變壓器為什么會爆炸?
變壓器是一種利用電磁感應原理,把交流電能轉變為不同電壓、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載、短路、絕緣損壞等故障時,絕緣油受到高溫或電弧作用,受熱分解產生大量烴類混合氣體,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,被點燃即發生池火。而當泄漏的熱解產物混合氣體和油霧與空氣混合后點燃,就會發生二次爆炸。當這些情況發生在密閉或擁塞區域時,可能會導致非常強烈的爆炸,并對人員和設備造成威脅,給社會經濟帶來嚴重損失。
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,高溫和電弧作用會導致油的熱分解并產生大量烴類混合氣體。
變壓器油箱的結構破壞(初級變壓器爆炸)
液態絕緣油、氣態電解產物和油霧通過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燃,發生池火;氣態電解產物和油霧的泄漏及空氣混合,被點燃后發生二次爆炸。
變壓器二次爆炸與池火場景
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,接下來我們來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、電壓的作用將產生發熱.主要包括電流效應引起的發熱和電壓效應引起的發熱。當電力設備存在缺陷或故障時,缺陷或故障部位的溫度就會產生異常變化。從而引起設備的局部發熱,假設未能及時發現并及時制止這些隱患的發展,最終會促成設備故障或事故的發生,嚴重的會擴大成電網事故。 電力設備發熱故障基本上可分為兩大類,即外部故障和內部故障,其基本特征如下: 1)外部發熱故障:它以局部過熱的形態向其周圍輻射紅外線,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為中心的熱場分布。所以,從設備的熱圖中可直觀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)內部發熱故障:它的發熱過程一般較長,且為穩定發熱,與故障點接觸的固體、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分布情況。 電力生產包括發電廠內的電力生產環節以及輸配電環節。這兩個環節的低效導致電力產業的產能難以提高,事故時有發生。 生產環節的問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,事故也常常發生。今年5月,美國紐約州一座核電站發生起火爆炸事故,原因就是電廠變壓器設備障礙,而這類事故近年來在美國屢有發生。