变压器钟罩螺栓过热原因分析及处理培训课件

变压器钟罩螺栓过热原因分析及处理培训课件CONTENTS目录01变压器钟罩螺栓过热概述02螺栓过热原因分析03过热检测技术与方法04螺栓过热危害深度解析CONTENTS目录05螺栓过热处理措施06典型案例分析07预防与维护策略01变压器钟罩螺栓过热概述变压器在电力系统中的重要性

电力传输与分配的核心设备变压器是电力系统中实现电压变换、电能传输和分配的关键设备，其运行状态直接影响电网的安全稳定与供电可靠性。

保障电力系统安全稳定运行主变压器作为电网的重要设备，担负着电能输送任务，其故障可能导致机组非计划停运，严重影响电力系统的安全稳定运行。

钟罩螺栓对变压器安全的影响钟罩螺栓是固定变压器绕组和油箱的重要部件，其过热问题会导致密封胶垫老化、漏油，甚至引发瓦斯保护动作，威胁变压器安全运行。钟罩螺栓的功能与作用结构紧固功能钟罩螺栓是固定变压器钟罩与底座的核心部件，通过预紧力将钟罩与底座紧密连接，确保变压器油箱的密封性能，防止绝缘油泄漏。电气连接作用在变压器运行中，钟罩螺栓可作为接地回路的一部分，将钟罩表面感应电流通过底座、接地扁铁泄放至大地，保障设备安全运行。热传导辅助作用螺栓连接部位可辅助传递变压器运行产生的热量，配合冷却系统将热量散发，避免局部温度过高影响设备寿命。运行稳定性保障通过稳定的紧固力维持变压器器身与油箱的相对位置，防止运行中因振动导致部件位移，确保铁芯、绕组等关键部件的稳定工作。螺栓过热问题的危害与影响

降低螺栓机械强度螺栓过热会导致材质性能劣化，强度下降，承载能力降低，可能引发螺栓松动或断裂，影响变压器结构稳定性。

加速密封件老化与漏油风险过热螺栓产生的高温会使钟罩密封橡胶垫局部快速劣化，在环境温度变化时易引发变压器漏油，降低绝缘和冷却效果。

导致绝缘油劣化与气体产生过热会使变压器绝缘油加速老化和裂解，产生大量气体，可能引起瓦斯保护动作，严重时导致主变压器停运。

引发电力系统非计划停运若不及时处理，过热可能造成变压器内部故障，致使机组非计划停运，影响电网安全稳定运行，造成重大经济损失。典型过热案例现象描述01淮北发电厂5号主变螺栓过热20xx年6月，淮北发电厂5号主变压器高压侧1颗钟罩与底座间紧固螺栓温度达325℃，4颗达120℃，其余约60℃；负荷200MW时过热，降至170MW时温度降至260℃。02110kV变电站1号主变螺栓过热2019年6月24日，某110kV变电站1号主变（SFZ7-50000/110）大盘螺栓异常发热，低压侧最高122.6℃，高压侧最高124.3℃，当时环境温度32℃，负荷37.12MW，本体油温70℃。03呼和浩特热电厂#3主变螺栓过热呼和浩特热电厂#3主变（SFP10-420000/220）3号散热器下方钟罩与底座连接螺栓温度55℃，其他正常螺栓约18℃，存在明显温差。04220kV变压器箱沿连接铜排及螺栓过热某220kV钟罩式油箱主变运行中，油箱壁中部箱沿连接铜排电流达340A以上，环境温度低于0℃时最热点温度超135℃，连接铜排及螺栓过热。02螺栓过热原因分析漏磁通引发涡流损耗

