變壓器鐵芯接地故障查找方法探討

陳振江

摘 要：變壓器鐵芯接地故障是電力變壓器中的常見故障之一，它會給變壓器的運行帶來不利的影響。從變壓器鐵芯接地故障的常見原因和變現(xiàn)特征入手，深入研究了鐵芯接地故障的具體情況，并提出了有參考價值的變壓器鐵芯接地故障處理辦法，以期為相關從業(yè)人員提供參考和借鑒。

關鍵詞：變壓器鐵芯：接地故障；電容放電；變現(xiàn)特征

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.23.139

在電力變壓器的運行過程中，變壓器鐵芯接地故障是極為常見的，可能會導致鐵芯局部過熱，影響變壓器的正常使用，甚至會燒損鐵芯。但是，多點接地的故障點位置不同，因此，在查找故障時，會遇到一定的阻礙。本文將立足于變壓器鐵芯接地故障的成因，深入研究變壓器鐵芯接地故障的查找方法。

1 故障原因和危害

1.1 故障原因

在安裝變壓器的過程中，由于相關工作人員疏忽大意，不慎遺落金屬異物，導致變壓器鐵芯發(fā)生接地故障。另外，當鐵芯受潮時，會影響到變壓器鐵芯的絕緣性能，損壞變壓器元件。潛油泵軸承磨損嚴重也是變壓器鐵芯故障的常見成因，一方面，潛油泵的使用將直接影響鐵芯接地的效果；另一方面，在軸承的磨損過程中，容易產生金屬粉末，長時間與變壓器的硅鋼片接觸，容易導致變壓器鐵芯出現(xiàn)多點接地的情況。由此可見，接地片設計問題也是威脅變壓器鐵芯的問題之一。在加工過程中，相關工作人員沒能按照規(guī)定清理雜質，使得變壓器鐵芯出現(xiàn)短路的情況，從而影響變壓器的正常運作。此外，工作人員的鐵芯工藝不精良，也容易使主變壓器內部出現(xiàn)鐵銹、焊渣、毛刺等問題。

1.2 變壓器鐵芯接地故障的危害

鐵芯是變壓器的磁路部分，也是變壓器的核心元件，其質量將影響到變壓器的正常運行。變壓器安裝完畢后，鐵芯通過絕緣小套管來接地，從而達到電容耦合的作用。在此，需要相關工作人員注意的是，當變壓器處于運行狀態(tài)時，不允許鐵芯多點接地，否則會導致變壓器接觸不良。因為繞組周圍存在著交變的磁場，抵押繞組與鐵芯之間有較大的電流沖擊，所以，要求相關工作人員將鐵芯的外殼做絕緣處理，以保障變壓器鐵芯的正常運行。另外，構件之間存在著電位差，這會嚴重影響變壓器鐵芯的電容放電功能。因此，為了消除懸浮點位的不良影響，應當按照繞組的電位來安排寄生電容與金屬構件之間的具體電位。這樣一來，不但消除了電位差，還延長了變壓器鐵芯的電容放電時間。然而，一旦變壓器鐵芯出現(xiàn)多點接地的情況，就會在繞組之間形成閉合回路，引發(fā)環(huán)流的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況時，輕則會導致局部過熱，影響變壓器鐵芯的絕緣性能；重則鐵芯被損壞，引發(fā)嚴重的燒損事故。

2 接地故障的查找技術

2.1 放電沖擊技術

受變壓器裝配形式的制約，在很多情況下無法找到故障的具體位置，尤其在鐵銹焊渣懸浮、油泥沉積造成的多點接地故障中，使用放點沖擊技術能夠取得較好的使用效果。相關工作人員要根據現(xiàn)場情況決定放點沖擊技術的接地方式和接地程度。因此，要求相關工作人員要控制好交流電的電流，以免電流過大，變電器損壞。但是，這種故障檢查技術操作不便，安全性低，并不宜推廣，只能應有于現(xiàn)場材料較少的情況下。

2.2 在線檢測技術

在線監(jiān)測技術適用于檢測油浸變壓器鐵芯故障。該技術能夠根據變壓器中氣體的成分判斷變壓器鐵芯的絕緣性能，在時效性方面具有一定的優(yōu)勢。通過對比氣體含量，能夠較為直觀地了解變壓器鐵芯的密封情況、有無受潮、絕緣是否出現(xiàn)老化。例如，當二氧化碳過多時，相關研究人員基本能夠判斷問題出在變壓器鐵芯的熱循環(huán)中；當變壓器中一氧化碳含量超標時，則能夠判斷鐵芯接地故障是由于內部的絕緣體因熱而分解；當氧氣的含量超標時，則需要相關檢修人員檢查變壓器鐵芯的密封情況，并爭取在短時間內維修。油中氣體在線監(jiān)測技術能夠縮短相關檢修人員的工作時間，在一定程度上減少了維修成本，提高了變壓器運行的穩(wěn)定性。而局部放電檢測技術則是利用了費電超聲測量法和光測量法。這兩種方法能夠補充油中氣體檢測技術的不足，準確定位變壓器鐵芯的故障位置，以便相關工作人員開展維修工作。局部放電在線檢測擁有極高的靈敏度，能夠達到脈沖標準，因此，在定位工作中，能夠取得良好的效果。在此需要相關工作人員注意的是，在布置局部放電在線檢測技術的探頭時，要根據主變壓器鐵芯的實際情況放置。

2.3 智能故障診斷技術

智能為變電器鐵芯狀態(tài)檢修工作提供了新途徑。利用智能化的系統(tǒng)，將技術人員的工作水平提升了一個檔次。同時，建立知識庫有利于故障診斷知識的累計和擴大。其中、專家系統(tǒng)、神經網絡和遺傳算法在變電器中已經得到了充分的檢驗。專家系統(tǒng)主要依靠知識庫的建立，能夠憑借曾經的經驗合理推測變壓器鐵芯接地故障情況，并且在推理的過程中不斷回答問題。但是，專家系統(tǒng)也存在一定的局限性，例如，專家系統(tǒng)的學習能力需要長時間的積累，因此，在短時間內專家系統(tǒng)很難取得良好的效果。而且，要想保持數據庫的與時俱進，需要巨大的資金支持，這就限制了知識庫的容量。神經網絡系統(tǒng)具有自組織、自適應、自學習能力，甚至能夠獨立完成思考，具有一定的聯(lián)想功能，能夠針對變電器鐵芯的實際情況分析故障成因，并提出解決問題的有效措施。然而神經網絡技術在我國還不夠成熟，可移植性也很差，無法在缺少樣本的情況下合理解釋故障原因。這就在一定程度上限制了神經網絡對變壓器鐵芯故障的檢測。

3 結束語

綜上所述，電沖擊技術、智能故障診斷技術都是變壓器鐵芯故障的有效方式。在變壓器的檢修過程中，應當重視測量絕緣電阻，在扣罩與原件裝配之前，應當做一次絕緣測試，盡量規(guī)避意想不到的鐵芯故障的發(fā)生，以保證變壓器的穩(wěn)定運行。

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〔編輯：白潔〕