电力系统安全技术（二）：电力系统安全技术

（1）电力变压器的防火防爆 ①变压器发生火灾和爆炸的原因。电力变压器是由铁心柱或铁轭构成的一个完整闭合磁路，由绝缘铜线或铝线制成线圈，形成变压器的原、副边线圈。变压器大多为油浸自然冷却式，绝缘油起着线圈间的绝缘和冷却作用。绝缘油的闪点约为135℃，易蒸发燃烧，同空气混合能形成爆炸混合物。     

超高压工程电缆绝缘油对海洋生物的生态毒性效应

随着超高压联网工程建设项目不断增多,取得巨大经济效益的同时,其电缆安全性日益受到关注。采用标准实验方法,研究电缆绝缘油对8种占据不同生态位的海洋生物(费氏弧菌(Vibrio fischeri)、牟氏角毛藻(Chaetoceros mueleri)、卤虫(Artemia sp.)、蒙古裸腹溞(Moina mongolica)、凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)、裸项栉鰕虎鱼(Ctenogobius gymnauchen)、双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)、菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum))的急性毒性,同时进行了电缆绝缘油对裸项栉鰕虎鱼14 d延长毒性实验和电缆绝缘油对蒙古裸腹溞的慢性毒性。结果表明,电缆绝缘油在50%饱和溶解浓度下未对费氏弧菌产生明显的发光抑制作用;对牟氏角毛藻、凡纳滨对虾、裸项栉鰕虎鱼、双齿围沙蚕和菲律宾蛤仔等5种生物未表现出急性毒性影响,其LC50均大于饱和浓度;对卤虫的96 h-LC50为17.07%,LOEC为12.5%,NOEC为6.25%;对蒙古裸腹溞96 h-LC50为29.75%,LOEC为25.0%,NOEC为12.5%;电缆绝缘油对卤虫和蒙古裸腹溞有剧毒。对裸项栉鰕虎鱼成鱼14 d延长毒性LC50大于500 000 mg·L~(-1);对蒙古裸腹溞母溞存活数的NOEC为625μg·L~(-1),LOEC为1 250μg·L~(-1);对母溞存活期的NOEC为312μg·L~(-1),LOEC为625μg·L~(-1);对产胎数的NOEC为625μg·L~(-1),LOEC为1 250μg·L~(-1);对产幼溞数的NOEC为625μg·L~(-1),LOEC为1 250μg·L~(-1)。     

绝缘油污染土壤微波脱附试验

采用微波-热重反应装置,针对绝缘油污染土壤进行微波热脱附试验,考察不同温度下绝缘油脱附效率以及污染土壤失重规律,并在此基础上对土壤中残余绝缘油组分及分布进行分析。结果表明:当温度达到400℃以上时,土壤中绝缘油去除效果较好,绝缘油去除率可达到98.6%,能够满足土壤修复要求。含油土壤随着温度升高主要经历水分挥发、易挥发性有机物析出、难挥发性有机物析出等阶段,在100~200℃阶段,主要是土壤中水分和部分低挥发性有机物析出;在400~500℃阶段,主要是土壤中绝缘油析出。土壤中绝缘油的成分以C12—C21烷烃类化合物和5~6环芳香烃为主,当温度达到400℃以后,绝缘油中各组分逐步被完全脱附,综合考虑脱附效率和经济性原则,绝缘油污染土壤脱附温度以400~450℃为宜。     

不可小觑变压器火灾

变压器是输配电系统中极其重要的电器设备,由于其内部的绝缘衬垫和支架,大多采用纸板、棉纱、布、木材等有机可燃物质,并有大量可燃绝缘油,一旦变压器内部发生严重过载、短路,这些可燃物就会受高温或电弧作用,分解、膨胀以致气化,使变压器内部压力急骤增加,轻则外泄起火,重则造成外壳爆炸,大量喷油,燃烧的油流又有进一步扩大火灾的危害.     