漏磁通产生机理变压器运行时，除主磁通外，绕组电流产生的漏磁通通过钟罩、底座等金属结构件闭合，在导磁材料中形成交变磁场。

涡流损耗形成过程漏磁通穿过钟罩螺栓等金属部件时，根据电磁感应定律，在螺栓内部感应出涡流，涡流流经电阻产生焦耳热，导致螺栓温度升高。

导磁材质影响普通钢螺栓导磁率高，漏磁通易集中通过，磁通密度增大，涡流损耗加剧。如某110kV变压器普通钢螺栓因涡流导致温度达124.3℃。

负荷与涡流的关联性负荷增大使漏磁通同比增加，涡流损耗随之上升。如淮北发电厂5号主变负荷从170MW升至200MW时，过热螺栓温度从260℃升至325℃。螺栓材质与导磁性能影响普通钢螺栓的导磁特性普通钢具有较强的导磁性，在变压器漏磁场作用下，大量漏磁通通过螺栓，导致螺栓内部磁通密度加大，感应出较大涡流，从而产生过热现象。低导磁材料螺栓的优势选用黄铜、不锈钢等低导磁材料制作螺栓，可改变穿过螺栓的磁通路径，显著降低螺栓内部的涡流损耗，有效减轻螺栓发热程度，保障变压器安全运行。材质选择的实践案例某案例中，将发热的普通钢螺栓更换为不锈钢螺栓后，经红外测温检查，原发热螺栓处温度降至与其余正常螺栓相同，长期运行未再出现过热现象。螺栓预紧力与接触电阻问题

01预紧力不足导致接触电阻增大螺栓预紧力不足时，接触面压力减小，氧化层难以被破坏，导致接触电阻显著上升。研究表明，高达80%的螺栓疲劳断裂源于预紧力不足，同时加剧过热风险。

02过度紧固引发螺栓过热矛盾运行中发现，越是紧固的螺栓接触电阻越小，通过的泄放电流越大，发热越严重。淮北发电厂案例中，再次紧固后的螺栓温度明显上升，旋松后温度显著下降。

03接触不良的典型表现与危害接触面因污垢、氧化或安装不紧导致接触不良，会使局部电流密度增大。如呼和浩特热电厂案例中，部分螺栓与箱沿油漆膜形成绝缘层，引发局部过热达55℃（正常螺栓约18℃）。

04预紧力动态监测的必要性需定期使用扭矩扳手或超声预紧力测量设备监测，确保预紧力在设计范围内。风电、水电等行业经验表明，实时监测可有效避免因预紧力波动导致的过热与疲劳断裂。环境因素对散热的影响环境温度过高导致散热受阻环境温度过高会使变压器内部热量无法有效散发，导致钟罩螺栓工作温度升高，加剧过热现象。当环境温度异常升高时，需改善通风情况以保障变压器正常运行。通风不良影响热量散发变压器周围通风不良会导致钟罩内部局部温度增加，进而可能引发螺栓过热。确保通风良好、保持清洁环境可减少螺栓过热风险。高温天气加速局部过热高温天气条件下，变压器散热效率降低，易导致钟罩螺栓等部件温度上升。结合案例，环境温度是螺栓过热的常见诱因之一，需针对性采取降温措施。绝缘与安装工艺缺陷接触面氧化与污垢影响螺栓与法兰接触面因氧化或污垢堆积，导致接触电阻增大，电流通过时发热加剧。松脱过热螺栓螺帽后温度大幅下降，可排除此类接触不良因素。螺栓预紧力不足或不均螺栓预紧力不足易导致松动和接触不良，而过度紧固会使接触电阻过小，泄放电流增大导致发热。某案例中，再次紧固后的螺栓温度明显上升，旋松后温度下降。绝缘垫片失效或缺失未采用绝缘垫片（如胶木垫、云母垫）或垫片老化破损，使漏磁通回路通过螺栓，引发涡流损耗过热。采用绝缘片将螺栓与器身、底座隔离可阻断短路电流，消除发热。安装环境与工艺问题变压器安装时若未清理箱沿油漆膜，会形成绝缘层导致局部电接触不良；螺帽与本体受加强筋限制接触不良，高温点多位于弹垫处，影响散热与电流分布。03过热检测技术与方法红外热像仪检测原理与应用

红外热像仪检测基本原理红外热像仪通过接收物体发出的红外线辐射，将其转化为可见的热图像，能够直观显示物体表面温度分布，帮助快速识别高温区域及异常发热点。

变压器螺栓过热检测优势可非接触式测量运行中变压器钟罩螺栓温度，实时生成热分布图，精准定位过热螺栓位置，如淮北发电厂曾用其测得螺栓温度高达325℃。

检测实施要点检测时需注意环境温度、设备负荷等因素影响，应在相同工况下对比分析。建议定期进行红外精确测温，重点关注负荷变化时螺栓温度波动情况。

典型案例应用某110kV变电站通过红外热像仪发现主变低压侧螺栓温度达122.6℃、高压侧达124.3℃，为后续采取加装引流软铜带等处理措施提供了关键依据。红外测温仪使用规范检测前准备

