干式變壓器機械強度

　　干式變壓器繞組載流以后，在它們所在的空間及其所包絡(luò)的空間的μ0介質(zhì)中將建立起漏磁場(軸向的和輻向的);處于這個磁場中的繞組本身又要受到力的作用，這個力稱為“洛侖茲力”或者稱為電動力。電動力在干式變壓器繞組材料中產(chǎn)生機械應(yīng)力，并部分地傳到干式變壓器其他元件上。在額定電流作用下，電動力并不大;但短路時，電動力將劇增，可以使干式變壓器發(fā)生故障甚至損壞。

　　干式變壓器繞組是以繞組墊塊隔開的銅線段所構(gòu)成的。這種系統(tǒng)的動特性在短路過程中是變化的，因為絕緣墊塊的彈性與其壓緊程度有關(guān)，即與作用力有關(guān)。電動力本身也不是恒定不變的，而是按照復(fù)雜規(guī)律變化的。繞組具有幾個固有振蕩頻率，如果電動力的一個頻率與固有振蕩頻率相重合，便產(chǎn)生共振，使壓強增高，超過靜壓強。繞組中的不穩(wěn)定過程是電磁的和機械的兩個過程的疊加。

　　由長期實踐經(jīng)驗和短路強度試驗情況可知，干式變壓器在突然短路中，其繞組損壞的主要原因是短路時的輻向力和軸向力作用的結(jié)果。在雙繞組干式變壓器中，沿繞組的軸向力使繞組承受壓力或拉力作用。拉力方向是向著鐵軛，它由繞組端部，通過鐵軛絕緣傳至鐵心夾緊裝置。

　　當(dāng)拉力大于結(jié)構(gòu)件的機械強度時，可使繞組、壓板及夾件等零部件產(chǎn)生變形，嚴重時可將上鐵軛頂起，破壞整個鐵心結(jié)構(gòu)，使整個繞組拉壞。沿繞組徑向的輻向力，使內(nèi)繞組受壓力，外繞組受拉力作用。當(dāng)拉力大于導(dǎo)線抗張應(yīng)力時，則繞組變形，匝絕緣斷裂，整個主、縱絕緣結(jié)構(gòu)遭到破壞，嚴重時甚至導(dǎo)線被拉斷。

　　此外，由于短路時繞組中流過的電流比額定電流大幾十倍，因此負載損耗將比額定運行時大幾百倍，并使繞組溫度迅速上升，因此若不能在短時間內(nèi)排除故障，則干式變壓器就有被燒壞的可能。

　　雖然對短路時作用在干式變壓器繞組上的電動力的研究已有相當(dāng)長的時間，但全過程是很復(fù)雜的;到目前為止，在計算干式變壓器機械強度時，通常把繞組當(dāng)做是固定不動的，而把作用在繞組上的電動力看做是一個與流過繞組中大電流相對應(yīng)的常數(shù)。換言之，動態(tài)問題代之以靜態(tài)問題。