1995年~1999年全国变压器类设备

1995年~1999年全国变压器类设备

运行情况及事故统计分析

〈摘要〉

报告编写：王梦云 薛辰东

国家电力公司发输电运营部 中国电力科学研究院

2000年11月

1 前言

事故统计分析是电力生产管理的基础工作之一。统计分析的目的，一是总结运行中所发生的问题，以评价设备质量，促进制造厂对产品的改进和完善；二是反映设备在安装、维护及检修中的经验和教训，以进一步提高运行水平。现将近五年（1995～1999年）各分公司及省电力公司所报送的在役变压器类设备的数量和事故、障碍及缺陷情况作一统计分析，企盼能在上述两个方面起一定作用，同时以此作为信息反馈和编制规程的重要依据。

2 110kV及以上变压器类设备在役数量 2.1 电力变压器

根据各分公司及省电力公司报送，由表1可知，截止到1999年底，全国在役的110kV及以上变压器共11731台，总容量为797587.9MVA。110kV的增长台数最多，220kV增加容量最大。表2是以1999年在役数量统计的各电压等级变压器台数和容量占总量的百分比。由表2可知，从台数而言，110kV占绝对多数，而且实际的在役数量会比统计的更高些，因有的110kV变压器属农电口或其他部门管理而未统计在内；从容量看，220kV变压器容量占总容量的50%以上。

3 110kV及以上变压器事故统计分析 3.1 变压器事故统计 3.1.1 事故率

表5所示为1995～1999年变压器事故及事故率情况，五年内共发生变

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压器事故284台，以台数计的平均事故率为0.56%，事故总容量为21360.0MVA，以容量计的平均事故率为0.65%。从表5看出，1995年总事故率最高，而330kV及500kV变压器1997年事故率最高。总体说来，330kV事故率最高，然后依次是220kV、500kV、110kV。

表1 1995～1999年全国110kV及以上变压器在役台数及容量（MVA）

电压 等级 年限 1995 1996 1997 1998 1999 5年 增长量 增长率% 110kV 台数 6210 6718 7103 7511 8231 2021 32.5 容量 180400 197596 211569 227775.2 255116.9 74716.9 41.4 220kV 台数 2423 2460 2649 2752 2984 561 23.2 容量 295746 323971 357835 380363.5 407446 111700 37.8 330 kV 台数 69 78 89 98 29 42.0 容量 15570 17305 18425 21240 23560 7990 51.3 500 kV 台数 360 345 350 398 418 58 16.1 容量 80330 78121 85659 100569 111465 31135 38.8 台数 9062 9598 10180 10750 11731 2669 29.5 合计 容量 572046 616993 673088 729947.7 797587.9 225541.9 39.4

表2 各电压等级变压器占总量比例表

电压等级 台数 % 容量 % 110kV 70.2 32.0 220kV 25.4 51.1 330kV 0.8 2.9 500kV 3.6 14.0 合 计 100.00 100.00 110kV 电压 等级 台数 容量 年限 1995年 1996年 1997年 1998年 1999年 总 计 平均事 故率% 41 31 35 38 32 177 0.50 1388.0 1079.5 1033.0 1318.0 1077.0 5895.5 0.56 220kV 台数 15 25 13 22 13 88 0.67 容量 1825.0 3167.5 1852.0 2574.5 1701.5 11120.5 0.65 330kV 台数 1 0 4 0 2 7 1.72 容量 240.0 0 960.0 0 330.0 1530.0 1.63 500kV 台数 2 2 3 3 2 12 0.65 容量 370.0 370.0 737.0 950.0 387.0 2814.0 0.62 台数 59 58 55 63 49 284 合 计 容量 3823.0 4617.0 4582.0 4842.5 3495.5 21360.0 总事故率% 按台 数计 0.65 0.60 0.54 0.59 0.42 0.56 按容 量计 0.73 0.75 0.68 0.66 0.44 0.65 表5 1995～1999年全国110kV及以上变压器事故台数及容量（MVA）

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3.12 事故部位

表6所示为1995～1999年变压器事故部位统计情况。由表6可知，绕组、主绝缘和引线等绝缘系统，是变压器事故的主要部位，各个电压等级的纵绝缘和主绝缘事故平均占总事故的79.9%；分接开关事故平均占总事故的7.0%；套管事故占总事故的9.9%，330kV套管事故最高，占330kV变压器事故的28.6%；其余有属冷却系统、油密封等部位出现突发故障而被迫停电。

表6 1995～1999年底变压器事故损坏部位分类表 损坏部位 电压等级 110kV 220kV 330kV 500kV 总计 台数 % 台数 % 台数 % 台数 % 台数 % 线 圈 127 71.8 65 73.9 5 71.4 5 41.6 202 71.1 主绝缘 及引线 17 9.6 5 5.7 0 0 3 25.0 25 8.8 分接开关 14 7.9 6 6.8 0 0 0 0 20 7.0 套 管 15 8.5 9 10.2 2 28.6 2 16.7 28 9.9 其 他 4 2.2 3 3.4 0 0 2 16.7 9 3.2 小 计 177 100.0 88 100.0 7 100.0 12 100.0 284 100.0 3.1.3 事故变压器的分布特点 3.1.3.1 按电压等级分布

由表5可知，事故变压器按不同电压等级的分布情况：按事故变压器台数统计，110kV占62.3%、220kV占31.0%、330kV占2.5%、500kV占4.2%。按变压器事故容量统计，110kV占27.6%、220kV占52.0%、330kV占7.2%、500kV占13.2%。近5年（1995—1999年）与前5年（1990—1994年）相比，110kV级变压器事故台数没有变化，220kV级变压器事故台数有所减少，但是总的说来，各电压等级的变压器事故率均有所降低。

