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(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,以加強絕緣和改善冷卻散熱條件。當變壓器內(nèi)部出現(xiàn)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(chǎn)生大量烴類混合氣體,使變壓器內(nèi)部的壓力急劇上升,然后導致變壓器油箱的結(jié)構(gòu)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(fā)生池火。而當泄漏的熱解產(chǎn)物混合氣體和油霧與空氣混合后點燃,就會發(fā)生二次爆炸。當這些情況發(fā)生在密閉或擁塞區(qū)域時,可能會導致非常強烈的爆炸,并對人員和設(shè)備造成威脅,給社會經(jīng)濟帶來嚴重損失。
初級爆炸
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,高溫和電弧作用會導致油的熱分解并產(chǎn)生大量烴類混合氣體。
變壓器油箱的結(jié)構(gòu)破壞(初級變壓器爆炸)
液態(tài)絕緣油、氣態(tài)電解產(chǎn)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(fā)生池火;氣態(tài)電解產(chǎn)物和油霧的泄漏及空氣混合,被點燃后發(fā)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(xiàn)的故障。
正常運行的電力設(shè)備,由于電流、電壓的作用將產(chǎn)生發(fā)熱.主要包括電流效應引起的發(fā)熱和電壓效應引起的發(fā)熱。當電力設(shè)備存在缺陷或故障時,缺陷或故障部位的溫度就會產(chǎn)生異常變化。從而引起設(shè)備的局部發(fā)熱,假設(shè)未能及時發(fā)現(xiàn)并及時制止這些隱患的發(fā)展,最終會促成設(shè)備故障或事故的發(fā)生,嚴重的會擴大成電網(wǎng)事故。 電力設(shè)備發(fā)熱故障基本上可分為兩大類,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:它以局部過熱的形態(tài)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(xiàn)出以故障點為中心的熱場分布。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)溫度分布可以準確地確定故障的部位及故障嚴重程度。 2)內(nèi)部發(fā)熱故障:它的發(fā)熱過程一般較長,且為穩(wěn)定發(fā)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(nèi)部故障所產(chǎn)生的熱量不斷地傳遞至設(shè)備外殼,從而改變設(shè)備外表面的熱場分布情況。 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)。這兩個環(huán)節(jié)的低效導致電力產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能難以提高,事故時有發(fā)生。 生產(chǎn)環(huán)節(jié)的問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,而這類事故近年來在美國屢有發(fā)生。