通过模拟实际运行条件，对变压器各部分进行温升测量，确保其在额定负载下的温升不超过规定限值，以保障设备的安全稳定运行。局部放电检测：利用局部放电检测仪对变压器内部绝缘进行局部放电测试，检测并定位绝缘缺陷，预防因局部放电引起的绝缘老化或击穿。绝缘电阻与介电强度试验：测试变压器绕组的绝缘电阻和介电强度，验证其绝缘性能是否符合要求，确保设备在高电压下的安全可靠性。老化特性评估：对高温绝缘材料进行加速老化试验，评估其在长期高温环境下的性能稳定性，为变压器的设计和选材提供依据。同时，通过对比试验验证不同绝缘材料的性能差异，为变压器的优化设计提供参考。1111监视、诊断和维护监视系统要求：持续温度监测：安装温度传感器，实时监控变压器油温及绕组温度，确保其在安全范围内运行。油质分析：定期取样分析变压器油，检测其绝缘强度、水分含量、酸值等关键指标，预防油质劣化。11监视、诊断和维护气体继电器检查确保气体继电器正常工作，及时捕捉变压器内部故障产生的气体，预防重大事故发生。11监视、诊断和维护“诊断方法与技术：11监视、诊断和维护局部放电检测：采用超声波、高频电流或特高频等局部放电检测技术，定位并评估变压器内部绝缘缺陷。红外热成像：利用红外热成像仪检测变压器外部热点，辅助判断内部故障隐患。11监视、诊断和维护油色谱分析深入分析变压器油中溶解气体成分及含量，准确诊断变压器内部故障类型及严重程度。维护策略与措施：11监视、诊断和维护定期维护计划：根据变压器运行状况及历史故障记录，制定科学合理的定期维护计划，确保变压器长期稳定运行。绝缘系统评估：定期对变压器绝缘系统进行评估，包括绝缘电阻、介质损耗因数等测试，及时发现并处理绝缘老化问题。清洁与检查定期对变压器进行外部清洁及内部检查，清理积尘、油污等杂质，检查紧固件是否松动、部件是否损坏。11监视、诊断和维护“故障处理与应急响应：应急演练与培训：定期组织应急演练与培训活动，提高运行维护人员的应急响应能力及故障处理能力。应急预案制定：针对可能发生的各类故障制定详细的应急预案，包括故障处理流程、人员分工、物资准备等。故障快速定位：建立故障快速定位机制，利用在线监测系统及故障诊断技术迅速确定故障点及原因。11监视、诊断和维护0102030412附录A(资料性)绝缘材料绝缘材料类型：高温绝缘纸：包括热改性纸、芳纶纸等，这些材料具有更高的耐热等级，能在较高温度下保持稳定的电气和机械性能。附录A(资料性)绝缘材料高温绝缘漆和树脂：用于浸渍和固化绝缘材料，提高绝缘系统的整体耐热性和机械强度。高温绝缘油如天然酯液体，相比传统矿物油具有更高的闪点和燃点，减少火灾风险，同时环保性能更佳。附录A(资料性)绝缘材料绝缘材料性能要求：附录A(资料性)绝缘材料耐热等级：新标准可能提高了对绝缘材料耐热等级的要求，确保在高温环境下长期运行的稳定性。电气性能：包括绝缘电阻、介电强度等，需满足更高的安全标准。机械性能包括抗拉强度、伸长率等，确保在变压器运行过程中能承受各种机械应力。附录A(资料性)绝缘材料绝缘材料老化特性：附录A(资料性)绝缘材料老化机理：分析了高温下绝缘材料的老化过程，包括热氧老化、水解老化等，为材料选择和变压器设计提供依据。老化试验：介绍了老化试验的方法和标准，以评估绝缘材料在高温环境下的使用寿命和稳定性。绝缘系统设计：绝缘配合：考虑了不同绝缘材料之间的配合问题，确保整体绝缘系统的协调性和稳定性。绝缘结构：根据高温绝缘材料的特性，设计了合理的绝缘结构，确保变压器的安全、可靠运行。绝缘监测：提出了对绝缘系统进行监测的方法和要求，以便及时发现和处理绝缘故障。附录A(资料性)绝缘材料13附录B(资料性)温度的快速上升与气泡生成气泡生成与膨胀：高温下，绝缘油或绝缘材料内部可能因水分蒸发、化学反应等产生气泡，这些气泡在电场作用下可能迅速膨胀，影响绝缘强度，甚至引发局部放电或击穿。温度快速上升的影响：材料性能劣化：随着温度的迅速升高，绝缘材料可能经历热老化，导致机械强度、电气性能及热稳定性显著下降。附录B(资料性)温度的快速上升与气泡生成010203热应力分布不均温度快速上升会导致变压器内部各部件热应力分布不均，可能引发结构变形、松动或损坏。