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3.1.3.2 按运行时间分布

1995～1999年的五年中，事故变压器运行年数的分布如表7所示。由表7可知：投运不到一年的变压器事故台数占总事故台数的18.4%，投运5年内的事故台数占34.6%。一般说来制造质量问题往往反映在前期事故中，但即使已投运用10年以上的变压器，仍然存在因制造缺陷引起的事故，这是由于不同性质的故障具有不同的潜伏过程。安装中的问题大都暴露较早。因老化而损坏的变压器不多，说明了设备状况的诊断维护及合理的改造、退役工作的成效。运行经验说明制造质量和运行维护良好的变压器，使用寿命均比较长。

表7 事故变压器运行年限表

运行年限 事故台数 % ≤1 49 18.4 1～5 92 34.6 6～10 48 18.1 11～20 53 19.9 ＞20 24 9.0 合 计 266 100.0 3.1.3.3 按变压器制造厂分布

按制造厂分布的事故变压器情况见表8，1995年～1999年发生的事故涉及到52个厂家，其中国内厂家41家，国外厂家11家。一般说来，生产量越大的厂家事故量也多，由于未统计各制造厂具体产量情况，故未计算各制造厂的事故率。在事故变压器中，1995年以前生产的变压器（也包括运行时间较久的老变压器）共236台，约占总事故台次的83.1%；在发生6台次以上事故的生产厂中，1995年前生产的变压器占本厂总事故台次的比例是：沈阳变压器厂为15.9%、衡阳变压器厂为4.8%、常州变压器厂为25.0、江西变压器厂为33.3%、太原变压器厂为12.5%、广州电力设备厂为8.3%、铜川变压器厂为83.3%。国外进口的变压器事故共11个厂家、23台次，占

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国内外总事故台数的8.1%，其中主要是500kV级变压器事故，在1995～1999年内全国共发生12台次变压器事故中，国外进口的有10台次，占500kV级变压器总事故台次的83.3%。

表8 事故变压器按制造厂分布表

变压器 制造厂 沈阳变压器厂 西安变压器厂 常州变压器厂 保定变压器厂 衡阳变压器厂 太原变压器厂 江西变压器厂 铜川变压器厂 法国阿尔斯通 兰州电器厂 合肥变压器厂 湖北变压器厂 山东电力设备厂 佛山变压器厂 日本日立公司 日本三菱公司 奥地利ELIN 内蒙变压器厂 上海变压器厂 济南变压器厂 瑞典ABB 重庆变压器厂 汉中变压器厂 北京变压器厂 贵阳变压器厂 连云港变压器厂 朝阳电力设备厂

110kV 220kV 330kV 500kV 台数 1 1 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 3 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 合 计 台容量 台容量 台容量 数 MVA 数 MVA 数 MVA 25 732.0 42 5994.5 1 150.0 10 408.5 10 1180.0 6 1380.0 22 747.0 8 20 579.5 6 6 6 0 4 4 4 1 4 0 0 0 3 3 2 2 2 2 2 2 2 0 186.0 144.0 204.5 0 91.5 91.5 161.5 31.5 123.0 0 0 0 79.0 126.0 81.5 100.0 90.0 51.5 56.5 51.5 63.0 0 2 1 1 2 0 0 2 0 0 0 3 0 1 3 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 270.0 90.0 120.0 270.0 0 0 110.0 0 0 0 390.0 0 120.0 360.0 303.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 240.0 27

容量 台容量 MVA 数 MVA 250.0 69 7126.5 360.0 27 3328.5 0 0 0 0 0 0 0 840.0 0 0 0 0 0 360.0 0 210.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 24 1017.0 21 1427.5 21 12 8 6 6 5 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 669.5 514.5 456.0 144.0 204.5 950.0 91.5 91.5 161.5 421.5 123.0 480.0 360.0 513.0 79.0 126.0 81.5 100.0 90.0 51.5 56.5 51.5 63.0 240.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 341.5 13 1086.0 0 广州电力设备厂 11 394.5 广州高压电器厂 兰州变压器厂 武汉变压器厂 云南变压器厂 山东 达驰变压器厂 铜川 整流变压器厂 辽阳 易发式变压器厂 新疆 特种变压器厂 新疆变压器厂 南通变压器厂 宁波变压器厂 哈尔滨变压器厂 长沙变压器厂 柳州 特种变压器厂 汕头 电力局修造厂 牡丹江 电业局修造厂 江西电机厂 济南西门子公司 日本东芝公司 德国TU公司 德国西门子公司 英国皮布尔公司 乌克兰扎布勒斯变压器厂 瑞典某厂家 厂家不明 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 8 71.5 20.0 40.0 31.5 20.0 31.5 50.0 31.5 10.0 31.5 31.5 31.5 20.0 31.5 31.5 0 10.0 0 0 0 0 0 0 31.5 334.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 63.0 0 150.0 0 224.0 150.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 167.0 0 0 360.0 267.0 0 0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 71.5 20.0 40.0 31.5 20.0 31.5 50.0 31.5 10.0 31.5 31.5 31.5 20.0 31.5 31.5 63.0 10.0 150.0 167.0 224.0 150.0 360.0 267.0 31.5 334.0 3.1.3.4 按安装地区分布

1995～1999年中在不同地区发生的变压器事故情况见表9。一般说来，新投运变压器台数多的地区事故多些，但由各分公司及省电力公司统计可知，有的地区变压器事故率明显偏高。

