電力變壓器鐵芯多點接地診斷技術及應用

高世偉

摘 要：變壓器是變電站運行過程中非常重要的設備，在其正常運行的過程中，要求其鐵芯有且僅有一點接地才能保證其正常工作，一旦其運行過程中出現鐵芯的多點接地，會導致非常嚴重的故障，導致變壓器不能正常工作的同時，還會引發非常嚴重的電路故障，對其接地故障進行有效的診斷與處理非常重要，文章就結合相關實例，對其多點接地故障診斷技術進行簡單分析研究。

關鍵詞：電力變壓器；鐵芯多點接地；故障診斷技術；應用實例

在電力系統中的變壓器正常工作的過程中，如果出現多點接地故障，會形成較大的短路電流，對整個變壓器系統的正常工作產生嚴重影響，同時還有可能會引發相關的安全事故，造成非常嚴重的后果，并且該種故障還是變壓器運行故障中發生率比較高的故障，應用有效的故障診斷方法，降低變壓器鐵芯多點接地故障的發生率，保證其運行安全是非常必要的，文章就針對此予以簡單分析。

1 變壓器鐵芯接地方式的簡單介紹

為了確保鐵芯一點接地，對鐵芯間無油道的變壓器，其鐵芯接地方式一般常見的有四種：（1）采用接地套管時，鐵芯經接地片至上夾件與接地套管連接接地。（2）當上下夾件間絕緣時，在上下鐵軛的對稱位置上各插以接地銅片連接夾件，由上夾件經鐵芯片至下夾件再接地。要求接地片位置對稱的目的，是為了避免鐵芯兩點接地。（3）上下夾件間不絕緣，接地銅片從下夾件經地腳螺絲接地。（4）當上下夾件間有拉桿或拉板且不絕緣時，接地銅片連接到上夾件上，再由上夾件經螺桿接地。

2 變壓器鐵芯多點接地故障的類型及產生原因

變壓器鐵芯接地故障中的常見類型：（1）潛油泵軸承磨損，產生金屬粉末，形成橋路。造成箱底與鐵軛多點接地。（2）鐵芯絕緣受潮或損傷，導致鐵芯高阻多點接地。（3）穿芯螺栓鋼座套過長與硅鋼片短接。（4）安裝時疏忽使鐵芯碰殼，碰夾件。

導致變壓器鐵芯接地故障的主要原因有：（1）由遺落在主變內的金屬異物和鐵芯工藝不良產生毛刺，鐵銹與焊渣等因素引起接地。（2）由于附件引起的多點接地。（3）接地片因加工工藝和設計不良造成短路。

3 變壓器鐵芯多點接地診斷技術

3.1 鐵芯接地電流的檢測方法

按DL596-96《電力設備預防性試驗規程》中表5第8項規定“運行中鐵芯接地電流一般不應大于0.1A”。可使用高精度選頻鉗形電流表，采用電測法，在不改變原設備接線的情況下，在變壓器鐵芯接地引出線處直接測量運行狀態下接地電流值。

3.2 鐵芯絕緣電阻的檢測方法

按DL596-96《電力設備預防性試驗規程》中表5第8項規定“采用2500V兆歐表，測量其鐵芯的絕緣電阻。”其標準為：“變壓器鐵芯的絕緣電阻應大于10000MΩ；與以前測試結果相比無顯著差別。”此測量方法，是在停電后進行測量，此方法適用于投運前、大修后。

3.3 其他故障診斷方法

用電測法判斷故障方法：在停電后進行診斷性試驗的方法一般有兩種，其一為直流法，將鐵芯與夾件的連接片斷開，在鐵軛與兩側的硅鋼片上通入6V左右的直流電流，后用直流電壓表依次測量各級硅鋼片間電壓，當被測處電壓為零或表計指針反向時，該處位置為故障接地點。其二為交流法，將鐵芯與夾件的連接片斷開，再將變壓器低壓繞組接入220VAC交流電壓，此時變壓器鐵芯中便有磁通存在，如果有多點接地故障時，用毫安表測量會測得電流，用毫安表沿鐵軛各級依次逐點測量，當毫安表在電流為零時，該處位置為故障接地點。以上這兩種方法均可檢測出變壓器鐵芯多點接地的故障位置，可依據現場實際情況進行選擇。

用絕緣油試驗綜合分析法：依據運行、試驗的經驗，一般當方生變壓器鐵芯多點接地故障時，變壓器絕緣油色譜分析數據結果有以下特點：（1）總烴含量較高，超過國標規定150ppm的注意值。（2）總烴產氣速率超過國標規定注意值范圍，其中乙烯的產氣速率上升較快。（3）用IEC三比法，特征氣體的比值編碼一般為0、2、2。（4）甲烷及烯烴組分很高，而一氧化碳氣體變化甚少或正常時，有裸金屬過熱現象等。

4 相關實例分析

某公司試驗人員于2012年12月1日在對某110kV變電站#1主變壓器鐵芯電流進行帶電測量時，發現鐵芯接地電流為2.93A，測量所用儀器為西安佳源技術公司生產的JBT變壓器鐵芯電流測量儀，并觀察變壓器運行溫度升高。次日立即對該變壓器鐵芯絕緣電阻進行了測試，使用1000V兆歐表進行，發現鐵芯絕緣電阻為3.6MΩ，初步判定該變壓器鐵芯存在多點接地故障。

在其故障診斷工作中，發現變壓器鐵芯的接地電流值超出了相關的規范要求，于是對其實施了絕緣油色譜試驗，試驗結果表明，其油色譜的測試數據都為正常值，同時對該變壓器過去的運行狀況進行簡單分析，發現其并沒有發生過故障，也沒有出現過惡劣的運行狀況，在幾天前的隔膜式油枕改造工作中，進行了抽真空注油，并且注油過程中選擇的注油位置是下部放油閥處，由此大致判斷出注油操作的過程中，由于其底部雜質沒有得到有效的清洗，導致在在油流的作用之下沉積至變壓器的底部鐵芯或者是相關的夾件中，這會導致橋接支路的形成，導致鐵芯出現接地故障。

要有效的消除此類故障，常用的兩種方法有：電容器充電消除與電焊機消除兩種，通過現場勘察，發現該接地故障中具有一定的阻值，由此判斷其橋接雜質的量比較小，因此采用電容器充放電的方法來進行故障消除，具體的操作方法為：在打開該主變鐵芯接地與接地網連線后，現場選用約35μF、交流1.68kV的電容器，用2500V可調式數字兆歐表進行充電，充到2000V以上后，迅速斷開兆歐表，并快速接至變壓器鐵芯接地引出端，聽到一聲清脆的放電聲即完成放電沖擊，同時現場觀測人員聽到變壓器內部（有載分接開關附近）有明顯沖擊聲。沖擊后測量鐵芯對地絕緣電阻為30000MΩ（1000V），除了該故障，取得了預期效果。

5 結束語

在變壓器鐵芯多點接地故障的診斷與處理工作中，要依據變壓器運行情況、近期檢修情況進行變壓器鐵芯多點接地故障類型的判定，因地制宜的采取電容器充電-放電法消除故障。

參考文獻

[1]楊雪蘭，鄭建志.淺談電力變壓器鐵芯多點接地診斷技術及應用[J].科技與企業，2014（3）.

[2]郝麗娟，薛海軍.電力變壓器鐵芯多點接地故障分析及處理[J].內蒙古石油化工，2013（9）.