變壓器為什么會(huì )爆炸?
變壓器是一種利用電磁感應原理,把交流電能轉變?yōu)椴煌妷?、電流等參數的電力設備。其中油浸式變壓器,將鐵芯和繞組一起浸入灌滿(mǎn)了絕緣油的油箱中,以加強絕緣和改善冷卻散熱條件。當變壓器內部出現嚴重過(guò)載、短路、絕緣損壞等故障時(shí),絕緣油受到高溫或電弧作用,受熱分解產(chǎn)生大量烴類(lèi)混合氣體,使變壓器內部的壓力急劇上升,然后導致變壓器油箱的結構破壞(初級變壓器爆炸)。
初級變壓器爆炸后,絕緣油、混合氣體和油霧通過(guò)變壓器油箱破裂口向外猛烈釋放。絕緣油從變壓器中泄漏,在地面形成液池,被點(diǎn)燃即發(fā)生池火。而當泄漏的熱解產(chǎn)物混合氣體和油霧與空氣混合后點(diǎn)燃,就會(huì )發(fā)生二次爆炸。當這些情況發(fā)生在密閉或擁塞區域時(shí),可能會(huì )導致非常強烈的爆炸,并對人員和設備造成威脅,給社會(huì )經(jīng)濟帶來(lái)嚴重損失。
初級爆炸
變壓器和充油高壓設備中出現短路或電弧作用
變壓器和充油高壓設備中出現短路或電弧,高溫和電弧作用會(huì )導致油的熱分解并產(chǎn)生大量烴類(lèi)混合氣體。
變壓器油箱的結構破壞(初級變壓器爆炸)
液態(tài)絕緣油、氣態(tài)電解產(chǎn)物和油霧通過(guò)變壓器油箱破裂口向外猛烈釋放
二次爆炸
絕緣油從變壓器中泄漏并點(diǎn)燃,發(fā)生池火;氣態(tài)電解產(chǎn)物和油霧的泄漏及空氣混合,被點(diǎn)燃后發(fā)生二次爆炸。
變壓器二次爆炸與池火場(chǎng)景
合理泄壓和抗爆措施降低變壓器爆炸后果
以上是對變壓器爆炸事故的分析,接下來(lái)我們來(lái)分析一下變電站常出現的故障。
正常運行的電力設備,由于電流、電壓的作用將產(chǎn)生發(fā)熱.主要包括電流效應引起的發(fā)熱和電壓效應引起的發(fā)熱。當電力設備存在缺陷或故障時(shí),缺陷或故障部位的溫度就會(huì )產(chǎn)生異常變化。從而引起設備的局部發(fā)熱,假設未能及時(shí)發(fā)現并及時(shí)制止這些隱患的發(fā)展,最終會(huì )促成設備故障或事故的發(fā)生,嚴重的會(huì )擴大成電網(wǎng)事故。 電力設備發(fā)熱故障基本上可分為兩大類(lèi),即外部故障和內部故障,其基本特征如下: 1)外部發(fā)熱故障:它以局部過(guò)熱的形態(tài)向其周?chē)椛浼t外線(xiàn),各種裸露接頭、連接體的熱故障,其紅外熱圖顯現出以故障點(diǎn)為中心的熱場(chǎng)分布。所以,從設備的熱圖中可直觀(guān)地判斷是否存在熱故障,根據溫度分布可以準確地確定故障的部位及故障嚴重程度。 2)內部發(fā)熱故障:它的發(fā)熱過(guò)程一般較長(cháng),且為穩定發(fā)熱,與故障點(diǎn)接觸的固體、液體和氣體,形成熱傳導、對流和輻射,并以這樣的方式將內部故障所產(chǎn)生的熱量不斷地傳遞至設備外殼,從而改變設備外表面的熱場(chǎng)分布情況。 電力生產(chǎn)包括發(fā)電廠(chǎng)內的電力生產(chǎn)環(huán)節以及輸配電環(huán)節。這兩個(gè)環(huán)節的低效導致電力產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能難以提高,事故時(shí)有發(fā)生。 生產(chǎn)環(huán)節的問(wèn)題主要集中在糟糕的基礎設施上。設備陳舊,所以能源轉化效率低,事故也常常發(fā)生。今年5月,美國紐約州一座核電站發(fā)生起火爆炸事故,原因就是電廠(chǎng)變壓器設備障礙,而這類(lèi)事故近年來(lái)在美國屢有發(fā)生。