绝缘油在介电击穿试验中耐压强度的影响分析

本文归纳固体绝缘材料领域介电击穿电压测试中绝缘油遇到的典型案例,深入总结分析了油品杂质、气泡、气体、水分、油品的老化等因素对绝缘油耐压强度测试结果的影响,并提出了相应的改进措施。探索性的使用恒温测试方法提高绝缘油的耐压等级。     

超、特高压变压器绝缘油现场快速采样器的研究与应用

变压器油中溶解气体分析是变压器内部故障诊断的重要手段,准确、快速的采集具有代表性的油样是进行油中溶解气体分析的关键步骤,为了进一步提高绝缘油采样技术水平,设计、制造了一种超、特高压变压器绝缘油现场快速采样器,对该采样器进行了密封性、保持性等功能特性研究,开展了与绝缘油传统取样工具(玻璃注射器)的比对应用。研究结果表明,该采样器密封性、保持性均符合国标要求,且优于绝缘油传统取样工具,采样密封性技术指标为2.34 %(每周损失氢气含量)、样品保持性指标不少于7天,较绝缘油传统取样工具人员成本节省50 %、采样工期缩短60 %。     

绝缘油颗粒度检测全密封取样装置的开发应用

针对超高压输变电设备开展绝缘油颗粒度检测中遇到的取样问题,分析了环境因素对取样的影响,开发了绝缘油颗粒度检测全密封取样装置。应用结果表明:该装置具有减少取样中间环节,避免环境及人为因素对取样的影响,提高颗粒度检测方法的准确率和精密度的特点,满足了超高压电气设备绝缘油颗粒度交接试验对取样的要求。     

绝缘油污染土壤微波热脱附的影响因素

为探究绝缘油污染土壤微波热脱附的影响条件,考察了温度、停留时间、土壤含水率、污染物初始浓度和微波功率对土壤中绝缘油去除效果的影响.结果表明,温度和停留时间显著影响土壤中绝缘油的去除率,在400℃、微波处理时间5 min的条件下,土壤中绝缘油的去除率为98.6％.当土壤含水率为5％时,土壤中绝缘油的去除率达到最佳.在微波处理15 min内,土壤中绝缘油的去除率随着绝缘油初始浓度的升高逐渐降低.微波功率越高,土壤中绝缘油的微波热脱附效率越高,综合考虑能耗和去除率,微波功率为1 000 W时较优.绝缘油污染土壤微波热脱附机理研究表明,脂肪烃主要通过蒸汽蒸馏和热解吸两种方式从土壤中脱除.本研究结果可为高浓度绝缘油污染土壤微波热脱附技术应用提供参考.     

油浸式变压器火灾事故的特点与灭火对策研究

大型油浸式变压器作为核心电力设备已广泛应用于电厂和变电站,但近年来国内外油浸变压器火灾事故频发,造成了严重的后果。基于近年来国内外发生的油浸式变压器火灾事故案例,从火灾模式和燃烧形式方面划分了油浸式变压器火灾事故的类型,总结出油浸式变压器火灾具有爆炸性、快速性、破坏性、多变性和火灾形式多样性等特点,归纳了油浸式变压器火灾事故的发生机理,指出可燃的变压器绝缘油是油浸式变压器火灾的重要事故因素,并提出了防止和控制油浸式变压器火灾事故的灭火对策与防火技术措施。     

变压器火灾多发不可小觑

变压器是输配电系统中极其重要的电器设备,由于其内部的绝缘衬垫和支架大多采用纸板、棉纱、布、木材等有机可燃物质,并有大量可燃绝缘油,一旦变压器内部发生严重过载、短路,这些可燃物就会受高温或电弧作用,分解、膨胀以致气化,使变压器内部压力急聚增加,轻则外泄起火,重则造成外壳爆炸、大量喷油。燃烧的油流沿又会进一步扩大火灾的危害。近年来,全国各地尤其是广大农村、集镇,许多变压器都已接近更新换代年限,故障不断,加之部分检修人员文化程度低、年龄偏大、业务技术差,难以及时消除设备故障,使得变压器火灾时有发生,且呈上升趋势,影响了正常生产和生活,造成了一定的经济损失,为此,笔者根据多年来对变压器检修的经验和对多起变压器火灾的原因调查,在此浅析变压器火灾的主要原因及预防措施,以供同行参考。