如何判断变压器短路

变压器短路故障是电力系统中最严重的异常状况之一，准确识别其征兆对保障设备与人身安全至关重要。本文将系统阐述从感官异常、电气参数变化到专业检测等十二个核心判断维度，包括气味、声音、温度异常分析，电压电流监测，以及绝缘电阻、直流电阻、变比和短路阻抗测试等权威方法。文章旨在为电力从业者提供一套实用、可操作的诊断流程，帮助快速定位隐患，防止事故扩大。

       变压器作为电力系统的核心设备，其稳定运行关乎整个电网的安全。短路故障是变压器最致命的威胁之一，可能导致设备烧毁、供电中断甚至引发火灾。因此，掌握如何准确、迅速地判断变压器是否发生短路，是每一位电力运维人员的必备技能。本文将深入探讨十二个关键判断要点，从日常巡视中的蛛丝马迹到专业仪器的精确测量，构建一套立体的、实用的诊断体系。

一、关注运行中的异常气味

       正常运行中的变压器不应有异味。当发生匝间或层间等局部短路时，短路电流产生的巨大热量会使绝缘材料（如绝缘纸、绝缘漆）过热分解，产生特有的焦糊味甚至是沥青味。这种气味通常是最早的感官预警信号之一。运维人员在巡检时，若在变压器附近闻到此类异常气味，应高度警惕，并结合其他现象进行综合判断。

二、倾听内部异常声响

       变压器在正常负载下会发出均匀且连续的“嗡嗡”电磁声。发生短路时，由于绕组在巨大电动力作用下可能发生变形或位移，其内部声响会变得不均匀，可能出现“噼啪”的放电声、沉重的“咕嘟”声甚至是剧烈的轰鸣声。这些异常声响直接反映了内部结构的稳定性正遭受破坏，是判断严重短路故障的重要依据。

三、监测外壳温度变化

       短路点在变压器内部会产生大量局部热量，导致变压器油温和绕组温度急剧上升。即使有保护装置动作切断电源，在故障发生后的一段时间内，用手触摸变压器外壳仍能感觉到异常高温，或通过红外测温仪发现局部过热区域。温升的速度和幅度是判断短路严重程度的重要参考。

四、观察保护装置动作情况

       变压器的继电保护系统是针对内部故障的第一道防线。当发生短路时，差动保护、瓦斯保护（特别是重瓦斯保护）或过电流保护等会迅速动作，发出报警信号或直接跳开断路器。准确记录是哪种保护动作，对于后续分析故障性质和位置至关重要。

五、检查有无喷油或渗漏现象

       对于油浸式变压器，严重的内部短路故障会产生大量气体和电弧能量，导致内部压力骤增。这可能引起压力释放阀动作喷油，或导致油箱焊缝开裂、密封件损坏而出现渗漏油现象。发现变压器本体或其附件有喷油痕迹或新的渗漏点，是判断内部存在严重故障的强烈指示。

六、分析三相电流是否平衡

       在变压器运行时，通过控制屏上的电流表或监控系统数据，持续监测三相负载电流。若发现其中一相或两相电流异常增大，而其他相电流相对正常或减小，且这种不平衡无法用负荷变化解释，则极有可能发生了匝间短路或相间短路。这是判断运行中变压器短路最直接的电气量变化之一。

七、监测输出电压是否异常

       变压器发生短路，特别是匝间短路时，会改变绕组的有效匝数比，从而导致输出电压异常。例如，一次侧发生部分匝间短路，二次侧输出电压可能会降低；而二次侧短路则会导致输出电压严重跌落甚至到零。持续监测输出电压的稳定性是发现潜在短路隐患的有效手段。

八、测量绝缘电阻值

       使用兆欧表（摇表）测量变压器绕组之间以及绕组对地（铁芯、油箱）的绝缘电阻，是判断其绝缘状况的基础方法。按照《电力设备预防性试验规程》要求，在变压器停电并充分放电后，测量其绝缘电阻值。若测得的绝缘电阻值较历史记录或出厂值显著下降（例如降低至规定值的百分之五十以下），或吸收比（六十秒与十五秒绝缘电阻值的比值）明显偏离正常范围（如小于一点三），则表明绝缘可能已因短路而严重劣化。

