變壓器鐵芯多點接地故障的診斷和處理

摘 要：在電力系統(tǒng)中，變壓器在調節(jié)電壓、分配電能方面起著重要作用。其中鐵芯多點接地故障較為常見，在變壓器運作過程中變壓器鐵芯可能會出現(xiàn)發(fā)熱甚至出現(xiàn)局部損壞現(xiàn)象。本文對變壓器鐵芯多點接地故障進行了分析，并給出了故障的診斷和處理方案。

關鍵詞：變壓器；鐵芯多點接地；故障診斷和處理

常見的變壓器故障有短路、漏電和絕緣破損等，變壓器鐵芯多點接地是其中最為常見的故障之一。鐵芯多點接地故障主要是因為接地點會形成電流的閉合回路，這種情況下就會形成環(huán)形電流，鐵芯上的絕緣油會因溫度上升而分解，嚴重的會導致接地片直接被燒斷，鐵芯接地失去作用，此時鐵芯電位會發(fā)生懸浮，最終會因放電而造成變壓器損壞。因此，在變壓器運行過程中及時對鐵芯多點接地故障進行診斷和處理對保護變壓器的正常穩(wěn)定運行具有重要意義。

一、變壓器鐵芯多點接地故障研究

變壓器鐵芯多點接地可分為穩(wěn)定接地和不穩(wěn)定接地兩種類型。不穩(wěn)定接地是指變壓器在運轉過程中，帶電的繞組、引線會產(chǎn)生電場，其與油箱之間構成的電場比較雜亂，處在這樣電場環(huán)境下的鐵芯及與之相關的金屬構件就會產(chǎn)生同大地之間的電位，我們通常將這種電位稱為懸浮電位。隨著電荷的積累及環(huán)境因素的影響，鐵芯及金屬構件與大地之間的電位差會發(fā)生變化，當這種變化超出一定的范圍，就會造成鐵芯與殼體之間絕緣層破損，產(chǎn)生放電現(xiàn)象。穩(wěn)定接地是指由于設計和制造等方面原因，造成變壓器鐵芯及附件靠得太近或鐵芯部分絕緣不能發(fā)揮作用，此時變壓器運行時會造成鐵芯及部件發(fā)熱，致使鐵芯和殼體直接相連，形成接地。

電力變壓器鐵芯及一定尺寸的金屬零件如果不通過油箱接地，就會造成鐵芯及金屬零件與大地之間產(chǎn)生電位差，形成多點接地現(xiàn)象。多點接地接地點在電勢差的作用下，會形成接地環(huán)流，這種環(huán)流會導致鐵芯溫度急劇上升，損壞變壓器的同時，還可能造成安全事故。

二、變壓器鐵芯多點接地故障診斷和處理

（一）變壓器鐵芯多點接地故障診斷

在變壓器運行時，對鐵芯多點接地狀況進行及時的檢測是保障變壓器正常運轉的關鍵所在。目前對變壓器鐵芯多點接地故障診斷有以下幾種方法：①變壓器運行過程中用電檢測人員對各檢測點接地帶點環(huán)流進行測量診斷。變壓器在正常運行過程中，環(huán)形電流檢測人員可利用鉗型電流表測量鐵芯外殼引線上的電流情況，如果電流超過正常值（正常電流一般在0.3A以內），則說明存在鐵芯多點接地現(xiàn)象。②根據(jù)變壓器停運檢測進行診斷。診斷鐵芯多點接地故障比較直接的方法是對變壓器進行停運檢測。具體操作方法是，將鐵芯接地引出線斷開，用兆歐表（2500V）檢測該種情形下的絕緣電阻，如果鐵芯接地套管絕緣電阻值同以往檢測數(shù)據(jù)相比，出現(xiàn)較大的差異（一般情況下其值會變小），則說明變壓器內鐵芯可能存在錯點接地現(xiàn)象。

（二）變壓器鐵芯多點接地故障處理

利用上述診斷方法，如果發(fā)現(xiàn)確實存在變壓器鐵芯多點接地故障，且已經(jīng)確認故障類型，為防止故障發(fā)展，造成更大的不良影響，應根據(jù)現(xiàn)場具體情況，采取緊急措施對其進行限制，并最終排除故障。

如果鐵芯接多點接地屬于不穩(wěn)定接地故障類型，可采用如圖1所示的電容放電沖擊法排除故障。需要注意的是，在使用這種方法時，需將運行的的設備停運。具體操作是，斷開從變壓器鐵芯接地引出線，同時在鐵芯正常接地點接入開關，此時電容需要利用兆歐表充電，時間控制在1小時左右，然后將開關換接到放電回路上，此時電容開始放電，鐵芯接地故障點接受電容放電沖擊后，對鐵芯絕緣電阻進行測試，對比測得的電阻值，如果電阻值沒有恢復正常，則說明鐵芯接地故障沒有排除，需要重復以上充電和放電過程，直到故障排除。在充放電過程中，需要控制好沖擊電流，避免較大的沖擊電流將變壓器鐵芯底部絕緣墊塊

擊穿。

變壓器如果出現(xiàn)鐵芯多點接地故障，設備又不能停止運行，出現(xiàn)這種情況時，工作人員應加強設備運行狀況的監(jiān)控，如發(fā)現(xiàn)異常情況，及時采取措施對接地故障發(fā)展進行限制。限制方法主要是，將變壓器色譜分析周期調短，并密切對接地故障點產(chǎn)氣速率進行監(jiān)控；加大接地環(huán)流的監(jiān)測力度，最好建立定期檢測機制，比如接地故障電流過大，有可能造成設備損壞，可采取臨時打開地線進行運行的措施，同時加強監(jiān)控，因為接地故障點消除后還可能產(chǎn)生懸浮電位，進而導致放電現(xiàn)象的產(chǎn)生；對于鐵芯不穩(wěn)定接地類型，可采取措施將電流限制在較小的數(shù)值，具體可串入一個可調節(jié)的電阻到鐵芯接地引出線中。

如果在變壓器運行過程中，檢測出的鐵芯多點接地故障比較嚴重，可根據(jù)具體的用電情況對變壓器進行吊罩檢修，將鐵芯多點接地故障徹底排除。吊罩檢修故障查找應按照以下步驟進行：①檢查鐵芯同夾件支板之間的縫隙，如之間沒有發(fā)現(xiàn)異物就可進行下一步檢測。②打開鐵芯與夾件之間的連接片，打開時動作要緩慢，確定故障接地點的方法是將6V的直流電通入鐵芯兩側硅鋼片上，然后依次測量硅鋼片之間的電壓值并記錄，此時的電壓為零或指針指示方向異常，就說明該處就是鐵芯故障接地點。③在變壓器低壓電阻中直接通入220V到380V交流電壓，利用毫安表測量各點電流值，當電流值為零時即可找出故障點的位置。此外還可根據(jù)需要利用鐵芯加壓法、加大電流和空載試驗法等檢測鐵芯接地點故障。

結束語：在變壓器運轉過程中出現(xiàn)鐵芯多點接地故障時，應采取各種檢測手段全面分析檢測故障點，根據(jù)實際情況選擇合理解決方案。

參考文獻：

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