變壓器在額定電壓和額定負載下正常運行的時間,稱為變壓器的使用壽命。
制造變壓器的材料主要包括金屬材料和絕緣材料兩大類。若變壓器的運行溫度長時間超過允許值,則變壓器的絕緣材料容易損壞。因為絕緣材料長期受熱老化,溫度越高絕緣材料老化越快。當絕緣材料老化到一定程度時,在運行震動和電動力的作用下,造成絕緣材料破裂,易發生電氣擊穿的故障,導致變壓器使用壽命減少,所以溫度是影響變壓器使用壽命的主要因素之一。變壓器的壽命在一定意義上可以說就是絕緣材料的壽命。
1、變壓器使用壽命與絕緣溫度的關系
我國電力變壓器,大部分采用油紙絕緣即A級絕緣的變壓器,在正常運行中,當周圍空氣溫度為40℃時,變壓器繞組的極限工作溫度為105℃。各部分允許溫升為:線圈允許溫升65℃。以A級絕緣105℃為基礎,當環境溫度為40℃時,105℃-40℃=65℃。由于變壓器的溫度一般比繞組低10℃,故變壓器油的允許溫升為55℃。
變壓器在運行中繞組的溫度要比上層油溫高10—15度。如果運行中的變壓器上層油溫總在80-90度左右,也就是繞組經常在95-105度左右。
如果變壓器長時間在溫度很高的情況下運行,會縮短內部絕緣紙板的壽命,使絕緣紙板變脆,容易發生破裂,失去應有的絕緣作用,造成擊穿等事故;繞組絕緣嚴重老化,并加速絕緣油的劣化,影響使用壽命。所以能避免高溫盡量避免,實在不行,時間也不宜太長。
實踐和研究表明,如果繞組能連續維持95℃,可以保證變壓器具有20年的使用壽命。根據溫度與壽命的關系,還可引出一個所謂8℃定則:以上述溫度下的壽命為基礎,繞組溫度每升高8℃,變壓器使用壽命就縮短1/2。
根據有關資料和實踐證明:
1、變壓器絕緣工作溫度在95℃時,變壓器使用壽命為20年。
2、變壓器絕緣工作溫度在105℃時,變壓器使用壽命為7年。
3、變壓器絕緣工作溫度在120℃時,變壓器使用壽命為2年。
絕緣等級是指所用的絕緣材料的耐熱等級,干式變壓器的按絕緣等級分類可分為:(A、E、B、F、H、N、C)七個等級。