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表9 变压器事故按地区分布情况一览表 网省 公司 华北直属 河北 山西 内蒙 东北直属 吉林 黑龙江 华东直属 上海 江苏 浙江 安徽 湖北 河南 湖南 江西 西北直属 甘肃 青海 宁夏 新疆 四川 广西 贵州 云南 山东 福建 广东 海南 重庆 总计 1995 台数 3 3 5 3 1 4 5 4 2 5 4 4 3 3 1 2 2 5 容量 MVA 271.5 191.5 394.5 231.5 31.5 334.5 176.0 271.5 271.5 134.5 88.5 296.0 91.5 76.5 31.5 39.0 300.0 591.5 台数 4 1 6 1 3 0 1 0 4 2 6 3 1 2 4 0 2 1 1 0 1 0 5 1 1 1 2 5 0 1996 容量 MVA 315.0 20.0 577.5 50.0 480.0 0 240.0 0 840.0 113.0 212.5 190.0 150.0 340.0 263.0 0 190.0 20.0 20.0 0 10.0 0 143.0 31.5 31.5 50.0 140.0 190.0 0 台数 2 0 5 1 1 0 1 0 3 2 2 0 0 3 2 2 8 2 0 0 2 0 1 4 0 6 2 6 0 1997 容量 MVA 240.0 0 383.0 16.0 120.0 0 63.0 0 764.0 217.0 63.0 0 0 83.0 56.5 63.0 1059.0 40.0 0 0 41.5 0 360.0 128.0 0 416.0 271.5 197.5 0 台数 2 3 2 3 1 4 1 4 1 6 1 3 1 1 2 3 1 3 3 7 1 10 63 1998 容量 MVA 63.0 321.5 63.0 360.0 63.0 483.0 120.0 241.5 150.0 400.0 31.5 83.0 20.0 31.5 63.0 131.5 45.0 241.5 83.0 517.5 50.0 1280.0 4842.5 台数 10 1 1 2 1 3 2 2 1 1 5 1 2 1 2 1 10 2 1 1999 容量 MVA 941.5 120.0 31.5 63.0 31.5 437.0 30.0 230.0 120.0 150.0 144.5 16.0 121.5 20.0 410.0 180.0 337.5 71.5 40.0 台数 11 4 29 4 8 3 5 4 11 12 17 4 10 8 14 9 16 8 4 3 12 2 13 9 1 18 6 36 2 1 284 总计 容量 MVA 889.5 211.5 2618.0 129.0 1080.0 231.5 429.0 483.0 1938.5 689.0 820.0 340.0 987.0 726.0 537.0 201.5 1775.0 303.0 233.0 76.5 359.0 61.0 905.0 262.5 31.5 1693.5 641.5 2596.5 71.5 40.0 21360.0 59 3823.0 58 4617.0 55 4582.0 49 3495.5 3.2 变压器事故原因分析

导致变压器事故的原因很多，由于客观和主观上的多种因素影响，情况一般也比较复杂，对所发生的每次事故并不都能确切的找出故障原因。但在事故统计中，如发现类同事故重复发生，就能找出一些内在的规律。

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表10是按199５～1999年中变压器发生事故的原因作一大致分类。

表10 1995～1999年变压器事故原因分类情况表 类别 事故原因 事故台数 短路强度不够 125 线圈、引线绝缘有缺陷 46 套管质量差 18 制造方面 分接开关质量不良 20 其他 7 小计 216 进水受潮 15 运行安装、检修、运行不当 14 方面 小计 29 雷击 27 过电压、污闪 4 其他 绝缘老化 2 其他或原因不明 6 小计 39 总 计 284 % 44.0 16.2 6.3 7.1 2.5 76.1 5.3 4.9 10.2 9.5 1.4 0.7 2.1 13.7 100.0 事故容量（MVA） 7996.0 4526.0 1845.0 1199.0 1062.5 16628.5 1191.0 1270.5 2461.5 1142.5 293.0 41.5 793.0 2270.0 21360.0 % 37.5 21.2 8.6 5.6 5.0 77.9 5.6 5.9 11.5 5.3 1.4 0.2 3.7 10.6 100.0 由表10可以看出，因制造上的问题所引起的变压器事故占总事故的80%左右，而运行维护中的问题约占20%。以下作一具体的分析。 3.2.1 短路强度不够

变压器短路强度不够是近几年造成变压器损坏的首要原因。1995～1999年共发生这类事故125台次，容量7996.0MVA，占总事故台次的44.0%，总事故容量的37.5%。表11列出了1995年以来全国110kV及以上电压等级变压器每年因短路损坏的事故台次统计数据。从表11可见，1995年和1996年全国变压器的短路损坏事故率最高；1997年有所下降，1998年又有回升，1999年比1998年稍有下降。尽管1996年国家电力公司在广东增城召开的“全国变压器类设备专业工作会议”上或者1998年11月国家机械工业局和国家电力公司在沈阳召开的“全国预防变压器短路损坏事故专题工作会议”上，先后提出了“关于加强110kV及以上变压器短路能力的

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若干意见”和“关于预防110kV及以上变压器短路损坏事故综合措施的意见”。对制造部门提出了12条要求，对运行部门提出了9条要求，对双方合作提出了8条措施，应该说这些措施和要求是十分有力的。但是，由于目前仍有相当一批1994年以前生产的变压器在电力系统中运行，而这些变压器，在当时制造厂热点在于尽可能降低损耗，降低局部放电量，提高绝缘水平，对机械强度方面的考虑比较少，以致于造成了该批产品短路强度不够的问题。据不完全统计，1995年以前生产的变压器因短路强度不够造成损坏的共有109台次，占总短路事故台次的87.2%。现在看来，1995年以前生产的变压器在今后仍可能成为一段时期内的短路事故隐患之一。各分公司及省电力公司仍应充分重视，一要加强运行管理，二要大力开展变压器绕组变形测量，以极早发现问题，及时予以处理，避免突发事故的发生。

表11 1995～1999年110kV及以上变压器短路损坏事故台次统计 统计年份 事故总台次 短路事故台次 占总事故台次比率% 199 59 29 49.2 1996 58 29 50.0 1997 55 21 38.2 1998 63 26 41.3 1999 49 20 40.8 合计 284 125 44.0

在变压器短路损坏事故中，110kV级变压器居多，约占这类事故的64.8%，220kV级变压器约占29.6%。

之所以110kV级变压器短路损坏事故居多，一是这些变压器的短路侧电压等级基本上都为10kV或35kV，而10kV配电系统短路故障概率一般比较高。若变压器的设计和制造工艺不能满足抗短路能力的要求，就难免会出现短路损坏事故；二是生产110kV级变压器的制造厂逐年增多，在79台次110kV短路损坏事故变压器中，约77.2%为三大厂以外的国内制造厂家。

