一起變壓器鐵芯接地故障的分析及處理

劉芬芬

(南京供電公司，江蘇南京 210013)

電力變壓器是電力系統中主要設備之一，它的正常運行是電網安全、可靠、經濟運行的重要保障。根據國家標準及運行部門的要求，運行中變壓器鐵芯必須有一點可靠接地。若沒有接地點，則鐵芯對地的懸浮電壓，將會造成鐵芯對地斷續性擊穿放電，鐵芯一點接地后消除了形成鐵芯懸浮電位的可能。但當鐵芯出現兩點及以上接地時，鐵芯間的不均勻電位就會在接地點之間形成環流，并造成鐵芯多點接地發熱故障[1]。變壓器的鐵芯接地故障會造成鐵芯局部過熱，嚴重時鐵芯局部溫升增加，輕瓦斯動作，甚至會造成重瓦斯動作而跳閘的事故。有關資料表明，因鐵芯問題造成的各種故障比例占變壓器各類故障的第三位。文中介紹一起南京某變電站1號主變鐵芯接地故障，并提出診斷分析和處理方法。

1鐵芯多點接地的診斷

該變壓器為常州變壓器廠制造，型號為SFSLZB-31500/110,容量 31500 kVA，額定電壓 110 kV/38 kV/11 kV，冷卻方式為ONAN/ONAF，空載電流0.13%，空載損耗21.9 kW。1998年9月27日投入運行，2006年9月30日對該主變進行預防性試驗時發現，該主變鐵芯對地絕緣電阻為0，其他電氣試驗均合格。該變壓器絕緣油氣相色譜數據也在合格范圍內，其原因可能是因為故障形成的時間較短，能量小，氣相色譜分析未有所反映。由此可以判斷該變壓器鐵芯接地現象出現的時間不長，該故障很可能是由于變壓器內部油泥或懸浮于油中的雜質在電磁場作用下形成了導電小橋，從而導致鐵芯多點接地故障的發生。

2鐵芯多點接地故障的處理

發現該變壓器鐵芯存在多點接地故障后，為了保證變壓器安全運行，應當停電吊罩檢查和處理，但系統運行方式暫不允許長時間停電，因此確定采用電容器放電沖擊法來處理，其故障接線如圖1所示。根據現場條件，用2 500 V絕緣搖表對6臺10 kV電容器組（電容量為2 μF）充電，然后對變壓器鐵芯接地點放電，利用積聚的電能沖擊變壓器鐵芯接地點。此時變壓器四周要有專人分布在各個可疑點處，仔細傾聽變壓器內部有無異常響聲。當電容器放電時，現場工作人員聽到變壓器內部有“啪”的放電聲，第一次放電后，用500 V兆歐表測得的絕緣電阻為100 MΩ，第二次放電后測得的絕緣電阻值為300 MΩ，連續5次沖擊后，鐵芯的絕緣電阻上升到1 000 MΩ，證明該變壓器的多點接地故障已處理好。

圖1電容器放電沖擊法處理故障接線

該變壓器經過處理，試驗合格。投運后，為防止鐵芯接地絕緣電阻再次發生變化，定期進行跟蹤試驗，在運行中用鉗形電流表測量鐵芯外引接地電流，電流在0.1 A以下，并對絕緣油進行氣相色譜試驗數據分析跟蹤，未見異常，處理前后變壓器絕緣油氣相色譜數據如表1所示。結果表明，其絕緣電阻無明顯變化，說明變壓器可以正常運行。

3鐵芯多點接地故障探討

鐵芯多點接地后，在鐵芯中將流過一定數值的電流。雖然有的故障電流不會太大，但在流過故障點狹小部位時仍會使鐵心發熱甚至熔化，鐵芯的局部過熱會使相鄰硅鋼片間漆膜燒壞，引起硅鋼片間局部短路。這樣，故障點逐步擴大，故障電流逐漸上升，甚至可能發展到不得不更換故障點硅鋼片的嚴重地步。所以發生鐵芯多點接地應及時處理。

表1處理前后該變壓器絕緣油氣相色譜數據 μL/L

（1）發現鐵芯多點接地故障時，可采用氣相色譜法和監視接地電流跟蹤監測。

（2）在變壓器鐵芯接地回路串接限流電阻作為應急措施是可行的。應該注意的是，所串電阻的大小要適宜，同時可并入避雷器，防止所串電阻因熱容量不夠燒毀導致鐵芯接地回路開路，鐵芯失去正常接地[2]。

（3）如采用電容放電法，根據現場條件，可用絕緣搖表對電容器組充電，然后對變壓器鐵芯接地點放電。此法簡單易行，試驗設備方便準備，處理成功率較高。

（4）從變壓器運行中鐵芯接地故障分析來看，大多為箱底不清潔或有金屬異物所致，作為檢修部門應嚴把投運前的吊芯檢查關。

4結束語

變壓器鐵芯多點接地故障作為一種常見的變壓器故障，為預防其發生，還需利用油試驗、直流電阻試驗、繞組連同套管的直流電阻測量、鐵芯絕緣電阻測量、繞組連同套管的吸收比或極化指數測量、繞組絕緣介質損耗因數及電容量測量、單相低電壓短路阻抗測量、變壓器有載分接開關檢查等預防性試驗的試驗結果，對其絕緣狀況進行綜合評判，以預防該類型故障的發生。

[1]江蘇電力試驗研究院.電氣試驗技能培訓教材[M].北京：中國電力出版社，1998.

[2]游榮文.高壓電氣設備試驗方法及診斷技術[M].北京：國家電力公司電氣教育出版社，2003.