干式變壓器機(jī)械強(qiáng)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(chǎng)(軸向的和輻向的);處于這個(gè)磁場(chǎng)中的繞組本身又要受到力的作用，這個(gè)力稱(chēng)為“洛侖茲力”或者稱(chēng)為電動(dòng)力。電動(dòng)力在干式變壓器繞組材料中產(chǎn)生機(jī)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(dòng)力并不大;但短路時(shí)，電動(dòng)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(kāi)的銅線段所構(gòu)成的。這種系統(tǒng)的動(dòng)特性在短路過(guò)程中是變化的，因?yàn)榻^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(dòng)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(gè)固有振蕩頻率，如果電動(dòng)力的一個(gè)頻率與固有振蕩頻率相重合，便產(chǎn)生共振，使壓強(qiáng)增高，超過(guò)靜壓強(qiáng)。繞組中的不穩(wěn)定過(guò)程是電磁的和機(jī)械的兩個(gè)過(guò)程的疊加。

　　由長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和短路強(qiáng)度試驗(yàn)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(shí)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(guò)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(jī)械強(qiáng)度時(shí)，可使繞組、壓板及夾件等零部件產(chǎn)生變形，嚴(yán)重時(shí)可將上鐵軛頂起，破壞整個(gè)鐵心結(jié)構(gòu)，使整個(gè)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(shí)，則繞組變形，匝絕緣斷裂，整個(gè)主、縱絕緣結(jié)構(gòu)遭到破壞，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)線被拉斷。

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

　　雖然對(duì)短路時(shí)作用在干式變壓器繞組上的電動(dòng)力的研究已有相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，但全過(guò)程是很復(fù)雜的;到目前為止，在計(jì)算干式變壓器機(jī)械強(qiáng)度時(shí)，通常把繞組當(dāng)做是固定不動(dòng)的，而把作用在繞組上的電動(dòng)力看做是一個(gè)與流過(guò)繞組中大電流相對(duì)應(yīng)的常數(shù)。換言之，動(dòng)態(tài)問(wèn)題代之以靜態(tài)問(wèn)題。