如何正確判斷處理變壓器鐵芯接地現(xiàn)象

金哈雷

摘 要：電力能源是目前我們使用最多的能源，是社會(huì)進(jìn)步的根本，但是隨著系統(tǒng)容量的增加，變壓器的運(yùn)行問題成為了當(dāng)前供電系統(tǒng)重視和關(guān)注的焦點(diǎn)，其設(shè)備等安全性會(huì)直接影響到供電系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定。而在實(shí)際所遇到的變壓器故障中，鐵芯接地故障可以占到故障總數(shù)的34%。所以對(duì)于該類問題的研究成為了當(dāng)前保證變壓器安裝生產(chǎn)以及運(yùn)行的安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)，也是整個(gè)電網(wǎng)得以穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提，具有十分重要的意義，文章針對(duì)當(dāng)前電力系統(tǒng)中變壓器鐵芯接地問題進(jìn)行了探討，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：變壓器；電力系統(tǒng)；鐵芯接地；措施

前言

變壓器磁路即鐵芯，主要用于變壓器的能量轉(zhuǎn)換，作為能量通道，鐵芯的運(yùn)行狀態(tài)直接會(huì)影響到變壓器的整體，而正常狀態(tài)下的鐵芯一點(diǎn)接地，若是鐵芯不接地那么會(huì)導(dǎo)致鐵芯對(duì)地造成擊穿放電，影響設(shè)備運(yùn)行。為了保持電位，需要在鐵芯上進(jìn)行接地點(diǎn)的設(shè)置，且保證接地點(diǎn)固定。若是鐵芯接地點(diǎn)超過兩個(gè)，那么在接地點(diǎn)之間鐵芯會(huì)形成一個(gè)環(huán)形電流，這是由于不均勻電位所致，當(dāng)環(huán)流出現(xiàn)后，就會(huì)導(dǎo)致鐵芯發(fā)熱。這種故障會(huì)導(dǎo)致鐵芯過熱，嚴(yán)重者會(huì)造成局部的輕瓦斯動(dòng)作，從而造成電力系統(tǒng)出現(xiàn)跳閘。除此之外，局部持續(xù)升溫會(huì)導(dǎo)致鐵芯片間燒熔而造成短路，甚至?xí)?dǎo)致變壓器運(yùn)行故障，在對(duì)該類故障的排除中，需要進(jìn)行鐵芯硅鋼片的更換。

1 主要故障原因

1.1 安裝時(shí)由于安裝人員的馬虎大意導(dǎo)致了變壓器油箱沒有拆除定位鉚釘，或者沒有將其翻轉(zhuǎn)過來，完工后用于運(yùn)輸?shù)亩ㄎ会敃?huì)導(dǎo)致故障發(fā)生。

1.2 在設(shè)備的制造和大修過程中由于工作人員馬虎大意造成的故障。鐵芯夾件不能同芯柱太近，若是太近容易造成故障的發(fā)生，另外硅鋼片由于翹凸導(dǎo)致和夾件支板接觸也會(huì)造成故障的發(fā)生，而鐵軛螺桿襯套太長(zhǎng)也會(huì)同鐵軛硅鋼片接觸，引發(fā)故障。

1.3 由于夾件墊腳處的紙板脫落或者紙板受潮都會(huì)造成變壓器鐵芯處出現(xiàn)短路接地故障。

1.4 潛油泵主要依賴于軸承工作，其磨損嚴(yán)重會(huì)使得在箱底沉積過多的金屬粉，加之電磁力的影響，形成了導(dǎo)電小橋，從而造成鐵軛同箱底或者墊腳接通。

1.5 金屬異物落入油箱中也會(huì)導(dǎo)致鐵芯發(fā)生多點(diǎn)接地的故障。

1.6 由于鐵軛階梯同下夾件之間的木塊受潮或者受到油泥、水分以及其他雜質(zhì)的污染，破壞了木墊塊的絕緣性。

1.7 鐵芯處有散熱油道，而在使用過程中若是油污將該縱向散熱油道堵塞后，就會(huì)導(dǎo)致短路接地。

2 故障判斷方式

發(fā)生鐵芯接地故障的變壓器油色譜通常有以下特征：

2.1 總烴含量超過規(guī)定的注意值，其中乙烯（C2H4）和甲烷（CH4）占較大比重，乙炔（C2H2）含量低或沒有。

2.2 用導(dǎo)則推薦的判斷變壓器故障性質(zhì)的三比值法分析，特征氣體的比值編碼一般為0、2、2，故障點(diǎn)估算溫度時(shí)一般為高于700℃，此時(shí)可采用日本學(xué)者推薦的經(jīng)驗(yàn)公式估算故障的溫度：

t=322lg（C2H4/C2H6）+525（℃）

2.3 總烴產(chǎn)氣速率常超過“規(guī)程”規(guī)定的注意值，其中C2H4產(chǎn)氣速率急劇上升。

2.4 CH4及烯烴含量很高，CO變化很少或不變，但有時(shí)色譜分析中出現(xiàn)C2H2時(shí)，該反應(yīng)可以歸屬到間歇性故障類別中。

變壓器在正常運(yùn)行條件下，鐵芯的入地電流是鐵芯對(duì)地（包括接地的油箱和鐵芯構(gòu)架）的電容電流。電流的數(shù)量為毫安級(jí)。如果在變壓器運(yùn)行中測(cè)得鐵芯的入地電流以安級(jí)計(jì)，不論油中溶解氣體有無反應(yīng)，都可以判定鐵芯存在多點(diǎn)接地缺陷。鐵芯的入地電流越大，越可能使鐵芯損傷。因此，如變壓器在未消除多點(diǎn)接地缺陷的狀況下運(yùn)行，應(yīng)在接地引下線中串聯(lián)一個(gè)電阻器，把鐵芯的入地電流限制到小于等于100mA。

