一起變壓器夾件多點接地故障的原因及處理

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(國網四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610041)

0 引 言

國網四川省電力公司檢修公司在對所轄500 kV某變電站2號主變壓器進行年檢預試，并對B相鐵心接地套管漏油缺陷進行處理。高壓試驗班在2010年9月12日對B相主變壓器進行摸底試驗，試驗結果合格。而在9月17日對B相主變壓器進行例行試驗時，發現夾件對地絕緣為0 MΩ，其他試驗項目均合格，說明夾件存在多點接地故障。

1 現場測試

1.1 摸底試驗情況

高壓試驗班在9月12日對B相主變壓器進行摸底試驗，測量數據如表1所示。

表1 9月12日主變壓器摸底試驗數據

隨后，對變壓器放油處理B鐵心接地套管漏油缺陷，于9月17日缺陷處理完成，重新注油，并進行熱油循環。

1.2 例行試驗情況

高壓試驗班在2010年9月17日對B相主變壓器進行例行試驗，測量數據如表2～表6所示。

表2 套管絕緣試驗

表3 主體絕緣試驗

注：使用儀器為5 000 V/100 000 MΩ電動搖表、AI-6000F介損測量儀、ZV-60/5直流發生器。

表4 繞組直流電阻試驗

注：變壓器油溫為32 ℃，使用保定金達3391B直流電阻測試儀。

表5 鐵心/夾件絕緣電阻試驗

從表2～表5中可以看出，除夾件絕緣電阻為0 MΩ，其他絕緣試驗均合格，說明是單純性夾件多點接地故障。

2 故障的現場處理情況

針對上述存在的故障，公司組織相關人員現場分析后，在詳細了解變壓器夾件結構的基礎上，決定再次對變壓器放油至頂蓋下方，檢查夾件定位銷絕緣情況，查找故障點。

在將變壓器放油之后，打開高壓側夾件定位銷箱蓋，其原理和結構如圖1、圖2所示。

松開緊固螺釘，絕緣紙板沿定位銷軸向向上方位移3 cm，但未發現高壓側夾件定位銷絕緣紙未破損。將絕緣紙取下，更換新絕緣紙板后，進行絕緣電阻測試，夾件接地故障仍然存在。

再將低壓側夾件定位銷箱蓋打開，打開箱蓋后，發現大量絕緣紙碎末，定位銷外層白漆裸露，如圖3所示，同時采用2 500V/10 000 MΩ的搖表測量夾件絕緣，聽到定位銷絕緣紙破損處有放電聲。

對低壓側夾件定位銷絕緣紙板進行更換，在更換新的絕緣紙板后，重新測量夾件絕緣，測得夾件絕緣電阻為2 000 MΩ，注油后重新測量夾件絕緣電阻為5 000 MΩ，滿足試驗要求。

圖1 變壓器夾件定位銷剖面示意圖

圖2 變壓器夾件定位銷實際情況圖

圖3 右夾件定位銷絕緣紙破損情況

3 故障原因的分析

油浸式變壓器中主要的絕緣材料是變壓器油，具有良好的絕緣和散熱性能。絕緣紙板主要用未經漂白的硫酸鹽纖維制成，具有很強的透氣性、吸油性和吸水性，未經浸油的紙的擊穿強度、機械強度和耐熱強度均不高；但干燥并浸油后，電氣性能就大為提高。作為主絕緣的絕緣紙筒不僅能夠有效阻止雜質形成“小橋”，而且能夠提高油間隙的擊穿電壓。

在變壓器正常運行中，帶電的繞組和引線與油箱間構成的電場為不均勻電場，鐵心、夾件和其他金屬構件處于該電場中，當出現兩點或多點接地時，由于鐵心、兩個接地點之間所構成的回路與鐵心內磁通相交鏈而產生電位差，造成環流。該環流會引起局部過熱，導致油分解，產生可燃性氣體，還可能使接地片熔斷，產生放電，使變壓器不能繼續運行。

從現場分析來看，故障點的產生主要是因為低壓側夾件定位銷外層絕緣紙板破損造成定位銷與變壓器外殼相連，產生接地點，造成夾件多點接地。而絕緣紙的破損是由于“5.12”地震，在巨大應力作用下，夾件與變壓器箱蓋之間相互錯動，導致絕緣紙板向上位移，并直接造成低壓側絕緣紙板部分破損成紙屑。在摸底試驗時，定位銷上部空間變壓器油由于無循環通路，幾乎不參與正常運行時在潛油泵帶動下的油流循環，所以絕緣紙碎末依然填塞在夾件定位銷和頂蓋定位法蘭之間，所以在摸底試驗中測得的夾件絕緣電阻為5 000 MΩ，滿足試驗要求。

圖4 注油過程中絕緣紙碎末沖散示意圖

但此次對B相鐵心接地套管更換過程中，需要將變壓器油放出，沖入干燥空氣，在套管更換完成后抽真空重新注油。在重新注油過程中，由于定位銷上方空間是真空，變壓器油會快速通過夾件定位銷處絕緣紙板縫隙填充，產生較快的油流，使得大量的絕緣紙碎末隨油流帶出，從而造成了夾件定位銷與頂蓋定位法蘭盤之間直接接觸，導致夾件直接接地，如圖4所示。

4 結 論

通過對故障的分析，可以看出此次夾件多點接地故障是由于“5.12”地震，造成了變壓器頂蓋與夾件定位銷之間在應力作用下相互錯動，使兩者之間絕緣紙板向上位移并部分破損成紙屑，在真空注油過程中，碎屑被油流沖散，從而造成夾件定位銷與變壓器頂蓋定位法蘭相連，形成夾件多點接地故障。

此次故障的產生主要是由于“5.12”地震和變壓器夾件定位銷結構造成的。因此，應加強對地震影響較大地區變電站運行的常州東芝變壓器廠生產的ODFPS-334000/500型變壓器夾件接地電流的監視，如發現夾件接地電流出現增大的情況，應在停運后，首先檢查夾件定位銷處絕緣紙板是否破損，并進行消缺處理。

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