由于輸電網(wǎng)基礎設施老化,變電站與其他地區的電網(wǎng)缺少監測關(guān)鍵設備運行狀態(tài)的自動(dòng)化系統,因此停電與持續低壓風(fēng)險正日益增加。 例如變壓器液體泄漏或內部隔熱層故障可導致設備過(guò)熱,從而引發(fā)故障,但大多數供電公司并未配備可偵測這些故障點(diǎn)的自動(dòng)化熱檢測系統。 無(wú)論故障原因如何,一次重大的變電站故障可能演化為一系列并發(fā)故障,其結果可能導致銀行設施、安防系統、制造工廠(chǎng)、食品冷藏、通訊網(wǎng)絡(luò )與交通控制系統發(fā)生大規模故障,毋庸置疑,相關(guān)供電公司可能蒙受巨大的收益損失為恢復系統正常運轉也會(huì )增加大量成本。 供電公司基礎設施逐漸老化,停電、持續低壓的風(fēng)險與日益增加,持續低壓是指電力供應中的電壓下降,如此命名是因為低壓通常導致燈光的亮度變暗,供電公司還面臨著(zhù)代價(jià)昂貴的計劃外維護和成本飆升等問(wèn)題。
一般來(lái)說(shuō),對于最常見(jiàn)的初級爆炸情況,在工廠(chǎng)的設計階段通常會(huì )被考慮到。而對于二次爆炸情況,由于其后果嚴重,在安全方面需要重點(diǎn)考慮。在設計階段,為消除安全隱患而對整體設計做出一些重要變更。但這些改動(dòng)可能會(huì )導致不可預知的爆炸后果,造成嚴重損失。在密閉設施中,例如室內變電站,如果沒(méi)有考慮合理的泄壓措施,那么爆炸事故對內部和外部也可能造成非常嚴重的影響。
一、變壓器正式投運之前的預防性試驗 二、在變壓器投入運行之后的定期巡視 干式變壓器日常巡視的主要項目: 1、 電抗器線(xiàn)圈絕緣層完好,相色正確清晰。 2. 電抗器周?chē)帮L(fēng)道整潔,無(wú)鐵磁性雜物。 3. 主架無(wú)裂紋,線(xiàn)圈無(wú)松散變形,垂直安裝的電抗器無(wú)傾斜。 4. 各連接部分接觸良好,無(wú)過(guò)熱。 5. 引線(xiàn)線(xiàn)夾處連接良好。 6. 外表無(wú)開(kāi)裂,無(wú)放電痕跡。 7. 使用紅外熱成像或紅外測溫儀監測異常溫升及局部熱點(diǎn)。 8. 防雨措施良好。 油浸式變壓器日常巡視的主要項目: 1.變壓器油色、油位是否正常,各部位有無(wú)滲漏油現象。 2.變壓器油溫及溫度計指示是否正常,遠方測控裝置指示是否正確。 3.變壓器兩側母線(xiàn)有無(wú)懸掛物,金具連接是否緊固;引線(xiàn)不應過(guò)松或過(guò)緊,接頭接觸良好,試溫片有無(wú)變色或有無(wú)融化現象。 4.呼吸器是否通暢;硅膠是否變色;瓦斯繼電器是否充滿(mǎn)油;壓力釋放器(安全氣道)是否完好無(wú)損。 5.瓷瓶、套管是否清潔,有無(wú)破損裂紋、放電痕跡及其它異?,F象。 6.主變外殼接地點(diǎn)接觸是否良好,基礎是否完整,有無(wú)下沉有無(wú)水泥脫落或裂紋。 7.有載分接開(kāi)關(guān)的分接指示位置及電源指示是否正常。 8.冷卻系統的運行是否正常。 9.各控制箱及二次端子箱是否關(guān)嚴,電纜穿孔封堵是否嚴密,有無(wú)受潮。 10.警告牌懸掛是否正確,各種標志是否齊全明顯。