變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障試驗(yàn)及處理方法

任曉丹

摘要：變壓器的繞組和鐵芯是傳輸和轉(zhuǎn)換電磁能量的主要元件，變壓器是否正常運(yùn)行是現(xiàn)今焦點(diǎn)問(wèn)題。由于鐵芯多點(diǎn)接地造成的變壓器鐵芯故障頻繁發(fā)生，本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，介紹變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障的試驗(yàn)和處理方法。

關(guān)鍵詞：變壓器 鐵芯 多點(diǎn)接地故障 試驗(yàn) 處理方法

0 引言

電力變壓器運(yùn)行時(shí)，變壓器繞組四周有電場(chǎng)分布，一些金屬構(gòu)件（如鐵芯）處于電場(chǎng)中。鐵芯接地異常會(huì)放電，損壞絕緣。因此，在電力變壓器運(yùn)行過(guò)程中，必須保證鐵芯接地狀況穩(wěn)定。假設(shè)鐵芯處的接地點(diǎn)超過(guò)1個(gè)，則接地引線上就會(huì)因?yàn)榻拥攸c(diǎn)形成的閉合回路而有環(huán)流，造成鐵芯局部短路過(guò)熱，使鐵芯局部燒損；并且，鐵芯正常接地引線上出現(xiàn)環(huán)流，會(huì)造成變壓器局部過(guò)熱，繼而引起放電故障。鑒于此，精確診斷變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障并采取有效處理方法，有利于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 鐵芯多點(diǎn)接地產(chǎn)生原因

變壓器運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)致鐵芯多點(diǎn)接地故障的因素包含以下幾點(diǎn)：①在變壓器的制造或小修、大修過(guò)時(shí)，如果變壓器油箱內(nèi)遺留了某些物質(zhì)，如鋼絲繩的斷股或微小金屬絲等，在運(yùn)行時(shí)，懸浮物受電磁場(chǎng)影響形成導(dǎo)電小橋，使得鐵芯和油箱短接。②主變油箱中進(jìn)入潛油泵軸承磨損所產(chǎn)生的金屬粉末，導(dǎo)致鐵芯與油箱發(fā)生短路連接。③在制造過(guò)程中，由于變壓器油箱和散熱器焊渣清理不徹底，在變壓器運(yùn)行時(shí)，雜質(zhì)會(huì)在油流作用下堆積在一起，短接鐵芯與油箱。④鐵芯內(nèi)的絕緣油道之間或鐵芯與夾件之間可能因?yàn)殍F芯上附著的金屬雜物而發(fā)生短接。⑤鐵芯對(duì)地絕緣因?yàn)樽儔浩鬟M(jìn)水致使鐵芯底部絕緣墊受潮而下降。⑥夾件與硅鋼片因?yàn)閴|腳與鐵軛間的絕緣板磨損脫落而相碰。⑦夾件長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)或鐵心定位裝置不穩(wěn)固，在變壓器受沖擊產(chǎn)生位移時(shí)，夾件與油箱壁相接觸等。

2 鐵芯多點(diǎn)接地測(cè)試

2.1 運(yùn)行中的檢測(cè)方法 在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，借助鉗形電流表對(duì)鐵芯外接地線中的電流施測(cè)，可診斷鐵芯有無(wú)多點(diǎn)接地故障。測(cè)得電流一般不允許超過(guò)100mA。如果所測(cè)電流超過(guò)1A，則可認(rèn)為鐵芯存在多點(diǎn)接地故障，通過(guò)分別測(cè)量變壓器的鐵芯和上夾件接地線中的電流，能夠大致判斷故障部位。

2.2 停電后的檢測(cè)方法 停電后未吊罩時(shí)，使用兆歐表對(duì)一點(diǎn)接地時(shí)鐵芯、夾件的絕緣電阻施測(cè)，以此診斷有無(wú)多點(diǎn)接地故障。

