0引言

主变压器是核电站最重要的电气设备之一。在长期的运行中，主变压器受到电动力、热辐射和化学反应的共同作用，其绝缘材料的机械和电气性能将发生衰减，产生绝缘老化现象。如果运行维护不良，将导致主变压器老化严重，一旦发生事故，会给核电站和电网带来重大的损失。

在正常条件下，变压器的预期设计寿命通常为20年～40年[1]，而AP1000核电站变压器的设计寿命为60年，能否使AP1000主变压器的寿命达到其设计值?这个问题值得思考。因此，尽早开展AP1000主变压器老化和寿命的研究很有必要。目前三门核电主1号机组主变压器尚未投运，本文提出的措施可以作为AP1000核电站主变压器运行和维护的参考。

1影响变压器运行寿命的因素

1.1热老化

工作温度越高，变压器绝缘材料的化学反应进行得越快，机械强度和电气强度丧失得越快，相对老化率越大，变压器的运行寿命就越短。

根据研究结果，油浸式电力变压器的绕组热点温度在80 ℃～140 ℃范围内时，绕组温度每增加6 ℃，变压器的相对老化率增加1倍，寿命减少1半。因此，过热是大型电力变压器寿命缩短的主要因素之一。

1.2电老化

一般认为局部放电是变压器绝缘老化最主要的原因[2]。近年来，虽然变压器制造工艺水平得到了很大的提升，但是仍然不能避免在变压器油和其他绝缘材料中留有气隙或气泡。气体的介电常数比变压器油和其他绝缘材料小，介电常数越小，电场强度越大,所以气隙和气泡处的场强更强，而气体的击穿场强比变压器油和绝缘材料低，因此很容易首先在气泡中发生局部放电。变压器油中存在微量水分和杂质，在电场的作用下，也容易出现局部放电。另外，由于变压器设计不合理，某些部位的场强比其他位置高，变压器内部连接不良等原因都会引起局部放电。局部放电不断发展，最终导致绝缘击穿，影响变压器的寿命。

1.3水分

在变压器的制造过程中，制造厂严格控制产品的水分。一般变压器要经过煤油气相干燥、真空注油、热油循环等除水工艺，但仍然会残留一定的水分。后期运行，尤其是吊罩大修，也不可避免地侵入一部分水分，同时变压器油热老化后也会分解出水分。变压器中的水分主要积聚在绝缘纸板和绝缘油中，它会恶化变压器油及绝缘纸板的电气性能，使其耐电强度降低，击穿强度随着含水量增加而急剧下降。水分还会与绝缘材料发生降解反应，加速绝缘材料的老化。研究表明，湿度为2%的绝缘纸的老化速度是湿度为0.3%的11倍。