徐斌+李鵬

【摘 要】變壓器鐵芯多點(diǎn)接地，在變壓器故障中是較為常見的，它會引起局部過熱，使變壓器油受熱分解成為氣體，一部分為可燃性氣體，還可能使接地熔斷或燒壞鐵芯，使鐵芯產(chǎn)生懸浮電位產(chǎn)生放電現(xiàn)象。由于多點(diǎn)接地屬于常見故障且故障點(diǎn)的位置不盡相同，對查找和處理都有一定的難度。

【Abstract】Multi-point grounding of transformer core is more common in transformer fault. It may cause overheating in local area， which causes the transformer oil to be heated and decomposed into gas， and part of it is flammable gas， which may also cause the grounding fuse or burn the iron core， causing the core to generate the suspension potential， thus causing the discharge phenomenon. Because multi-point grounding is a common fault， and the location of the fault point is not the same， it makes it difficult to find and deal with it.

【關(guān)鍵詞】變壓器； 鐵芯；故障分析；處理過程

【Keywords】transformer； iron core； failure analysis； treatment process

【中圖分類號】TM41 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）01-0146-02

1 引言

列舉實(shí)例：某發(fā)電有限公司主變壓器型號為P10-370000/220，當(dāng)時(shí)的鐵芯接地電流為10A，萬用表測試鐵芯對地絕緣3kΩ，色譜分析未發(fā)現(xiàn)總烴超標(biāo)。

2015年某發(fā)電有限公司#3機(jī)組大修（我廠承擔(dān)此次檢修），#3主變預(yù)防性試驗(yàn)中檢查發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部鐵芯對地有接地點(diǎn)，鐵芯對地絕緣僅3KΩ。

變壓器鐵芯多點(diǎn)接地，在變壓器故障中是較為常見的，它會引起局部過熱，使變壓器油受熱分解成為氣體，一部分為可燃性氣體，還可能使接地熔斷或燒壞鐵芯，使鐵芯產(chǎn)生懸浮電位產(chǎn)生放電現(xiàn)象。由于多點(diǎn)接地屬于常見故障（大約占變壓器故障的30%），且故障點(diǎn)的位置不盡相同，對于故障查找和處理都有很大的難度。

2 鐵芯多點(diǎn)接地故障的危害和原因

2.1 鐵芯多點(diǎn)接地故障的危害

變壓器正常運(yùn)行時(shí)，鐵芯需要有一點(diǎn)接地，但不能兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地。因?yàn)殍F芯在額定激磁電壓下，用電壓表測量兩端片間電壓時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩端片間有電位差存在。這個(gè)電位差是有鐵芯、電壓表、導(dǎo)線所構(gòu)成的回路與鐵芯內(nèi)磁通相鉸鏈而產(chǎn)生的。因?yàn)殂q鏈的磁通數(shù)量相當(dāng)于總磁通1/2，這個(gè)電壓的數(shù)值大體相當(dāng)于匝電壓的1/2。所以變壓器鐵芯多點(diǎn)接地點(diǎn)就會形成閉合回路，造成鐵芯接地電流，此電流會引起局部過熱，造成變壓器油受熱分解成氣體。還可能使接地扁鐵熔斷鐵芯，使鐵芯產(chǎn)生懸浮電位產(chǎn)生循環(huán)放電現(xiàn)象，燒毀鐵芯。

2.2 鐵芯接地故障原因和類型

2.2.1 鐵芯接地故障原因

①接地扁鐵因?yàn)槭┕げ环瞎に囈蠛驮O(shè)計(jì)缺陷。②由于變壓器器體附件和外界原因引起的。

2.2.2 鐵芯接地故障類型

①鐵芯觸碰到外殼或夾件。②穿芯螺栓鋼座套過長與硅鋼片搭接。③油箱內(nèi)有金屬異物（安裝、檢修遺漏金屬工具或物品）。④沉積變壓器鐵芯間隙的油污或鐵芯絕緣受潮及變壓器油水分偏高使絕緣電阻降低（夾件絕緣、墊鐵絕緣、紙板或絕緣木絕緣）。⑤潛油泵磨損使金屬粉末進(jìn)入油箱，在電磁力的作用下形成導(dǎo)電回路。⑥運(yùn)行維護(hù)不到位，未按預(yù)試周期進(jìn)行檢修和預(yù)試。

