变压器铁芯多点接地的试验方法余炜

变压器铁芯多点接地的试验方法余炜

余炜

（云南电网有限责任公司红河供电局变电管理所661199）

摘要：电力变压器铁芯多点接地会使铁芯产生环流，增加变压器损耗，甚至使变压器发生事故：本文详细介绍了变压器铁芯多点接地的处理方法和其产生的原因。

关键词：变压器铁芯故障接地

变压器是电力系统的重要设备，由铁芯故障引起变压器事故率占第三位，大型电力变压器的铁芯必须接地,而且应为一点接地。如果发生铁芯两点或两点以上的接地称为多点接地,此时将在接地回路产生一定的电流,导致局部过热,增加铁芯损耗,损坏固体绝缘,还会使变压器油分解,产生气体。还可能使接地导体熔断或者烧毁铁芯，导致铁芯电位悬浮，产生放电，甚至损坏变压器，所以准确的判断和处理铁芯的多点接地故障，对变压器的安全运行存在重要的意义。

一、变压器多点接地的故障类型和形成原因

1.变压器制造工艺的问题，如：穿心螺栓的螺孔如开得不正，穿螺栓时铁心硅钢片受外力作用，靠外边的硅钢片会向外膨胀，并进入套座内与套管相接，造成铁心多点接地;还有就是遗落在变压器内的金属异物，如焊渣、铁屑或铁芯加工不良，产生毛刺等都能引起接地

2.异物在电磁场的作用下形成的导电小桥造成的接地故障，如：变压器油泥和潜油泵轴承产生的金属粉末等。

二、判断变压器铁芯多点接地

试验数据分析

1.1首先可以从化学方面进行分析，利用气相色谱分析法,对油中含气量进行分析,也是发现变压器铁芯接地最有效的方法｡发现铁芯接地故障的变压器,其油色谱分析数据通常有以下特征:总烃含量超过“变压器油中溶解气体和判断导则”(GB7252-87)规定的注意值(150μL/L),其中乙烯(C2H4)､甲烷(C2H2)含量低或不出现,即未达到规定注意值(5μL/L)｡若出现乙炔也超过注意值时,则可能是动态接地故障｡气相色谱分析法可与前两种方法综合起来,共同判定铁芯是否多点接地｡

1.2电气数据的分析：

1.2.1在运行状态的时候，为了便于在运行中检测和判断铁芯磁电回路异常，建议将铁芯接地线引到变压器的外部，则可用钳形电流表引线上是否有电流，也可在接地开关处接入电流表或串接地故障指示器（正常情况下，接地电流很小，一般不大于0.3A），如果变压器多点接地，最大电流可以达到数百安培。

1.2.2在变压器停电状态下，可以断开铁芯引出接地线，用2500V兆欧表进行绝缘电阻测试，如果试验数据与往年相比值下降很多，则表面变压器内部可能存在铁芯多点接地故障。

三、发现铁芯多点接地可以采用的临时措施

如果发现铁芯多点接地，变压器又不能立即进行处理，一般可采用临时措施，是在工作接地回路中串联电阻，在串接电阻前,分别对铁芯接地回路的环流和开路电压进行测量，电阻的选择方法是将正常工作接地线打开，测得开始电压U，再除以地线上限制通过的电流I，即得R=U/I，所串的电阻不宜过大，将环流限制在0.1A左右就可以。需要注意的是所选用的电阻，必须具有相当的功率，以免在接地电流通过时发热。这种常串入电阻的方法能防止接地故障消失后造成铁芯电位悬浮。有的可在串联限流电阻上并联一个2-8uF的电容器，可防止铁芯对地电位在冲击电压作用下异常升高；

四、变压器铁芯多点接地的处理措施

在确认变压器铁芯多点接地的故障类型后，应该根据现场的实际情况采取应急措施，从而排出不稳定接地和限制故障的发展

4.1放电冲击法：

于受变压器身在空气中暴露时间不宜太长的限制,以及变压器本身装配形式的制约,现场很多情况下无法找到其具体确切接地点｡特别是铁锈焊渣悬浮､油泥沉积造成的多点接地,更是难于查找｡此类故障可采用放电冲击法,这种方法要根据现场具体情况､接地方式和接地程度,在吊芯或不吊芯状态下可进行｡

现场应用时,主要有电容直流电压法和电焊机交流电流法｡电焊机交流电流法只适用于金属性接地故障,但电流不好控制,而现场这种情况极少,接地电阻大都几百欧以上，我们一般采用电容直流电压法进行故障排出：

试验方法如图所示：

K点接于铁芯的正常接地点（铁芯接地引出套管处），利用2500V兆欧表（也可以用变压器整流后提供直流，最高电压不能超过20kV）对电容器进行充电5-10分钟后，合上刀闸K对变压器的铁芯接地点进行放电，然后再测量变压器铁芯的绝缘电阻，如果绝缘电阻恢复良好，则表明故障消失，由于变压器铁芯底部绝缘垫块比较薄，所以采用的冲击电流不易过大，避免发生击穿。

4.2敲打法：

变压器的铁芯多点接地可以通过敲打变压器外壳震动来达到消除的目的实例：某供电局2011年在110kV某变电站预防性试验中发现110kV#1主变存在铁芯多点接地现象，绝缘电阻只有0.9MΩ，后来经过检修人员用木棒和榔头敲打外壳，故障得以消失，一直运行到现在也没有出问题；

五、如果上述方法没有消除变压器铁芯多点接地故障，就只能通过吊罩来处理了

首先要进行外观检查，看铁芯与夹件支板是否相碰，硅钢片是否有波浪鼓起，上下夹件与铁芯之间，铁芯柱与拉板之间有无异物，夹件与油箱是否相碰，下铁轭与箱体底部是否有异物短接等，看不见的底部可以用铁丝来拉。对铁芯槽和各间隙处要用油或氮气来冲吹处理。如果没有发现异常，可以通过以下三个办法来发现：

5.1直流法：将铁芯与夹件的连接片打开，在铁轭两侧的硅钢片上通入一个直流电压，一般为6V左右，然后用直流电流表依次测量各级硅钢片间的电压，当电压为零或者电压表指针反向转动的时候，则可以认为这里就是故障接地点。在用直流法找不到故障点，就可以初步判断为是铁芯下夹件与铁轭阶梯间的木块受潮或者是表面有油泥。将油泥清洗后，进行干燥处理，一般故障就可以排除。

5.2铁芯加压法：将铁芯与正常接地点断开，用交流试验变压器给铁芯加电压，如果故障点接触不牢靠，那么在升压的过程中会有发电声，根据火花可以找到故障点。

5.3铁芯加大电流法：如果试验变压器的电流增大而电压升不上去，没有发电现象产生，说明故障点非常稳固，这时候只能采用电焊机给铁芯加电流。当电流逐步增大，而且铁芯的故障点电阻大时，故障点的温度升高很快，变压器油将分解而冒烟，从而可以看见故障点所在。

结束语：出现变压器铁芯多点接地故障后，应该及时准确的判断故障类型，确定处理的方法，一般都可以电容冲击法排除，而不是盲目的吊罩检查，造成巨大的经济损失。在停电的状况下变压器铁芯对地绝缘良好，不能保证在运行状态下就不会发生故障。事实证明，只有加强油色谱分析、跟踪，才能及时发现和准确判断变压器铁芯接地故障，这对变压器的安全运行具有十分重要的意义。