變壓器為什么會(huì)爆炸?
變壓器是一種利用電磁感應(yīng)原理,把交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌妷?、電流等參?shù)的電力設(shè)備。其中油浸式變壓器,將鐵芯和繞組一起浸入灌滿了絕緣油的油箱中,以加強(qiáng)絕緣和改善冷卻散熱條件。當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)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(nèi)部的壓力急劇上升,然后導(dǎo)致變壓器油箱的結(jié)構(gòu)破壞(初級(jí)變壓器爆炸)。
初級(jí)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(dāng)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(dāng)這些情況發(fā)生在密閉或擁塞區(qū)域時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致非常強(qiáng)烈的爆炸,并對(duì)人員和設(shè)備造成威脅,給社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失。
初級(jí)爆炸
變壓器和充油高壓設(shè)備中出現(xiàn)短路或電弧作用
變壓器和充油高壓設(shè)備中出現(xiàn)短路或電弧,高溫和電弧作用會(huì)導(dǎo)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(jié)構(gòu)破壞(初級(jí)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(duì)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(xiàn)的故障。
正常運(yùn)行的電力設(shè)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(yīng)引起的發(fā)熱和電壓效應(yīng)引起的發(fā)熱。當(dāng)電力設(shè)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(shè)備的局部發(fā)熱,假設(shè)未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)制止這些隱患的發(fā)展,最終會(huì)促成設(shè)備故障或事故的發(fā)生,嚴(yán)重的會(huì)擴(kuò)大成電網(wǎng)事故。 電力設(shè)備發(fā)熱故障基本上可分為兩大類(lèi),即外部故障和內(nèi)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,各種裸露接頭、連接體的熱故障,其紅外熱圖顯現(xiàn)出以故障點(diǎn)為中心的熱場(chǎng)分布。所以,從設(shè)備的熱圖中可直觀地判斷是否存在熱故障,根據(jù)溫度分布可以準(zhǔn)確地確定故障的部位及故障嚴(yán)重程度。 2)內(nèi)部發(fā)熱故障:它的發(fā)熱過(guò)程一般較長(zhǎng),且為穩(wěn)定發(fā)熱,與故障點(diǎn)接觸的固體、液體和氣體,形成熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射,并以這樣的方式將內(nèi)部故障所產(chǎn)生的熱量不斷地傳遞至設(shè)備外殼,從而改變?cè)O(shè)備外表面的熱場(chǎng)分布情況。 電力生產(chǎn)包括發(fā)電廠內(nèi)的電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及輸配電環(huán)節(jié)。這兩個(gè)環(huán)節(jié)的低效導(dǎo)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(jié)的問(wèn)題主要集中在糟糕的基礎(chǔ)設(shè)施上。設(shè)備陳舊,所以能源轉(zhuǎn)化效率低,事故也常常發(fā)生。今年5月,美國(guó)紐約州一座核電站發(fā)生起火爆炸事故,原因就是電廠變壓器設(shè)備障礙,而這類(lèi)事故近年來(lái)在美國(guó)屢有發(fā)生。
由于輸電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施老化,變電站與其他地區(qū)的電網(wǎng)缺少監(jiān)測(cè)關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)化系統(tǒng),因此停電與持續(xù)低壓風(fēng)險(xiǎn)正日益增加。 例如變壓器液體泄漏或內(nèi)部隔熱層故障可導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱,從而引發(fā)故障,但大多數(shù)供電公司并未配備可偵測(cè)這些故障點(diǎn)的自動(dòng)化熱檢測(cè)系統(tǒng)。 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(jié)果可能導(dǎo)致銀行設(shè)施、安防系統(tǒng)、制造工廠、食品冷藏、通訊網(wǎng)絡(luò)與交通控制系統(tǒng)發(fā)生大規(guī)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(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)增加大量成本。 供電公司基礎(chǔ)設(shè)施逐漸老化,停電、持續(xù)低壓的風(fēng)險(xiǎn)與日益增加,持續(xù)低壓是指電力供應(yīng)中的電壓下降,如此命名是因?yàn)榈蛪和ǔ?dǎo)致燈光的亮度變暗,供電公司還面臨著代價(jià)昂貴的計(jì)劃外維護(hù)和成本飆升等問(wèn)題。
一般來(lái)說(shuō),對(duì)于最常見(jiàn)的初級(jí)爆炸情況,在工廠的設(shè)計(jì)階段通常會(huì)被考慮到。而對(duì)于二次爆炸情況,由于其后果嚴(yán)重,在安全方面需要重點(diǎn)考慮。在設(shè)計(jì)階段,為消除安全隱患而對(duì)整體設(shè)計(jì)做出一些重要變更。但這些改動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致不可預(yù)知的爆炸后果,造成嚴(yán)重?fù)p失。在密閉設(shè)施中,例如室內(nèi)變電站,如果沒(méi)有考慮合理的泄壓措施,那么爆炸事故對(duì)內(nèi)部和外部也可能造成非常嚴(yán)重的影響。
一、變壓器正式投運(yùn)之前的預(yù)防性試驗(yàn) 二、在變壓器投入運(yùn)行之后的定期巡視 干式變壓器日常巡視的主要項(xiàng)目: 1、 電抗器線圈絕緣層完好,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. 引線線夾處連接良好。 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(cè)溫儀監(jiān)測(cè)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(xiàng)目: 1.變壓器油色、油位是否正常,各部位有無(wú)滲漏油現(xiàn)象。 2.變壓器油溫及溫度計(jì)指示是否正常,遠(yuǎn)方測(cè)控裝置指示是否正確。 3.變壓器兩側(cè)母線有無(wú)懸掛物,金具連接是否緊固;引線不應(yīng)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(xiàn)象。 4.呼吸器是否通暢;硅膠是否變色;瓦斯繼電器是否充滿油;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、放電痕跡及其它異常現(xiàn)象。 6.主變外殼接地點(diǎn)接觸是否良好,基礎(chǔ)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(tǒng)的運(yùn)行是否正常。 9.各控制箱及二次端子箱是否關(guān)嚴(yán),電纜穿孔封堵是否嚴(yán)密,有無(wú)受潮。 10.警告牌懸掛是否正確,各種標(biāo)志是否齊全明顯。