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例如上海昆阳变电站2号主变压器SFSZ8-63000/110（常州变压器厂1993年产品，1993年9月投运），1998年4月1日上午10时，35kV昆沙995线的电缆受外破而二相短路，重合不成。主变压器的差动、瓦斯动作跳闸。变压器受二次短路冲击而损坏。B相中压线圈轴向严重变形，向里压坏低压线圈。A相中压线圈下端部有点变形。线圈绕制偏松；导线细，硬度也不够；线圈没有浸漆；线圈绕在软纸筒上，抗短路能力差。又如河南开封局滨河变电站1号主变压器，电压等级为110kV、额定容量为31500kVA，（湖北变压器厂1984年产品，1986年投运）。1998年5月12日1时1分，滨17板因电缆短路速断动作跳闸，重合不成功，引起该变压器重瓦斯动作跳闸。色谱分析为高能放电。经检查，低压A相线圈烧断，铁芯局部烧熔，线圈有变形。短路电流为额定电流的4.5倍左右。产品承受不了外部短路的冲击而损坏。再如江西赣系供电局塘圳变电站2号主变压器SFZ8-20000/110（江西变压器厂1995年7月产品，1997年5月投运）。在1998年9月23日，发生出口短路，主变压器承受电动力后造成线圈损坏，经吊罩检查，发现A相低压线圈断股变形，B相断股。经分析，由于制造原因，该变压器抗短路能力不能达到要求，致使变压器受到损坏。为防止此类事故再次发生，江西省有关部门建议以后订购变压器，优先选用已通过短路试验的厂家产品，并开展变压器绕组变形测量。

由此看来，为了遏制变压器外部短路损坏事故上升，努力保证电网安全可靠运行，有必要对220kV及以下变压器的承受短路能力要提高，同时运行管理也要加强。对新开发的110kV或220kV产品，除对抗短路能力进行计算验证外，还应进行典型结构产品的短路试验验证。总之，要继续严

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格贯彻执行国家电力公司和国家机械工业局于1998年11月在沈阳召开的“全国预防变压器短路损坏事故专题工作会”上所提出的12条措施和要求。

至于在国产33台次220kV级变压器短路损坏事故中，有27台次为三大厂生产的。其中20台为沈阳变压器厂的产品、西安变压器厂和保定变压器厂分别为3台和4台。例如上海武威变电站1号主变压器SFP7-120000/220（沈阳变压器厂1991年产品）1998年3月17日2时45分钟武威变电站35kV正母线C相接地，试拉329线不成，线路重合成功。5分钟后，1号主变压器轻重瓦斯动作跳闸，经检查，C相低压线圈变形严重，16-17饼间有匝间短路，绝缘全部脱落。B相下部引线处第一匝有变形。该变压器的低压线圈为软纸筒结构，抗短路能力差。又如华北沙岭子电厂1号启动变压器，（保定变压器厂1988年产品），型号为SFPSZ-50000/110。1996年5月28日由于低压出口短路，造成变压器绕组变形返厂更换线圈。经分析，主要原因是该变压器的动稳定性能差。再如上海天宝2号主变压器OSFPS-180000/220，西安变压器厂1985年产品。1998年11月23日13时4分钟天家1115电缆结束工作送电时，1115线过流、零流一段动作跳闸，故障录波仪显示C相故障，对整个回路检查均未发现故障点。11月24日13时3分钟再次送电，1115线过流、零流一段动作，同时2号主变压器轻重瓦斯一起动作，跳各侧开关。经检查发现C相110kV线圈上中部二十余匝烧坏。分析其原因，主要是由于110kV GIS 1115线圈侧接地刀静触头移位，离管壁过近，地较高电压下发生闪络，这样有可能使变压器致伤。因为GIS未直接接地，故用一般检查方法未能检查出来，导致变压器再次

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出口故障，使变压器严重烧坏。

在短路损坏变压器中，有些是由于保护失灵、开关拒动、失去直流电源或容量不足等原因，致使短路故障切除时间过长，导致变压器烧毁。例如湖南零陵拱桥1号变压器（SFZ7—20000/110，长沙变压器厂1994年产品）,景德镇田畈街1号主变压器（SFSL7-16000/110，江西变压器厂1990年产品），均因保护拒动，而使变压器损坏严重；又如湖北黄石石板路2号主变压器（SFPSZ7-150000/220，沈阳变压器厂1991年产品）。因低压PT柜避雷器质量不良导致爆炸起火，烧坏部分二次电缆，使全变电站保护电源中断，控制室直流电源消失，同时烟雾使低电压侧穿墙套管表面闪络单相接地，后扩大为三相短路接地。由于长时间过热，三相低压线圈全部烧毁，中压线圈及铁心部分烧毁。再如陕西渭南宫池变电站1号主变压器（SFSL-31500/110），铜川变压器厂1997年产品）。在运行中10kV出线弧光接地过电压，使10kV配电室短路，并烧毁直流电源，以使保护和操作失灵。由于长时间短路将变压器烧毁。当然在这些变压器中，也包括其中有的变压器动稳定性并未过关。

除此，有一部分变压器的短路损坏事故，由雷击引发。如贵州贵阳新场变电站2号主变压器，（江西变压器厂1994年产品，型号为SFSZ8-31500/110）。当天雷击，母线发接地信号，多次过流动作重合成功，同时重瓦斯保护跳三侧开关。C相低压、中压和高压线圈被烧断或变形。在雷击引起近区接地故障时，由于变压器动稳定性能差，导致事故。又如广东惠州中星变电站2号主变压器，（衡阳变压器厂1994年产品，型号为SFZ8-40000/110）。1996年6月1日雷击馈线引起线路短路，变压器瓦斯