使用前应检查设备电量充足、镜头清洁，确认环境温度、湿度符合仪器工作条件，避免在强电磁干扰区域使用。测量点选择

重点检测变压器钟罩与底座连接螺栓、弹垫等关键部位，确保测温仪与目标保持垂直，距离控制在0.5-2米范围，减少测量误差。参数设置要求

根据变压器表面材质设置发射率（金属表面通常为0.6-0.8），环境温度补偿值按实际环境温度修正，避免阳光直射或高温辐射源干扰。数据记录规范

记录测量时间、环境温度、变压器负荷值（如200MW）、螺栓编号及对应温度，异常数据需拍摄红外热像图存档，温差超过50℃时立即标记为过热隐患。安全操作注意事项

严格遵守电气安全规程，保持与带电设备安全距离，雨天或雾天应采取防护措施，禁止在变压器运行异常（如异音、漏油）时近距离检测。电流检测与振动测试技术

钳形电流表电流检测使用钳形电流表对连接螺栓或铜排中的电流进行测量，可直接获取电流数值，判断是否因电流过大导致过热。如某220kV变压器箱沿连接铜排曾检测到电流达340A以上，经处理后降至约60A。

红外热像仪辅助电流分析结合红外热像仪显示的温度分布，可定位电流过大导致的过热区域。例如在检测中发现高温点多位于弹垫处，与电流集中区域一致，为电流检测提供直观参考。

振动测试原理与应用通过振动测试可提前发现螺栓松动等问题，防止因振动导致接触不良而产生过热。检测时观察螺栓是否有松动现象，及时采取加固措施，确保设备稳定运行。

振动与电流协同监测振动测试与电流检测相结合，可全面评估螺栓状态。当振动异常时，结合电流数据能更准确判断是否因松动导致接触电阻变化，进而引发过热，为维护提供综合依据。定期巡检与数据对比分析

红外测温常态化巡检定期使用远红外测温仪或热像仪对变压器钟罩螺栓进行温度检测，重点关注高低压侧螺栓温度分布，及时发现异常发热点，如淮北发电厂曾测得过热螺栓温度高达325℃。

负荷关联数据记录记录不同负荷工况下（如200MW、170MW等）螺栓的温度变化，建立负荷-温度关联曲线，观察温度随负荷增减的变化规律，如某案例中负荷升高时螺栓温度显著上升，降低时温度随之下降。

同类设备横向对比对比同型号、同容量变压器（如同厂6号、7号主变与5号主变）的螺栓温度，正常螺栓温度通常在30～56℃范围，若某台设备螺栓温度显著高于同类设备，需排查漏磁或结构差异。

历史数据纵向分析建立螺栓温度历史数据库，定期比对不同时期（如每月、每季度）的温度数据，分析温度变化趋势，早期识别潜在过热风险，避免因温度缓慢升高未及时处理导致故障。04螺栓过热危害深度解析对绝缘油劣化的影响加速绝缘油老化分解螺栓过热产生的局部高温会使变压器绝缘油加速老化分解，析出气体，影响油的绝缘性能和冷却效果。产生油中悬浮物与酸性物质过热导致绝缘油分解产生悬浮物，同时油的酸度增加，酸性物质会腐蚀绕组绝缘，油泥还会阻塞油道。降低绝缘强度与散热能力油泥积附在绕组和铁芯表面阻碍散热，使绕组绝缘强度下降，可能导致绕组绝缘被击穿，损坏变压器。引发瓦斯保护动作风险绝缘油过热分解产生大量气体，使油箱内压力增大，可能引起瓦斯保护动作，严重时迫使设备退出运行。密封件老化与漏油风险

高温加速密封件劣化螺栓过热产生的高温（如325℃）会导致变压器油箱密封橡胶垫局部快速劣化，降低其弹性和密封性，增加漏油概率。

密封失效引发漏油后果密封件老化破损后，变压器绝缘油可能渗漏，导致油位下降、绝缘性能降低，严重时引发瓦斯保护动作或设备停运。

油质劣化与设备损坏风险漏油伴随的局部油温升高会加速绝缘油老化分解，产生气体和油泥，腐蚀绕组绝缘并阻塞油道，可能导致绕组绝缘击穿。瓦斯保护动作与机组停运过热螺栓引发瓦斯保护动作的机理变压器钟罩螺栓过热会使绝缘油加速老化和裂解，产生大量气体，当气体达到一定浓度时，将引起瓦斯保护动作，影响变压器正常运行。机组非计划停运的风险若螺栓过热问题未及时处理，可能造成主变压器停运，进而导致整台机组非计划停运，严重影响发电厂及电力系统的安全稳定运行。典型案例：过热导致的停运后果某110kV变电站主变因钟罩螺栓过热，造成密封胶垫损坏、绝缘油劣化，最终引发瓦斯保护动作，导致机组停运，影响了区域供电可靠性。设备寿命缩短与安全隐患