3 變壓器多點(diǎn)接地故障的處理方法（能退出或不能退出運(yùn)行的）

一是對于暫時(shí)不能退出運(yùn)行且鐵芯有外引接地扁鐵時(shí)，可在鐵芯接地回路中穿入一組滑線電阻，將變壓器鐵芯接地電流限制在100mA以下，此方法只能作為臨時(shí)應(yīng)急措施，同時(shí)還需要計(jì)算所串電阻的熱容量滿足使用要求，以防所串滑線電阻燒壞造成鐵芯開路。

二是 對于能退出運(yùn)行的變壓器，進(jìn)行吊罩檢查。

①檢查各穿心螺桿、軛鐵、夾件對鐵芯、槽部重點(diǎn)部位有無金屬夾雜物。②逐一測量各穿心螺桿、軛鐵或夾件對鐵芯的絕緣電阻。③逐一清除鐵芯與絕緣墊片之間鐵銹或油泥。④對鐵芯各狹小間隙用變壓器油沖洗或儀用空氣沖吹清理。⑤用非金屬榔頭敲擊振動(dòng)夾件，同時(shí)用1000V兆歐表測量，看絕緣是否發(fā)生變化，排除動(dòng)態(tài)接地點(diǎn)。⑥ 對于由油污沉積、鐵芯毛刺、金屬粉末橋接起的接地，采用的方法主要有直流電容放電沖擊法、電焊機(jī)交流電流法。用電容放電沖擊法處理效果較明顯。

4 對主變鐵芯多點(diǎn)接地故障判斷及處理

某發(fā)電有限公司#3主變壓器是山東電力設(shè)備廠生產(chǎn)，型號為SFP10-370000/220，在1997年9月份投入使用，2015年5月發(fā)現(xiàn)主變鐵芯多點(diǎn)接地。測試運(yùn)行的鐵芯接地電流為10A，停運(yùn)后萬用表測試鐵芯對地絕緣3kΩ，色譜分析正常未發(fā)現(xiàn)總烴超標(biāo)。

4.1 主變吊芯檢查

2015年6月18日對#3主變進(jìn)行吊罩檢查，在吊起變壓器鐘罩后經(jīng)過多次檢查未發(fā)現(xiàn)異樣。由于考慮到變壓器不能在空氣中暴露時(shí)間過長，于當(dāng)日扣回鐘罩，將變壓器油注至沒過鐵芯。高低壓、鐵芯安裝孔用堵板密封后注入氮?dú)狻?/p>

第二天天氣干燥晴朗，再次吊罩，對油道進(jìn)行逐個(gè)清洗，并對變壓器鐵芯和線圈用變壓器油進(jìn)行沖洗，再次試驗(yàn)接地點(diǎn)仍然沒有消除。大家發(fā)現(xiàn)變壓器鐵芯與夾件絕緣處比較薄弱且有狹小的間隙，但又無法看到縫隙深處是否有雜物，便用氮?dú)膺M(jìn)行逐個(gè)吹掃，然后再做試驗(yàn)，鐵芯對地絕緣達(dá)到3GΩ。endprint

變壓器投運(yùn)后運(yùn)行穩(wěn)定，工作人員堅(jiān)持定期測量鐵芯接地電流和變壓器油的定期分析。

2015年3月份再次發(fā)現(xiàn)主變鐵芯接地電流增大至10A，因?yàn)橹髯冭F芯接地故障不很嚴(yán)重，通過咨詢電力研究院等單位專家，決定采取臨時(shí)措施，在鐵芯工作接地中串接一個(gè)250Ω滑線電阻，將鐵芯接地電流限制在100mA以下，同時(shí)在鐵芯接地回路中串入一臺高精度零序CT器，在高精度零序CT器接入電流表和過流繼電器進(jìn)行監(jiān)控。縮短絕緣油的色譜分析時(shí)間間隔。