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动作，跳开主开关。三相低压线圈变形，匝间短路，线圈损坏，主要原因是该变压器动稳定性能差，未能经受住短路冲击。再如广东云浮局初城变电站1号主变压器，（衡阳变压器厂1994年产品，型号为SFZ8-31500/110）。1999年8月3日19时25分钟，雷暴雨，雷击10kV母线短路，导致变压器低压绕组三相发生波浪状扭曲和幅向鼓包变形，C相线圈中部第54-55饼间短路。主变压器事故原因主要是抗短路能力不足，在雷击短路电流冲击下，线圈失稳变形导致匝间短路。

再有一些变压器短路损坏事故，由小动物引起。例如内蒙包头供电局迎春变电站2号主变压器SFZ8—31500/110（内蒙变压器厂1995年产器）。在1998年9月20日晚，该主变压器10kV侧由于鼠害造成三相弧光短路，重瓦斯跳闸。油色谱分析主变压器内部有严重的电弧放电，经电气试验检查，发现高压侧B相直流电阻无穷大，低压侧直流电阻严重不平衡。通过吊罩检查，发现B相高低压绕组已经严重损坏，其线圈及绝缘板下部的钢制托盘从焊接部位脱落，铁心下夹件有放电痕迹，从托盘脱落的焊口处看，焊接面比较窄而单薄。焊接强度明显不够，这与变压器的结构设计和焊接工艺不良有很大的关系，它无法承受故障电流下产生的较大轴向电动力而断裂，引起B相绕组向下位移对下铁心夹件放电，B相高低压绕组瞬间也因匝间短路而损坏。该压器为“8”型产品，设计图纸是从沈阳变压器厂直接引进，未经过三相突发短路试验，其抗短路能力是否可行难以保证。 3.2.2 绝缘有缺陷

变压器的结构设计不合理、制造工艺及材质控制不严是引起变压器事故的主要原因之一。1995～1999年全国共发生这类事故46台次，容量

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4526.0MVA，占总事故台次的16.2%，总事故容量的21.2%。大容量变压器属于这类原因的事故居多。

（1） 存在明显的结构设计问题。例如山西太原局候村变电站1号主变压器，型号为ODFPS-250000/500，（沈阳变压器厂1991年产品）。1998年2月14日19时26分钟，主变压器轻、重瓦斯、双重纵差保护动作，变压器三侧开关跳闸，主变压器C相压力释放器喷油，主变压器停电。事故后检查发现，高压侧下部调压线圈与中压线圈出头附近高度约100-120mm处，绝缘完全碳黑，端圈崩出，角环碎裂，靠近箱体的绝缘纸板屏障撕裂，本体围屏固定用纸板条断裂。分接开关处一成型件立木变形。中压线圈下部220kV引线出头处，屏线及静电板与线圈出头的连接线烧断，中压引线烧断4股。中压与低压线圈间的接地屏对应中压出线处有明显烧伤痕迹，地屏纸板破裂。地屏上部接地引线有一条为机械损伤折断成三节。中低压间主绝缘靠近中压线圈的二层纸板崩裂。本台变压器事故的根本原因是由于变压器中压线圈下部出头与调压线圈连接部位结构复杂，设计中无法准确计算此部位的电场分布，结构复杂造成工艺处理困难，质量分散性较大，从而在此高场强处遗留制造缺陷；此外，由于此处正处于器身下部进油口附近，绝缘油流速相对较高（本组变压器出厂前曾因油流带电问题对原进油口进行过处理），而中低压线圈间的接地屏表面处理也较粗糙，接地屏接地引线机械破损亦可能造成其电位悬浮，从而加速了设计制造缺陷的恶化，形成突发短路事故。该变压器曾因中性点套管引线端部过热，在1993年7月制造厂对三台主变压器中性点套管引线端进行了处理；同时对变压器内部调压结构以往设计的不足，制造厂采取了10项改进措施，特别是对其中

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压引线出线部分的局部场强过高部分结构及绝缘采取了改进措施。又如山东聊城发电厂1号主变压器，型号为SFL7-63000/110，（保定变压器厂1989年产品）。1998年1月5日14时，变压器在正常运行时事故喇叭响，瓦斯、差动保护动作，压力释放阀光字牌发出，变压器三侧开关跳闸，就地检查发现变压器喷出大量油烟，低压侧底部油箱加强筋开裂两处，升高座有四处开裂，高压侧油箱变形，加强筋有六处焊缝，开裂箱顶严重变形，瓦斯继电器损坏。低压侧B、C相短路0.08秒，后引起三相短路0.05秒，故障时间总计0.13秒，取油样做色谱分析乙炔含量达1030ppm，总烃含量2896ppm.低压引线弯曲部位有两根185mm引线烧断，烧伤3根；低压6只套管下瓷套损坏，中压两只套管下瓷套损坏；中压侧C相分接开关绝缘筒烧坏，故障点附近的支撑木架及压板绝缘烧损，高压线圈部分垫块和B、C相相间隔板损坏，高压三相套管瓷套位移。造成这次事故的主要原因是变压器结构不合理，引线过于密集，变压器遭受多次大电流冲击，在大电流冲击电动力作用下，引线部分发生弹性变形，造成引线最后一个固定点附近或引线内部绝缘局部损伤，在运行电压下发生绝缘击穿。

（2） 对原材料质量把关不严，遗留下先天性缺陷，常规的试验手段一般不易发现，在运行中将发展成事故。例如浙江温州电业局飞云变电站2号主变压器，型号为OSFPSZ7—150000/220，（沈阳变压器厂1997年产品），在系统正常运行、无任何操作情况下，本体重瓦斯动作，两侧压力释放阀动作。35kVA相线圈损坏。事故原因为导线质量差。又如浙江嘉兴1号主变压器，为常州变压器厂1995年生产的SFSZ8—31500/110变压器。由于使用了带毛刺的铜线，加之绝缘有受潮，投运仅2天即发生瓦斯动作