螺栓材质劣化与强度下降过热会改变螺栓材质性能，导致其强度降低，承载能力下降，影响变压器结构稳定性，增加故障风险。

密封胶垫加速老化与漏油高温会使变压器油箱密封橡胶垫局部快速劣化，可能导致漏油，影响绝缘和冷却效果，如淮北发电厂案例中过热螺栓可能引发此问题。

绝缘油劣化与瓦斯保护动作过热导致绝缘油加速老化分解，产生气体，可能引起瓦斯保护动作，严重时造成主变压器停运，影响电网安全稳定运行。

引发局部火灾与人员伤亡风险螺栓过热温度过高时，存在点燃周围物体引发局部火灾的风险，可能造成人员伤亡和设备损坏，对安全构成严重威胁。05螺栓过热处理措施低导磁材料螺栓更换

材料选择标准选用黄铜、不锈钢等低导磁材料作为连接螺栓，以改变穿过螺栓的磁通路径，有效降低螺栓内部的涡流损耗，从而减轻发热现象。

更换实施步骤首先剔除原发热螺栓，对螺栓连接部位进行清洁处理，去除表面氧化层及污垢，然后安装新的低导磁材料螺栓，确保安装过程中螺栓紧固力符合要求。

应用效果验证更换为低导磁材料螺栓后，通过红外测温仪监测，螺栓温度可降至与正常螺栓温度一致，如某案例中更换后温度从异常高温降至18℃左右，有效解决过热问题。加装导流铜排与磁屏蔽导流铜排的作用与实施通过在钟罩与底座间加装导流铜排，可分流螺栓中的感应电流，降低螺栓发热。如某110kV变电站主变加装引流软铜带后，过热螺栓温度显著下降，有效解决异常发热问题。磁屏蔽的设计与材料选择选用高导磁材料如硅钢片制作磁屏蔽，安装于油箱内壁以阻断漏磁通路径。硅钢片具有良好导磁性能且经绝缘处理，能减少涡流损耗，降低螺栓处磁通密度。实际应用案例效果某220kV变压器通过增设12根50mm×4mm连接铜排，使原过热铜排电流从340A降至60A，温度从135℃降至20℃左右，有效改善了箱沿连接部位过热状况。螺栓绝缘隔离技术

绝缘垫片阻断磁通回路选用胶木垫、云母垫等绝缘材料作为螺杆垫片，使漏磁通回路不经过螺栓，从而降低螺栓内部的涡流损耗，避免过热。

螺栓与箱体绝缘隔离用绝缘片将热镀锌螺栓上下两端分别与变压器器身和底座绝缘隔离，阻断感应电动势形成的闭合回路，消除短路电流引发的发热。

绝缘隔离效果验证实施绝缘隔离后，通过红外测温发现原发热螺栓处温度降至与其余正常螺栓相同，无发热异常，有效解决短路电流导致的过热问题。预紧力调整与扭矩控制预紧力不足的危害高达80%的螺栓疲劳断裂源于预紧力不足，预紧力低时，与偏心外载荷共同作用会在螺栓内部产生更高循环应力幅值，加速疲劳。预紧力调整的核心指标预紧力是螺栓连接设计和使用的核心指标，确保预紧力达到设计要求是螺栓治理的关键，可通过紧固工具将螺栓紧固至设计预紧力范围。扭矩扳手的应用规范定期使用扭矩扳手检查并调整螺栓预紧力，确保其符合设计标准，避免因预紧力不当导致螺栓过热或松动，保障连接可靠性。动态监测与维护策略对螺栓预紧力进行定期检测或长期监测，及时掌握其动态变化，结合红外测温等手段，发现异常及时处理，防止因预紧力问题引发过热故障。散热优化与环境改善

