根據(jù)近幾年的變壓器因出口短路而發(fā)生損壞的情況，變壓器在短路故障時，其損壞主要有以下幾種特征及產生的原因。

　　1.1軸向失穩(wěn)

　　這種損壞主要是在輻向漏磁產生的軸向電磁力作用下，導致變壓器繞組軸向變形，該類事故占整個損壞事故的32.9％。

　　1.1.1線餅上下彎曲變形

　　這種損壞是由于兩個軸向墊塊間的導線在軸向電磁力作用下，因彎矩過大產生永久性變形，通常兩餅間的變形是對稱的。

　　1.1.2繞組或線餅倒塌

　　這種損壞是由于導線在軸向力作用下，相互擠壓或撞擊，導致傾斜變形。如果導線原始稍有傾斜，則軸向力促使傾斜增加，嚴重時就倒塌；導線高寬比例大，就愈容易引起倒塌。

　　端部漏磁場除軸向分量外，還存在輻向分量，二個方向的漏磁所產生的合成電磁力致使內繞組導線向內翻轉，外繞組向外翻轉。

　　1.1.1繞組升起將壓板撐開

　　這種損壞往往是因為軸向力過大或存在其端部支撐件強度、剛度不夠或裝配有缺陷。

　　1.2輻向失穩(wěn)

　　這種損壞主要是在軸向漏磁產生的輻向電磁力作用下，導致變壓器繞組輻向變形，占整個損壞事故的21.2%。

　　1.2.1外繞組導線伸長導致絕緣破損

　　輻向電磁力企圖使外繞組直徑變大，當作用在導線的拉應力過大會產生永久性變形。這種變形通常伴隨導線絕緣破損而造成匝間短路，嚴重時會引起線圈嵌進、亂圈而倒塌，甚至斷裂。

　　1.2.2繞組端部翻轉變形

　　端部漏磁場除軸向分量外，還存在輻向分量，二個方向的漏磁所產生的合成電磁力致使繞組導線向內翻轉，外繞組向外翻轉。

　　1.2.3內繞組導線彎曲或曲翹

　　輻向電磁力使內繞組直徑變小，彎曲是由兩個支撐(內撐條)間導線彎矩過大而產生永久性變形的結果。如果鐵心綁扎足夠緊實及繞組輻向撐條有效支撐，并且輻向電動力沿圓周方向均布的話，這種變形是對稱的，整個繞組為多邊星形。然而，由于鐵芯受壓變形，撐條受支撐情況不相同，沿繞組圓周受力是不均勻的，實際上常常發(fā)生局部失穩(wěn)形成曲翹變形。

　　1.3引線固定失穩(wěn)

　　這種損壞主要由于引線間的電磁力作用下，造成引線振動，導致引線間短路，這種事故較少見。

　　2　變壓器短路損壞的常見部位

　　根據(jù)近幾年的變壓器因出口短路而發(fā)生損壞的情況，變壓器在短路故障時，其繞組損壞部位主要有以下幾種。

　　2.1對應鐵軛下的部位

　　該部位發(fā)生變形原因有：(1)短路電流所產生的磁場是通過油和箱壁或鐵心閉合，由于鐵軛的磁阻相對較小，故大多通過油路和鐵軛間閉合，磁場相對集中，作用在線餅的電磁力也相對較大；(2)內繞組套裝間隙過大或鐵心綁扎不夠緊實，導致鐵心片二側收縮變形，致使鐵軛側繞組曲翹變形；(1)在結構上，軛部對應繞組部分的軸向壓緊是最不可靠的，該部位的線餅往往難以達到應有的預緊力，因而該部位的線餅最易變形。

　　2.2調壓分接區(qū)域及對應其他繞組的部位

　　該區(qū)域由于：(1)安匝不平衡使漏磁分布不均衡，其幅向額外產生的漏磁場在線圈中產生額外軸向外力，這些力的方向總是使產生這些力的不對稱性增大。軸向外力和正常幅向漏磁所產生的軸向內力一樣，使線餅向豎直方向彎曲，并壓縮線餅件的墊塊，除此之外，這些力還部分地或全部地傳到鐵軛上，力求使其離開心柱，出現(xiàn)線餅向繞組中部變形或翻轉現(xiàn)象；

　　(2)該部位的線餅為力求安匝平衡或分接區(qū)間的應有絕緣距離，往往要增加較多的墊塊，較厚的墊塊致使力的傳遞延時，因而對線餅撞擊也較大；(1)繞組套裝后不能確保中心電抗高度對齊，致使安匝進一步加劇不平衡；(2)運行一段時間后，較厚的墊塊自然收縮量較大，一方面加劇安匝不平衡現(xiàn)象，另一方面受短路力時跳動加??；(3)在設計時間為力求安匝平衡，分接區(qū)的電磁線選用了較窄或較小截面的線規(guī)，抗短力能力低。

　　2.3換位部位

　　這部位的變形常見于換位導線的換位和單螺旋的標準換位處。

　　換位導線的換位，由于其換位的爬坡較普通導線的換位為陡，使線匝半徑不同的換位處產生相反的切向力，這對大小相等方向相反的切向力，致使內繞組的換位向直徑變小，方向變形，外繞組的換位力求線匝半徑相同，使換位拉直，內換位向中心變形，外換位向外變形，而且換位導線厚度越厚，爬坡越陡，變形越嚴重。另外，換位處還存在軸向短路電流分量，所產生的附加力，致使線餅變形加劇。

　　單螺旋的標準換位，在空間上要占一匝的位置，造成該部位安匝不平衡，同時又具有換位導線換位變形特征，因此該部位的線餅更容易變形。

　　2.4繞組的引出線

　　常見于斜口螺旋結構的繞組，該結構的繞組，由于二個螺旋口安匝不平衡，軸向力大，同時又有軸向電流存在，使引出線拐角部位產生一個橫向力而發(fā)生扭曲變形現(xiàn)象。另外螺旋繞組在繞制過程中，有剩余應力存在，會使繞組力求恢復原狀現(xiàn)象，故螺旋結構的繞組，受短路電流沖擊下更容易扭曲變形。

　　2.5引線間

　　常見于低壓引線間，低壓引線由于電壓低流過電流大，相位120度，使引線相互吸引，如果引線固定不當?shù)脑?，會發(fā)生相間短路。

　　3　變壓器短路故障原因分析

　　因變壓器出口短路導致變壓器內部故障和事故的原因很多，也比較復雜，它與結構設計、原材料的質量、工藝水平、運行工況等因數(shù)有關，但電磁線的選用是關鍵。從近幾年解剖變壓器，對其事故進行分析來看，與電磁線有關的大致有以下幾個原因。

　　3.1基于變壓器靜態(tài)理論設計而選用的電磁線，與實際運行時作用在電磁線上的應力差異較大。

　　3.2目前各廠家的計算程序中是建立在漏磁場的均勻分布、線匝直徑相同、等相位的力等理想化的模型基礎上而編制的，而事實上變壓器的漏磁場并非均勻分布，在鐵軛部分相對集中，該區(qū)域的電磁線所受到機械力也較大；換位導線在換位處由于爬坡會改變力的傳遞方向，而產生扭矩；由于墊塊彈性模量的因數(shù)，軸向墊塊不等距分布，會使交變漏磁場所產生的交變力延時共振，這也是為什么處在鐵心軛部、換位處、有調壓分接的對應部位的線餅首先變形的根本原因。