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跳闸，高压B相线圈有烧伤。

（3） 加工工艺控制不严，留下隐患在运行中造成事故。例如安徽淮南局金家岭1号主变压器，型号为OSFPS8—150000/220，（常州变压器厂1994年产品）。在系统正常运行、无任何操作情况下，发生轻重瓦斯、差动保护动作，跳三侧开关。压力释放阀动作喷油。线圈烧断、变形。由于出厂试验中高压A相线圈作感应耐压试验被击穿后，更换高压线圈时工艺处理不当，造成A相中压线圈端部这一饼绝缘被拉伤，运行中匝绝缘逐渐恶化，导致匝间短路事故。又如湖北武汉局洪山变电站2号主变压器。型号为SFZ8—40000/110。（湖北变压器厂1996年产品）。运行中主变压器瓦斯保护动作，洪02、52开关跳闸，2号主变压器停电。事故后将该变压器返厂吊罩检查，发现变压器低压线圈C相在二分之一处匝间短路烧断，故障中心在第二、三两组换位中间，即介于两个“S”弯之间。初步分析事故原因是：在线圈整形时有可能出现剪切，造成股间绝缘受损，形成股间短路，使导线烧熔，故障形成的高温铜液向下滴流，使下匝导线绝缘迅速受损，形成匝间拉弧，使重瓦斯动作。

由于引线绝缘距离不够及其支架制造质量不良也造成了不少事故，如常州变压器厂1996年生产的一台SFSZ—31500/110变压器，因引线绝缘支架质量不良，在运行中重瓦斯保护动作跳闸，压力释放阀喷油。引线绝缘受损，对上夹件放电，高压三相套管瓷套与法兰连接处发生位移，高压C相引线绝缘支架贯穿型击穿并断裂。又如浙江丰足变，（南通变压器厂1996年11月产品，型号为SZ9—31500/110）。1997年3月投运后6个月，在正常运行中轻瓦斯发信，差动保护动作。分析事故原因主要是由于低压引线

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在跨接处距离太小，致使引线损坏。类似的事故还有东北清河发电厂2号主变压器，（沈阳变压器厂1983年产品，型号为SFPS8—120000/220）。运行中突发事故，钟罩变形，套管位移，低压套管碎。经检查，B相软连接引线过长，引线接地发展为相间短路。 3.2.3 分接开关质量不良

近几年，因分接开关质量不良引起变压器事故的情况，虽然比前5年（1990～1994年）大有好转，但是在变压器运行中还有因分接开关质量问题而造成变压器损坏事故。1995～1999年全国共发生这类事故20台次，占总事故台次的7.1%，事故容量1199.0MVA，占总事故容量的5.6%。其中，无励磁分接开关由于多数缺陷能在检测中发现，造成突发事故较少，分接开关事故主要是有载分接开关事故。

在有载调压变压器中，110kV级的有载分接开关事故台次占同类事故台次的65%，一般说来，110kV级变压器操作也比较频繁。由于变压器事故资料不反映分接开关型号和厂家，因而无法对开关制造厂作具体统计。对其质量除由变压器制造厂负责外，保证分接开关的安装质量，及时的维护和正确的检修也十分重要。

（1） 分接开关内部连接松动、材质差、触头接触不良甚至脱落，操作机构及限位开关失灵、切换器拒动和分接开关绝缘不良等是引起变压器事故的一个方面原因。例如浙江衢州电力局常山110kV 1号主变压器，（常州变压器厂1982年产品），容量为20MVA。由于选择开头与切换开关配合不到位，当110kV有载分接开关从3档调至4档时，主变压器重瓦斯动作。有载分接开关损坏。又如内蒙巴盟五原变，型号为SFSZ7-31500/110，内

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蒙变压器厂1993年产品。由于A相极性开关不到位放电，引起主变压器线圈烧损。调压线圈A、B及主线圈B变形损坏。类同这样的事故在1995年内曾经发生了7台次事故。其中，有6台次是在调压过程中，均因切换开关触头接触不良，甚至脱落导致损坏；另一台次是在调压时因曲柄轴销断裂，使动触头切换时被卡而使调压线圈烧伤。

（2） 分接开关操作不当是引起事故的另一方面原因。例如山东聊城局杨桥站2号变压器，（山东电力设备厂1997年产品，型号为SFPS7—120000/220）。在对变压器充电时，差动、瓦斯保护动作。高压B相分接开关损坏，C项线圈严重损坏。原因是分接开关操作不到位，变压器冲击合闸时造成调压线圈饼间击穿。另外，浙江黄田变电站一台宁波变压器厂1994年产品，型号为SFZ31500/110。由于开关机械限位保护失灵，运行人员操作方向不正确，致使变压器的分接开关和引线损坏。

总之，有载分接开关是变压器运行中具有运动功能的部件，其可靠性直接关系到变压器能否安全运行。为此，要求变压器制造厂对选用的分接开关质量应严格把关；分接开关制造厂也应对运行中已暴露出的各种质量问题积极采取有效措施加以改进；对运行单位应注意预试、维修，正确操作，并要认真贯彻执行DL/T574—1995《有载分接开关运行、维修导则》，加强专业技术培训，提高人员专业素质，以减少因分接开关引起的变压器事故。

3.2.4 套管质量差

五年中，全国因套管质量问题造成变压器事故共18台次，容量1845.0MVA,占总事故台次的6.3%，占总事故容量的8.6%。套管质量差不但

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引起套管的损坏，而且波及周围部件及整个变压器，酿成火灾的危险性极大。例如湖北武汉局洪山变电站一台湖北变压器厂1996年生产的SFZ8—40000/110变压器。由于B相高压套管存在质量缺陷，引起电弧放电而爆炸。又如陕西安康水电厂一台西安变压器厂1998年出厂的SSP7—240000/330变压器。由于油—SF6套管质量不良，在小修后开机升压中A相330kV油—SF6套管爆炸。下瓷套粉碎，上瓷套破损，均压球上有多个放电点。GIS中SF6气体大量穿入变压器本体，造成油箱严重变形开裂。再如广东增城变电站一台法国阿尔斯通公司1991年出厂的250MVA/500kV单相自耦有载调压变压器。投运2年多后，在正常运行中瓦斯、差动保护动作、跳闸，变压器着火20min后被扑灭。事故原因是500kV套管绝缘击穿，造成上部瓷套全部击落、底部只剩少量瓷片；致使220kV部分瓷套炸开；油箱局部变形。