增加散热设备配置安装轴流风扇或散热片，提高空气流通速度，增强螺栓及周边部件的散热能力，降低局部温度。

优化变压器运行环境确保变压器周围通风良好，清理杂物，避免高温天气或封闭空间导致热量积聚，维持环境温度在合理范围。

改进散热结构设计在钟罩与底座连接部位增设散热通道或导流装置，促进热量散发，减少螺栓区域的热聚集。

定期清洁维护散热系统清理散热器、风扇等散热设备表面的灰尘和油污，保证散热效率，防止因散热不良加剧螺栓过热。06典型案例分析淮北发电厂5号主变过热处理

过热现象与初步判断20xx年6月，淮北发电厂5号主变压器高压侧1颗钟罩与底座间紧固螺栓温度高达325℃，4颗螺栓达120℃，其余约60℃（与钟罩法兰温度相同），当时机组负荷200MW；负荷降至170MW时，过热螺栓温度降至260℃。

关键试验与原因排查松脱过热螺栓螺帽后，温度大幅下降，排除螺栓安装不紧、接触不良导致漏磁涡流过热的疑似；紧固其它螺栓后测温，发现再次紧固后的螺栓温度明显上升，旋松后的螺栓温度明显下降。

故障机理分析运行中变压器漏磁在钟罩表面感应较大电流，正常时通过钟罩螺栓、底座、接地扁铁泄放至大地；越是紧固的螺栓接触电阻越小，通过的泄放电流越大，发热越严重，反之则发热较轻。

同类设备对比验证同负荷、同型号、同容量的6、7号主变压器钟罩与底座间紧固螺栓温度分别为32～56℃、30～40℃，均低于5号主变压器，进一步验证5号主变螺栓过热属异常情况。110kV变电站大盘螺栓发热案例

01案例背景与设备概况某110kV变电站1号主变型号为SFZ7-50000/110，接线组别YN,d11，冷却方式为自然风冷却，1994年生产，1995年投入使用，无磁屏蔽结构。

02异常发热情况检测2019年6月24日红外精确测温发现，当日环境温度32℃，变压器负荷37.12MW，本体油温70℃，高低压侧大盘螺栓异常发热，低压侧最高122.6℃，高压侧最高124.3℃，均位于A、B相套管下方。

03故障处理措施与效果通过采取螺栓紧固、更换螺栓、增加引流软铜带等措施，其中在钟罩与底盘之间加装引流软铜带的方法有效解决了螺栓异常发热问题，保障了变压器安全稳定运行。220kV变压器箱沿连接铜排过热解决方案

临时应急处理措施通过临时并联电缆分流电流，可显著降低连接铜排及螺栓温度，例如某案例中最热点温度从超过135℃降至7℃。

增设连接铜排以分流根据钳形电流表测量的电流大小，在高低压侧油箱中心两侧的上下节箱沿间增设足够数量和截面积的连接铜排，如某案例中新增12根50mm×4mm的连接铜排，实现电流分流。

确保连接部位良好导电接触对安装铜排的箱沿处漆膜进行打磨，并分别焊接不锈钢底板，确保新增铜排与箱沿间无漆膜阻隔，实现良好的电气接触，再通过螺栓将铜排与上下节箱沿紧密连接。呼和浩特热电厂#3主变处理实例

设备概况与发热现象呼和浩特热电厂#3主变为SFP10-420000/220型三相双绕组升压变压器，强迫导向油循环风冷，2000年前后投运。运行中发现3号散热器下方钟罩与底座连接螺栓温度异常达55℃，其他正常螺栓温度约18℃。

故障检查与原因判断现场检查发现底座螺栓松紧程度不一致，部分螺栓存在松动现象，导致与油箱钟罩接触不良。综合分析认为，漏磁通在连接螺栓中产生涡流及短路电流是过热主因，螺栓接触状态差异加剧局部发热。

处理措施与实施效果采取在温度异常螺栓两侧加装导流件，调整所有钟罩与底座连接螺栓使松紧度一致。处理后，原过热螺栓温度降至与其余正常螺栓一致，未再出现异常发热，保障了主变安全稳定运行。07预防与维护策略定期红外检测计划制定

检测周期设定原则根据变压器容量及运行年限设定周期：新建或大修后变压器每3个月检测1次，运行超过5年的变压器每1个月检测1次，负荷率超过80%时缩短至每2周1次。检测内容与标准重点检测钟罩与底座连接螺栓温度，正常温度应与环境温差≤30℃；对比同型号变压器螺栓温度，温差超过20℃需标记为异常。使用远红外测温仪，检测距离控制在1-3米，测温精度±2℃。检测数据记录与分析建立螺栓温度台账，记录环境温度、负荷电流、检测时间及温度值；采用趋势分析法，当螺栓温度