2.3 氣相色譜分析 檢測(cè)變壓器鐵芯接地的另一個(gè)最有效的方法是對(duì)變壓器油中含氣量進(jìn)行氣相色譜分析。變壓器若存在鐵芯接地故障，其油色譜分析數(shù)據(jù)中總烴含量超過(guò)《變壓器油中溶解氣體和判斷導(dǎo)則GB/T7252-1987》規(guī)定的注意值，其中C2H2或者C2H4含量低或沒(méi)有。發(fā)生動(dòng)態(tài)接地故障時(shí)，乙烯或者乙炔超過(guò)注意值。為準(zhǔn)確判斷鐵芯多點(diǎn)接地故障，可將氣相色譜分析法與前兩種方法結(jié)合使用。

3 鐵芯接地處理方法

3.1 不吊芯臨時(shí)串接限流電阻 處于工作狀態(tài)的變壓器出現(xiàn)鐵芯多點(diǎn)接地故障后，應(yīng)立即停機(jī)整修。若因運(yùn)行需要無(wú)法停機(jī)檢修，可將電阻串接于外引鐵芯接地回路上對(duì)鐵芯接地回路環(huán)流加以限制，防止事故擴(kuò)大化。對(duì)于所串接電阻，為避免鐵芯處電位升高，應(yīng)串接低阻值電阻。為確保環(huán)流始終小于0.1A，所選電阻阻值不宜過(guò)小。測(cè)量鐵芯接地回路的環(huán)流和開(kāi)路電壓，計(jì)算應(yīng)串電阻阻值。

3.2 吊芯檢查 ①為縮小故障查找范圍，將各夾件或穿心螺桿對(duì)鐵芯的絕緣進(jìn)行分步測(cè)量。②鐵芯、絕緣墊片處的油泥、鐵銹等污物必須清理干凈。查看槽部、間隙等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)有無(wú)金屬?gòu)U料；間隙中的雜物可以用油沖洗，也可用氮?dú)獯祪簟＂矍脫粽駝?dòng)夾件，用搖表監(jiān)測(cè)，檢驗(yàn)其絕緣狀態(tài)，并排除動(dòng)態(tài)接地點(diǎn)故障。

3.3 放電沖擊法 由于變壓器裝配不同，且在運(yùn)行時(shí)不宜長(zhǎng)時(shí)間暴露，因此現(xiàn)場(chǎng)查找接地點(diǎn)不太容易。鐵銹焊渣懸浮、油泥沉積造成的多點(diǎn)接地故障幾乎無(wú)從下手。鑒于此，在變壓器運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)可使用放電沖擊法來(lái)鎖定接地點(diǎn)。無(wú)論現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)吊芯，均可參考現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件、變壓器接地形式及接地程度進(jìn)行排障。

放電沖擊法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，又有電容直流電壓法與電焊機(jī)交流電流法之分。其中，前者現(xiàn)場(chǎng)取材困難，安全操作性能低，除特定情況以外不建議廣泛采用。電焊機(jī)交流電流法是針對(duì)金屬性接地故障而研發(fā)，其電流難于掌控，并且現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生故障幾率極少。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和檢修案例，盡量采用安全系數(shù)高且便于操作的方法，即利用升壓變壓器進(jìn)行放電沖擊。因?yàn)殍F芯對(duì)地絕緣墊片很薄，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)二次電壓不能超過(guò)2500V。

4 結(jié)論

變壓器在制造過(guò)程中，內(nèi)部殘留的雜質(zhì)通常會(huì)被清理干凈，且油質(zhì)較好。裝配新變壓器時(shí)，須在現(xiàn)場(chǎng)吊罩檢驗(yàn)金屬構(gòu)件，油箱也要徹底清理。在運(yùn)行階段，運(yùn)維人員應(yīng)實(shí)時(shí)關(guān)注變壓器運(yùn)行狀況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理鐵芯多點(diǎn)接地故障。①鎖定鐵芯多點(diǎn)接地故障后，通過(guò)氣相色譜法和監(jiān)視接地電流進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。②采用直流法、交流法進(jìn)行鐵芯故障點(diǎn)診斷。③由鐵芯毛刺或浮物引起的接地故障可采用電容放電的方法，但要注意電壓大小，此方法不需要對(duì)變壓器進(jìn)行吊罩，可減少停電時(shí)間，提高供電可靠性。④在變壓器安裝和大修時(shí)，要注意對(duì)變壓器內(nèi)部的清理工作，特別對(duì)鐵芯槽和各間隙處要用油或氮?dú)鈦?lái)沖吹清理。

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