變壓器工作接地串聯(lián)250Ω滑線電阻后，實(shí)際測量鐵芯接地電流為11mA，色譜分析正常，跟蹤監(jiān)視變壓器油的絕對產(chǎn)氣速率。

4.2 測量鐵芯接地電流

從多次測量鐵芯接地電流來看，鐵芯接地電流維持在11-35mA，沒有大的變化，鐵芯接地較穩(wěn)定。

4.3 消除故障方法

通過以上的分析，造成變壓器鐵芯多點(diǎn)接地的原因很多，可能是由于鐵芯毛刺、金屬粉末橋接引起、變壓器油沉積的油污的接地故障。當(dāng)時(shí)吊罩后用壓縮氮?dú)庵皇谴档囊苿?dòng)了，并沒有徹底清除。在15年預(yù)試中研究決定用直流電容放電法進(jìn)行消除，先將電容器充電再利用電容器放電瞬間產(chǎn)生的巨大電流將變壓器鐵芯接地物質(zhì)熔化或燒斷。

利用開關(guān)K合到1側(cè)給電容充電，先充2500V，充好后將開關(guān)迅速切換到2側(cè)放電，當(dāng)時(shí)清晰地聽到了內(nèi)部電壓放電聲，經(jīng)過兩次放電后，測鐵芯對地絕緣為3.5GΩ，鐵芯接地現(xiàn)象消除了?；?yàn)變壓器油樣無異常，變壓器投運(yùn)后，經(jīng)過兩個(gè)多月對鐵芯接地電流的連續(xù)跟蹤監(jiān)測，均為發(fā)現(xiàn)異常，說明這種處理方法是成功的。

采用電容放電沖擊法即使變壓器不吊罩也可以將鐵芯接地體燒掉，這種方法簡單快捷。當(dāng)然有吊罩機(jī)會并結(jié)合濾油，采用電容放電沖擊法查找并消除鐵芯多點(diǎn)接地效果會更好。

5 防范措施

在變壓器吊罩后應(yīng)認(rèn)真清理檢查內(nèi)部遺留的雜質(zhì)和沉積的污垢，過濾變壓器油脂，仔細(xì)檢查清掃鐵芯、夾件、軛鐵、絕緣墊塊，同時(shí)認(rèn)真清理油箱，定期開展運(yùn)行變壓器預(yù)防性試驗(yàn)、鐵芯接地電流的測試的工作，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)消除。

6 結(jié)語

①在運(yùn)行中的變壓器最好能鐵芯接地回路中裝入一臺高精度零序CT器，在高精度零序CT器接入電流表和電流繼電器進(jìn)行監(jiān)控，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。特別是在放電沖擊法消除接地現(xiàn)象后，更要加強(qiáng)監(jiān)視，防止再次形成故障。②當(dāng)發(fā)生鐵芯多點(diǎn)接地故障時(shí)，根據(jù)《DLT 722-2014 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》可采用氣相色譜法和監(jiān)視鐵芯接地電流的變化來跟蹤監(jiān)測。要在綜合各方面測量數(shù)據(jù)和全面系統(tǒng)的分析后，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)選擇合理處理方案，不能盲目進(jìn)行，以免造成鐵芯絕緣損壞，形成二次故障。③由鐵芯毛刺、浮物、金屬粉末橋接、油泥沉積引起的接地故障可采用直流電容放電的方法，但要注意電壓大小，此方法雖不需要對變壓器進(jìn)行吊罩，但吊罩后更容易發(fā)現(xiàn)和處理接地點(diǎn)。④每次吊罩大修時(shí)，要注意對變壓器內(nèi)部的清理工作，特別對鐵芯槽和各間隙處要用絕緣油沖洗或氮?dú)獯祾邅砬謇?，箱底用面粉團(tuán)逐一清理。⑤加強(qiáng)潛油泵及冷卻器的日常檢修、維護(hù)，防止由于磨損形成金屬粉末進(jìn)入油箱，在磁場的作用下橋接造成變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障。

【參考文獻(xiàn)】

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