干式电力变压器的故障诊断与排除需结合电气测试、状态监测及实际运行表现综合分析，以下为系统性解决方案：

一、常见故障类型与诊断方法

1. 绕组过热

原因：长期过载、通风不良、绕组局部短路或接触电阻加大。

诊断：

红外测温：使用红外热像仪检测绕组、引线接头温度，F 级绝缘温升应≤100K（不高于 155℃），H 级绝缘≤125K（不高于180℃）。

短路阻抗测试：对比历史数据，若短路阻抗异常加大（如变化率＞3%），提示绕组变形或匝间短路。

排除：

调整负载至额定容量 85% 以下，清理散热通道积灰，检查风机启停功能。

若短路阻抗异常，需返厂解体检查绕组，更换受损部分。

2. 绝缘性能下降

原因：受潮、积灰、绝缘材料老化或局部放电。

诊断：

绝缘电阻测试：2500V 兆欧表测量，高压绕组对地绝缘电阻应≥200MΩ，低压绕组≥100MΩ，若低于初始值 50% 需排查受潮。

局部放电检测：

高频电流法（HFCT）：套接在接地线检测放电脉冲，放电量应≤50pC（10kV 等级）。

油色谱分析：若乙炔（C₂H₂）含量＞5ppm 或总烃＞150ppm，提示内部放电。

排除：

干燥处理：使用白炽灯或加热器烘干绕组，控制环境湿度＜60%，必要时抽真空干燥。

更换老化绝缘件，修整放电点，加强防潮密封。

3. 铁心多点接地

原因：硅钢片毛刺、金属异物短路或绝缘漆破损。

诊断：

铁心接地电流测试：钳形电流表测量接地线电流，正常应＜100mA，若＞1A 提示多点接地。

绝缘电阻测试：铁心对地绝缘电阻应＞100MΩ，若为零或低阻需排查接地点。

排除：

吊罩检查铁心表面，去掉金属异物，修整绝缘破损处。

若为制造缺陷（如硅钢片短路），需返厂处理。

4. 异常噪音

原因：过励磁、紧固件松动、绕组移位或局部放电。

诊断：

声学监测：正常运行时为均匀 “嗡嗡” 声，若出现爆裂声或高频啸叫，可能为放电或结构松动。

振动分析：使用加速度传感器检测振动幅值，异常振动提示绕组或铁心移位。

排除：

调整分接头降低电压至额定值，紧固松动部件，增加防震垫块。

若为绕组移位，需停电重新固定并测试直流电阻。

5. 冷却系统故障

原因：风机故障、风道堵塞或温控器失效。

诊断：

风道检查：清理散热片积灰，确保进风口无遮挡，风速≥2m/s。

排除：

更换故障风机，修整温控器，必要时加装冗余冷却装置。

二、智能监测技术应用

在线监测系统：

光纤测温：在绕组埋设荧光光纤探头，实时监测热点温度，预警阈值设为 130℃（F 级）或 155℃（H 级）。

局放在线监测：高频电流传感器结合 UHF 传感器，持续评估放电活动，生成寿命损失报告。

振动与噪声分析：通过声纹识别判断结构松动或放电，辅佐定位故障点。

数据分析：

融合温度、放电、振动等多源数据，通过 AI 算法预测潜在故障，如绕组老化程度、剩余寿命。

三、预防性维护措施

定期巡检：

外观检查：每月清理表面积灰，检查绕组表面是否有裂纹、碳化，套管无放电痕迹。

电气测试：每半年进行绝缘电阻、直流电阻测试，每年进行局部放电和短路阻抗测试。

负载管理：

避免长期过载运行，三相负载不平衡率≤25%，中性点电流≤额定电流 10%。

安稳操作：

维护前断电并验电，悬挂警示牌，使用绝缘工具（如尼龙毛刷）清理风道，禁止金属工具接触绝缘件。

进入柜体内部需双人监护，检测氧气浓度＞19.5%，可燃气体＜爆炸下限 10%。

四、典型案例参考

绕组断线故障：某 220kV 干式变压器因低压绕组 A 相断线导致重瓦斯保护动作，通过直流电阻不平衡率、短路阻抗异常（变化率＞5%）综合诊断，返厂更换绕组后恢复运行。

铁心多点接地：110kV 变压器铁心接地电流从 60mA 升至 2.6A，通过限流电阻（20Ω）控制电流，并吊罩去掉硅钢片间金属异物，修整后接地电流降至＜100mA。

五、安稳注意事项

绝缘工具校验：兆欧表、验电器等每年送法定部门校准，确保测量精度。

个人防护：作业时穿戴 10kV 绝缘手套、绝缘靴及防冲击护目镜，禁止单人操作高压设备。

应急预案：配置灭火器材，制定短路、火灾等事故处置流程，定期演练。