附录B(资料性)温度的快速上升与气泡生成水分蒸发：绝缘材料中的水分在高温下蒸发，形成水蒸气气泡。化学反应：绝缘材料在高温环境下可能发生分解、交联等化学反应，生成气体产物。气泡生成机制分析：附录B(资料性)温度的快速上升与气泡生成局部过热由于设计缺陷、制造不良或运行维护不当，变压器内部可能存在局部过热点，加速气泡生成。附录B(资料性)温度的快速上升与气泡生成附录B(资料性)温度的快速上升与气泡生成010203气泡生成对变压器性能的影响：降低绝缘强度：气泡的存在会显著降低绝缘材料的介电常数和击穿电压，增加变压器发生绝缘故障的风险。引发局部放电：气泡在电场作用下可能成为局部放电的起始点，加速绝缘材料老化，形成恶性循环。噪音与振动气泡的膨胀与收缩会产生噪音和振动，影响变压器的正常运行和周围环境。附录B(资料性)温度的快速上升与气泡生成气泡生成的控制与预防措施：附录B(资料性)温度的快速上升与气泡生成优化绝缘材料选择：选用耐高温、低水分含量、化学稳定性好的绝缘材料。加强制造工艺控制：确保绝缘材料干燥处理彻底，避免制造过程中引入水分和杂质。提高运行维护水平定期检查变压器油位、油温及绝缘状况，及时发现并处理局部过热等问题。引入气泡监测技术利用超声波、红外线等现代检测技术监测变压器内部气泡生成情况，为故障预警提供数据支持。附录B(资料性)温度的快速上升与气泡生成14附录C(资料性)酯类绝缘液体和纤维素附录C(资料性)酯类绝缘液体和纤维素生物降解性：酯类绝缘液体具有良好的生物降解性，符合环保要求，减少对自然环境的潜在污染。热稳定性：酯类绝缘液体在高温环境下表现出卓越的热稳定性，能有效延缓绝缘材料的老化过程，延长变压器的使用寿命。酯类绝缘液体特性：010203电气性能其电气性能优异，介电常数和介质损耗因数低，有助于提高变压器的电气效率和运行稳定性。附录C(资料性)酯类绝缘液体和纤维素“纤维素绝缘材料老化特性：热老化影响：纤维素绝缘材料在高温下会逐渐老化，表现为抗拉强度降低、聚合度下降等现象。新标准中可能包含对纤维素绝缘材料在不同温度下老化特性的详细研究数据。老化机理：纤维素绝缘材料的老化主要涉及热氧化反应、水解反应等复杂过程，新标准可能深入探讨了这些老化机理及其对绝缘性能的影响。附录C(资料性)酯类绝缘液体和纤维素附录C(资料性)酯类绝缘液体和纤维素老化评估方法为了准确评估纤维素绝缘材料的老化状态，新标准可能引入或更新了一系列老化评估方法，如抗拉强度测试、聚合度分析等。影响因素分析：分析了温度、压力、水分含量等因素对纤维素绝缘材料与酯类绝缘液体兼容性的影响，为变压器的设计和维护提供参考。附录C(资料性)酯类绝缘液体和纤维素纤维素绝缘材料与酯类绝缘液体的兼容性：兼容性测试：新标准可能包含对纤维素绝缘材料与酯类绝缘液体兼容性的测试数据和评估方法，确保两者在共同使用时的稳定性和可靠性。01020301纤维素绝缘材料的改进方向：附录C(资料性)酯类绝缘液体和纤维素020304热改性技术：介绍了通过热改性技术提高纤维素绝缘材料耐热等级的方法，包括热改性纸等新型绝缘材料的研究进展。复合绝缘结构：探讨了采用复合绝缘结构提高变压器绝缘性能的可能性，如结合多种绝缘材料形成优势互补的复合绝缘体系。长寿命设计：基于纤维素绝缘材料的老化特性研究，提出了延长变压器绝缘寿命的设计思路和维护策略。15附录D(规范性)绝缘系统代码编制绝缘系统代码的重要性绝缘系统代码编制是确保电力变压器安全、可靠运行的关键环节。通过统一的代码编制规范，可以明确绝缘材料的选择、绝缘结构的设计及绝缘系统的性能要求，为变压器的设计、制造、试验和维护提供重要依据。绝缘系统代码的编制原则绝缘系统代码的编制应遵循科学性、规范性、实用性和前瞻性原则。代码应准确反映绝缘系统的技术特征，便于国际交流和技术合作；同时，应适应电力变压器技术的发展趋势，为新型绝缘材料和绝缘结构的应用预留空间。附录D(规范性)绝缘系统代码编制附录D(规范性)绝缘系统代码编制绝缘系统代码的结构与内容绝缘系统