套管爆炸引起喷油着火的，还有广东云浮埝塘变电站一台佛山变压器厂生产的110kV、31.5MVA变压器。另有一些运行时间较长的套管，由于老化又未及时更换而造成事故，如广西柳州屯秋变电站一台沈阳变压器厂1970年生产的SFS-7500/110变压器。在运行中，因110kV B相套管瓷套破裂、掉落导致变压器损坏事故。又如山东石横发电厂甲站2号主变压器，型号为SFS1-31500/110，沈阳变压器厂1966年产品。变压器在正常运行情况下，瓦斯、差动保护动作，三侧开头跳闸，主变压器与系统解列。就地检查发现变压器110kV侧C相套管上瓷套向上位移500mm，下瓷套炸裂，套管着火，油箱变形，所有加强筋下部焊口开裂，变压器油从C相套管法兰喷出。造成这次事故的主要原因是由于高压C相套管电容屏故障引起，

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套管的故障引发点在应力锥上部150mm左右处，此处电场比较集中，绝缘老化后在电场作用下产生爬电，使电容饼绝缘逐步下降，最终形成贯穿性放电。放电后套管内部产生的巨大压力，造成套管下瓷套爆炸。 3.2.5 雷击损坏

1995～1999年内由于雷击引起的变压器损坏事故共27台次、容量1142.5MVA，占总事故台次的9.5%，占总事故容量的5.3%。

在这类事故中，110kV级变压器为25台次、220kV级为2台次。 按照地域分布，雷击事故发生最多的省是贵州省，共发生了这类事故6台次，其次是广东省5台次，江苏省4台次，江西省3台次，山西省2台次，山东、湖北、浙江、安徽、四川、重庆、吉林各1台次。

（1） 在雷击引起的事故中，有一部分变压器本身绝缘薄弱或者内部已有变形等隐患。如贵州贵阳局高云1号主变压器，重庆变压器厂1995年产品，型号为SFSZ8-50000/110。变电站地区遭受雷暴雨，110kV、35kV所有避雷器动作，1号主变压器重瓦斯、差动保护跳三侧开关。变压器B相中压35kV线圈内侧第1～2抽头处，引线对引线放电烧损，线圈从上向下数第8～34饼被电弧灼伤，第16、17饼线圈内弪幅向上凸出多处，最大达25mm，A、C相中压线圈相应位臵有轻微变形。雷电波浸入变压器是造成变压器烧毁的直接因素，35kV线圈抽头处绝缘薄弱是事故发生的另一主要原因。又如贵州兴义供电局安龙1号变压器，型号为SFS7-20000/110，山东达驰变压器厂1997年产品。运行中重瓦斯和差动保护动作，跳三侧开关。事故当时雷电频繁，该站避雷器动作26次，其中35kV母线及主变压器避雷器共动作22次。事故后根据吊罩检查情况，初步判断故障点在B相线圈

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内部。后对变压器进行拔铁轭、拔线圈检查发现线圈抽头对线圈端部放电，放电处周围绝缘被击穿。多处有放电痕迹，绝缘老化。变压器中压侧引线（包括分接头引线）设计要求绝缘厚度为7mm，实侧只有2.5mm，固定引线的纸槽应用3mm厚纸板，该变压器只有1.5mm纸槽，且高度不足（低于压圈处20mm）。另外，由于引线采用线圈内引出方式，且固定不牢。再如吉林榆树川发电厂一台沈阳变压器厂1976年生产的SFL1-31500/110变压器，因雷击中性点电位升高，引起间隙放电，使中性点处线圈电位梯度陡升，再加此台变压器运行年久，绝缘薄弱，以造成高压B相匝间短路烧损。

（2） 雷击引起变压器损坏事故中，以三绕组的110kV变压器居多，其中35kV侧落雷或者感应雷电压损坏约占2/3（是否35kV侧的防雷设施和维护上有薄弱之处）。例如贵州贵阳市南供电局花溪2号主变压器SFSL1-31500/110（沈阳变压器厂1979年产品）。因变压器35kV侧遭受雷击，雷击过电压使35kV中压引线与铜板连接处绝缘有放电烧伤痕迹。又如贵州红枫变电站1号主变压器SFS8-31500/110（常州变压器厂1993年产品），遭受雷击，重瓦斯跳三侧开关，并使35kV中压线圈C相放电烧损，C相高、低压线圈被电弧灼伤。再如江苏无锡局1号变压器SFSZ8-31500/110（常州变压器厂1993年产品）。在运行中因雷击使主变压器瓦斯、差动保护动作，跳三侧开关，全所失电，中压B相线圈由于35kV分接区级间绝缘薄弱造成中压35kV侧2-4段段间绝缘烧坏。

（3） 雷击损坏的事故中也有高压大容量变压器。例如山西霍州发电厂升压站一台沈阳变压器厂1971年生产的OSFPSL-240000/220簿绝缘变压器，绝缘老化，雷击线路使变压器损坏。当时变压器保护动作，10kV引线

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相间放电，夹件变形，套管移位，油箱出现裂缝。 3.2.6 进水受潮

造成进水受潮的原因大多由于密封不良，一般与制造厂密封质量，安装把关及运行管理不良有关。在1995～1999年中，因进水受潮造成变压器损坏事故共15台次，容量1191.0MVA，占总事故台次的5.3%，总事故容量的5.6%。

例如西北秦岭发电厂2号主变压器，西安变压器厂1972年产品，型号为SSPL-150000/220。冷却器漏水，变压器进水，致使变压器A相高压主线圈被烧坏。

这类事故在七十年代最为严重，由于引起各方面的重视，并按照了原能源部制订的“预防110～500kV变压器事故措施”，将老式套管将军帽更换为新结构等改造措施，使事故大幅度的下降。但是，近五年内仍有这类事故发生。为此，仍要加强这方面的工作，对已改造的也应定期检查其密封性，并检查密封垫是否老化，以杜绝水分自套管顶部进入器身中。 3.2.7 安装、检修、运行不当