3 處理措施

3.1 間歇性故障處理

間歇性故障主要是由于變壓器內(nèi)部出現(xiàn)了例如鐵銹以及金屬碎渣和焊渣等導(dǎo)磁性顆粒，從而使得變壓器中出現(xiàn)了沿著磁場(chǎng)排列的導(dǎo)電通道。這種故障的消除可以通過脈沖電流的使用予以去除，而這種方式主要是利用脈沖電流發(fā)生器對(duì)鐵芯的作用，即將其同鐵芯的接地套管相連，或者間工期輸出端同接地引下線相連，但是要保證接地網(wǎng)斷開，而發(fā)生器的另一端則要保證接地。另外充電電壓需要保證逐級(jí)提高，首先從2kV開始，直到達(dá)到預(yù)定的電壓值后停止電壓的升高，然后通過沖擊放電對(duì)鐵芯進(jìn)行處理，放電次數(shù)為3至5次。若是放電的過程中發(fā)生了放電電壓回落，而且在變壓器中出現(xiàn)放電聲響，那么就可以說明接地故障沒有消除，上述沖擊放電沒有排除故障。需要再次進(jìn)行放電處理，對(duì)發(fā)生器進(jìn)行再次充電，直到?jīng)_擊放電時(shí)電壓不再跌落，且變壓器中沒有放電聲響，那么才證明接地故障排除。此時(shí)可以將電流發(fā)生器同鐵芯接地線斷開并直接接地，并利用2500V兆歐表對(duì)鐵芯絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量，可以測(cè)得電阻示數(shù)，只要不小于500MΩ便可以認(rèn)為間歇性接地故障已經(jīng)排除，通過這種方式處理該類故障是有效的。

若是變壓器沒有設(shè)置脈沖電流發(fā)生器，那么通過電搖表或者是直流電壓發(fā)生器可以對(duì)脈沖電容器予以充電。電容器會(huì)同電壓發(fā)生器接地端相互連接，繼而接地，而電容器的另一端同一絕緣電線相連。而絕緣電線同絕緣操作棒相連，待充電電壓可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求值后，繼而將操作棒同接地引下線或者接地套管連接，從而令電容器放電。而操作所使用的程序以及判定的方式，都同脈沖電流發(fā)生器的使用相同。

3.2 有絕緣電阻值的鐵芯多點(diǎn)接地故障的處理

有絕緣電阻值的鐵芯多點(diǎn)接地故障可能有兩種原因，一是鐵芯絕緣嚴(yán)重受潮，另外一種是引起鐵芯絕緣短路接地的導(dǎo)電體本身有較大的電阻。為了判斷故障原因，也可以使用上述脈沖電流法檢驗(yàn)。因?yàn)槊}沖電流法不能使受潮的鐵芯絕緣得到恢復(fù)，而導(dǎo)電微粒和細(xì)絲形成的接地通道可用脈沖電流法消除。對(duì)于可以用脈沖電流法消除的有電阻值鐵芯多點(diǎn)接地，絕緣電阻恢復(fù)到500MΩ以上，便可認(rèn)為故障已消除。對(duì)于因鐵芯絕緣受潮的鐵芯多點(diǎn)接地，說明變壓器內(nèi)含水量很大繞組絕緣也已受潮。不能再看作單純的鐵芯接地問題，而應(yīng)作為絕緣受潮問題進(jìn)行處理。

3.3 無絕緣電阻值的鐵芯多點(diǎn)接地（也稱死接地）的處理

處理死接地的鐵芯多點(diǎn)接地，必須暴露出器身。但暴露的程度，可根據(jù)故障的情況而定。大致可以分為三種情況。排放少量油，通過手孔進(jìn)行處理；排放完油箱中的油，從人孔進(jìn)入處理；吊開變壓器鐘罩進(jìn)行處理。許多死接地的鐵芯多點(diǎn)接地是由“翹片”引起。

4 結(jié)束語(yǔ)

在日常的維護(hù)中，通過對(duì)鐵芯接地電流的測(cè)量，對(duì)鐵芯多點(diǎn)接地現(xiàn)象及時(shí)的予以發(fā)現(xiàn)并采用直接性的手段予以排除。并對(duì)變壓器設(shè)備的注油品質(zhì)和暴露時(shí)間予以控制從而杜絕滲漏點(diǎn)的出現(xiàn)，使得鐵芯不會(huì)因?yàn)槭艹倍l(fā)生多點(diǎn)接地。此外鐵芯的故障很多都是由于在安裝制造以及檢修時(shí)不注意留下的遺留物所致，所以，在檢修和制造安裝過程中要杜絕由于馬虎大意而造成的該類故障，防止鐵芯接地的發(fā)生，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。

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