九、进行直流电阻测试

       直流电阻测试是诊断绕组是否存在匝间短路、引线接触不良等导电回路缺陷的权威方法。使用直流电阻测试仪，分别测量变压器各相绕组的直流电阻值。规程要求，一千六百千伏安以上的变压器，各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的百分之二；一千六百千伏安及以下的变压器，相间差别一般不大于三相平均值的百分之四，线间差别一般不大于三相平均值的百分之二。若某相电阻值明显偏小，则强烈暗示该相可能存在匝间短路。

十、实施变压器变比测试

       变压比（变比）测试是验证绕组匝数是否正确、是否存在匝间短路的关键试验。使用变比电桥或自动变比测试仪，测量变压器在各分接下的实际变比。将实测值与铭牌标准值、出厂试验数据或历次试验数据进行比较。如果实测变比与预期值存在超出允许偏差（通常为正负百分之零点五）的差异，特别是某一相的变比异常，往往是该相绕组发生匝间短路的有力证据。

十一、开展短路阻抗测试

       短路阻抗（亦称漏抗）是变压器的一个重要参数，它与绕组的几何尺寸和排列方式密切相关。当绕组发生变形、位移或匝间短路时，其短路阻抗值会发生变化。通过专门的短路阻抗测试仪，将实测阻抗值与出厂值或上次试验值进行对比。如果阻抗变化量超过了规程规定的注意值（例如变化大于百分之二），则表明变压器绕组可能已存在机械变形或短路损伤，此方法对判断绕组状态的改变非常灵敏。

十二、利用频率响应分析法诊断

       频率响应分析法是一种先进的绕组变形诊断技术。它通过向变压器绕组注入不同频率的扫频信号，并检测其响应特性，从而得到一条频率响应曲线。将当前测得的曲线与原始的、或历史上正常的频率响应曲线进行比对。若曲线在多个频点出现明显差异，如谐振点频率偏移、幅值变化等，则可以判断绕组发生了机械变形，而严重的变形往往伴随着或由短路故障引起。

十三、进行油中溶解气体分析

       对于油浸式变压器，定期对绝缘油进行色谱分析，检测其中氢气、甲烷、乙炔、乙烯等特征气体的含量，是监测内部潜伏性故障的有效手段。根据《变压器油中溶解气体分析和判断导则》，当乙炔含量显著增长，或氢气、烃类气体总量超标，并结合气体成分比值（如三比值法）判断，可以灵敏地发现早期阶段的放电性或过热性故障，包括局部短路的前兆。

十四、检查外观与连接部件

       细致的目视检查同样重要。查看变压器套管、引线接头等处有无因短路电流通过而产生的过热烧灼痕迹、电弧灼伤或变形。检查紧固件是否因电动力冲击而松动。这些外部迹象是内部短路故障可能在外部的直观反映。

十五、空载试验与负载试验分析

       在条件允许且确保安全的情况下，可对怀疑有问题的变压器进行空载试验和负载试验（需专业人员和设备）。测量空载电流和空载损耗，与原始数据对比，若显著增大，可能指向铁芯或绕组问题。负载试验则主要考核变压器在带负荷时的性能，异常数据有助于综合判断。

十六、综合分析判断原则

       判断变压器短路切忌仅凭单一现象或数据草率下。应遵循综合分析的原则，将感官检查、电气监测、预防性试验等多种手段获得的信息相互印证。例如，仅绝缘电阻下降可能源于受潮，但若同时伴有直流电阻不平衡和油中乙炔含量超标，则短路故障的可能性就极大。建立完整的设备档案，包括出厂数据、历次试验记录和巡检记录，是进行准确对比分析的基础。

       总之，判断变压器短路是一个需要严谨态度和专业知识的过程。从日常的望、闻、听、摸，到定期的预防性试验和先进的状态监测，构成了一个多层次的防御体系。运维人员应熟练掌握这些方法，一旦发现异常迹象，立即采取隔离、上报等正确措施，由专业人员进行深入诊断和处理，确保电力系统的安全稳定运行。