1995～1999年内变压器因安装、检修、运行不当而引起的事故共14台次，容量1270.5MVA，占总事故台次的4.9%，总事故容量的5.9%。这类事故有的在上述几个事故原因中涉及过，应该说这类事故大部分是可以避免的。例如安徽芜湖发电厂12号主变压器，沈阳变压器厂1989年产品，型号为SFPS7-150000/220。小修结束并网运行2小时后，差动保护动作跳闸。C相高压线圈第10-11饼烧坏，烧断铜线1根。该事故是由于检修中进水受潮引起匝间短路。又如广西柳州供电局野岭220kV 1号主变压器，

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容量为120MVA，西安变压器厂1991年产品。该主变压器1998年6月检修后，恢复送电时，由于运行人员操作疏忽，带地刀投变压器，造成主变压器出口三相短路，使主变压器低压、平衡绕组严重烧毁。 3.3 变压器障碍和缺陷情况

变压器的运行维护、试验和检修，使不少存在的障碍和缺陷得以发现和消除，避免了突发事故的发生。据不完全统计，1995～1999年底全国共发现110kV及以上电压等级变压器试验超标624台次、各类障碍1392台次，合计2016台次（详见表12）。应该说，表12中所作的累计统计并不全面，但是从中也可大致的了解比较突出的问题。

从表12可知，在试验超标624台次变压器中，以占58.8%的油色谱分析超标为主，其次是直流电阻、局部放电量和介质损超标，分别占24.5%、4.5%和6.1%；而各类障碍中，以占30.8%的渗漏油为主，其次是分接开关、铁心、套管、线圈、主绝缘与引线以及绝缘油障碍，分别占18.7%、13.5%、11.9%、8.0%、4.7%和4.2%。

由上不难看出，利用油中气体色谱分析、直流电阻测量、局部放电测量和介质损测量可以有效地反映变压器类设备内部故障。渗漏油、分接开关、铁心、套管等障碍和缺陷是运行维护和检修的主要部位。尤其是渗漏油，不仅是运行部门设备达标的一个主要障碍，而且是造成设备吸潮现象、引起设备事故的一个隐患。因此，制造和运行部门对此还得重视，加强变压器类设备本体及冷却系统各连接部位的密封性，提高焊接和密封垫质量，注重检修工艺及材料选择中的质量控制等，以防止变压器类设备本体及其部件的渗漏油。

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表12 1995～1999年全国110kV及以上变压器障碍情况表

障碍色分谱类分及析 部位 台367 数 合计 试验超标 局直介其焊部流质他 接放电损 不电 阻 良 绝缘处理不良 5 线圈障碍 绝绝缘缘老受化 潮 位 移其变他 形 绝缘距离不够 主绝缘及引线障碍 异引引围其物线线屏他 进过放放入 热 电 电 28 153 624 38 38 29 8 21 29 20 9 8 18 10 1 19 112 65 障碍分类及部位 台数 合计 含水量大 绝缘油障碍 油油其老温他 化 过热 安装主当 材质不良 渗漏油障碍 焊密接封不垫良 不良 65 272 429 运输不当 其他 切换开关 选择开关 连调 分接开关障碍 拒绝切动 缘换受箱潮 渗漏 17 3 261 30 控制箱故障 21 轴承螺栓故障 25 其他 28 13 58 7 10 20 37 5 29 52 13 26 74 障碍分类及部位 铁 心 障 碍 多绝夹局其受制点缘件部他 潮 造接损放短工地 伤 电 路 艺不良 套 管 障 碍 结绝套构缘管缺老端陷 化 头发热 其 他 表其潜冷保夹漏面他 油却护件磁污泵系系发发闪 障统统热 热 碍 障障碍 碍 接地不良 油其保他 护系统障碍 台34 数 合计 104 4 8 13 25 29 24 11 14 34 4 49 19 34 15 3 3 6 34 188 165 114 6 结语 6.1 变压器情况

（１） 至1999年底全国110kV及以上变压器台数约为1995年的1.3倍，年平均增长率为7.5%。按各分公司及省电力公司报送数统计共11731台，容量为797587.9MVA。

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（2） 1995～1999年中，1995年和1996年为变压器事故率的高峰，近年有所下降，5年的平均事故率按台数计算为0.56%，按容量计算为0.65%。

（3） 变压器事故仍以绝缘事故为主，占总事故台次的79.9%。 （4） 变压器事故原因纯属制造质量不良，约占总事故台次的73.6%（其中包括承受短路能力不够损坏的占44.0%；线圈、引线绝缘事故占16.2%；套管质量事故占6.3%；分接开关事故占7.1%）；运行维护中的问题约占10%。

（5） 在变压器短路损坏事故中，110kV变压器占总短路事故台次的64.8%，比前5年有所下降；但是，220kV变压器的短路损坏事故比前5年有所上升，约占总短路事故台次的29.6%。为此，在巩固110kV的同时，要加强220kV及以上变压器抗短路能力的工作。

（6） 在500kV变压器事故中，进口变压器事故台数占500kV变压器总事故台数的83.3%，大部分是属制造质量问题，应引起高度重视。

（7） 国内中小型变压器厂的产品事故较严重，尤其是110kV变压器，其事故台次占全部110kV变压器。事故台次的76.3%，其中1995年以后生产的变压器事故台次约占15.8%。

（8） 至1999年底全国发现110kV及以上变压器试验超标和各类障碍2016台次。试验超标中以占58.8%色谱分析超标为主。各类障碍中以占30.8%的渗漏油障碍为主。 作者简介

王梦云 教授级高级工程师，从事高压电气设备绝缘及变压器运行技术的研究。 薛辰东 高级工程师，从事高压电气设备故障检测及变压器运行维护技术的研究。

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