變壓器鐵芯多點接地故障試驗及處理方法

任曉丹

摘要：變壓器的繞組和鐵芯是傳輸和轉換電磁能量的主要元件，變壓器是否正常運行是現今焦點問題。由于鐵芯多點接地造成的變壓器鐵芯故障頻繁發生，本文結合現場經驗，介紹變壓器鐵芯多點接地故障的試驗和處理方法。

關鍵詞：變壓器 鐵芯 多點接地故障 試驗 處理方法

0 引言

電力變壓器運行時，變壓器繞組四周有電場分布，一些金屬構件（如鐵芯）處于電場中。鐵芯接地異常會放電，損壞絕緣。因此，在電力變壓器運行過程中，必須保證鐵芯接地狀況穩定。假設鐵芯處的接地點超過1個，則接地引線上就會因為接地點形成的閉合回路而有環流，造成鐵芯局部短路過熱，使鐵芯局部燒損；并且，鐵芯正常接地引線上出現環流，會造成變壓器局部過熱，繼而引起放電故障。鑒于此，精確診斷變壓器鐵芯多點接地故障并采取有效處理方法，有利于系統的安全穩定運行。

1 鐵芯多點接地產生原因

變壓器運行時，導致鐵芯多點接地故障的因素包含以下幾點：①在變壓器的制造或小修、大修過時，如果變壓器油箱內遺留了某些物質，如鋼絲繩的斷股或微小金屬絲等，在運行時，懸浮物受電磁場影響形成導電小橋，使得鐵芯和油箱短接。②主變油箱中進入潛油泵軸承磨損所產生的金屬粉末，導致鐵芯與油箱發生短路連接。③在制造過程中，由于變壓器油箱和散熱器焊渣清理不徹底，在變壓器運行時，雜質會在油流作用下堆積在一起，短接鐵芯與油箱。④鐵芯內的絕緣油道之間或鐵芯與夾件之間可能因為鐵芯上附著的金屬雜物而發生短接。⑤鐵芯對地絕緣因為變壓器進水致使鐵芯底部絕緣墊受潮而下降。⑥夾件與硅鋼片因為墊腳與鐵軛間的絕緣板磨損脫落而相碰。⑦夾件長度過長或鐵心定位裝置不穩固，在變壓器受沖擊產生位移時，夾件與油箱壁相接觸等。

2 鐵芯多點接地測試

2.1 運行中的檢測方法 在變壓器運行過程中，借助鉗形電流表對鐵芯外接地線中的電流施測，可診斷鐵芯有無多點接地故障。測得電流一般不允許超過100mA。如果所測電流超過1A，則可認為鐵芯存在多點接地故障，通過分別測量變壓器的鐵芯和上夾件接地線中的電流，能夠大致判斷故障部位。

2.2 停電后的檢測方法 停電后未吊罩時，使用兆歐表對一點接地時鐵芯、夾件的絕緣電阻施測，以此診斷有無多點接地故障。

2.3 氣相色譜分析 檢測變壓器鐵芯接地的另一個最有效的方法是對變壓器油中含氣量進行氣相色譜分析。變壓器若存在鐵芯接地故障，其油色譜分析數據中總烴含量超過《變壓器油中溶解氣體和判斷導則GB/T7252-1987》規定的注意值，其中C2H2或者C2H4含量低或沒有。發生動態接地故障時，乙烯或者乙炔超過注意值。為準確判斷鐵芯多點接地故障，可將氣相色譜分析法與前兩種方法結合使用。

3 鐵芯接地處理方法

3.1 不吊芯臨時串接限流電阻 處于工作狀態的變壓器出現鐵芯多點接地故障后，應立即停機整修。若因運行需要無法停機檢修，可將電阻串接于外引鐵芯接地回路上對鐵芯接地回路環流加以限制，防止事故擴大化。對于所串接電阻，為避免鐵芯處電位升高，應串接低阻值電阻。為確保環流始終小于0.1A，所選電阻阻值不宜過小。測量鐵芯接地回路的環流和開路電壓，計算應串電阻阻值。

3.2 吊芯檢查 ①為縮小故障查找范圍，將各夾件或穿心螺桿對鐵芯的絕緣進行分步測量。②鐵芯、絕緣墊片處的油泥、鐵銹等污物必須清理干凈。查看槽部、間隙等關鍵節點有無金屬廢料；間隙中的雜物可以用油沖洗，也可用氮氣吹凈。③敲擊振動夾件，用搖表監測，檢驗其絕緣狀態，并排除動態接地點故障。

3.3 放電沖擊法 由于變壓器裝配不同，且在運行時不宜長時間暴露，因此現場查找接地點不太容易。鐵銹焊渣懸浮、油泥沉積造成的多點接地故障幾乎無從下手。鑒于此，在變壓器運行現場可使用放電沖擊法來鎖定接地點。無論現場有無吊芯，均可參考現場運行條件、變壓器接地形式及接地程度進行排障。

放電沖擊法在實際應用過程中，又有電容直流電壓法與電焊機交流電流法之分。其中，前者現場取材困難，安全操作性能低，除特定情況以外不建議廣泛采用。電焊機交流電流法是針對金屬性接地故障而研發，其電流難于掌控，并且現場發生故障幾率極少。結合現場經驗和檢修案例，盡量采用安全系數高且便于操作的方法，即利用升壓變壓器進行放電沖擊。因為鐵芯對地絕緣墊片很薄，現場應用時二次電壓不能超過2500V。

4 結論

變壓器在制造過程中，內部殘留的雜質通常會被清理干凈，且油質較好。裝配新變壓器時，須在現場吊罩檢驗金屬構件，油箱也要徹底清理。在運行階段，運維人員應實時關注變壓器運行狀況，以便及時發現并處理鐵芯多點接地故障。①鎖定鐵芯多點接地故障后，通過氣相色譜法和監視接地電流進行跟蹤監測。②采用直流法、交流法進行鐵芯故障點診斷。③由鐵芯毛刺或浮物引起的接地故障可采用電容放電的方法，但要注意電壓大小，此方法不需要對變壓器進行吊罩，可減少停電時間，提高供電可靠性。④在變壓器安裝和大修時，要注意對變壓器內部的清理工作，特別對鐵芯槽和各間隙處要用油或氮氣來沖吹清理。

參考文獻：

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