變壓器鐵芯多點接地故障診斷

包慧

一、變壓器鐵芯多點接地的故障原因分析

變壓器鐵芯多點接地故障按性質可分為兩大類：不穩定接地與穩定接地。

1.具體原因

（1）不穩定接地是指接地點接地不牢，導致接地電阻變化較大。而這種情況多數是由于異物在電磁場作用下形成導電小橋造成接地故障，如變壓器油泥、金屬粉末等。

（2）穩定接地即死接地，是指接地點接地過于牢固，導致接地電阻無變化，這種情況多數是由于變壓器內部絕緣缺陷以及廠家設計以及安裝不當等原因造成的接地故障，如鐵芯穿芯螺桿等各方面原因引起的絕緣破壞。

由以上兩點可以看出造成鐵芯多點接地的原因多在于生產工序以及現場安裝及運輸過程中出現問題所引起的。其中變壓器生產過程中雖然可以排除多點接地的故障，但不排除個別產品出廠后，到現場測試時出現故障。根據以往經驗總結鐵芯多點接地主要原因有以下幾點：（1）硅鋼片保管不當造成多點接地，如長期受潮，使得硅鋼表現出現嚴重腐蝕，氧化膜脫落，造成短路，引起多點接地。（2）鐵芯加工工藝不得當引起多點接地故障，如毛刺超標，剪切中放置不平，夾有細小顆粒，導致疊片凹凸不平，破壞絕緣層造成片間短路，引起多點接地事故。（3）運輸維護不當，變壓器長期超容量運行，導致絕緣片老化以及巡視監測不及時，鐵芯局部受熱嚴重，長期造成絕緣片破壞，引起多點接地故障。

2.判斷方法

（1）油中溶解氣體氣相色譜分析，對油中氣體量進行氣相色譜分析，是判定變壓器鐵芯多點接地故障最為有效，簡便的方法。①特征氣體法，變壓器鐵芯多點接地故障所表現的的特征氣體有CH4、C2H6、C2H4、C2H2。根據統計C2H4占41.3%-68.4%；CH4占18.2%-40.6%；C2H6占4-19%；C2H2占0-3.4%，即C2H4 >CH4>C2H6>C2H2呈遞減規律。由此看出C2H4為主要成分時可以判定變壓器鐵芯出現多點接地故障。同時乙炔超過DL/T596-1996中的注意值時，可判定接地狀態為不穩定接地或動態接地。②三比值法，此方法是利用5中特征氣體的3對比值來判斷變壓器故障性質方法。該方法中有三組編碼與變壓器鐵芯故障有關即0、2、0，0、2、1，0、2、2.通過以往故障判定實踐證明三比值法診斷變壓器鐵芯多點接地故障較為準確③四比值法，這種方法是利用五種氣體的4對比值來判斷變壓器故障的方法，以鐵件或油箱中出現不平衡電流來判斷變壓器鐵芯多點接地故常，依據為：CH4/H2=1～3，C2H6/C2H4<1，C2H4/C2H6≥3，C2H2/C2H4<0.5.④計算產氣率，可判斷變壓器有無故障以及故障發展速度，當有中溶解氣體相對產氣速率大于10%/月時，并且乙炔為主要成分時，則可判定變壓器內部出現鐵芯接地故障。

（2）電氣法①測量接地電流，如果變壓器鐵芯是通過套管引出而接地，則可用鉗形電流表測量引線中電流來判斷鐵芯是否存在多點接地。正常情況下，此點電流很小，如果鐵芯存在故障，鐵芯主磁通過周圍相當于短路匝存在，匝內流過環流，其值決定與故障點與正常接地點的相對位置，即短路匝中包圍磁通多少。其最大電流可達到數百安，這與變壓器所帶負荷情況有關。采用鉗形電流表測電流時應注意消除干擾。或采用抗干擾鐵芯電流測試儀進行測試，測量時不用拆接地引線，只要將專用鉗鉗住接地引線即可獲得準確數據。②超聲波探測，此類方法適用于鐵芯多點接地動態情況下。

（3）停電電氣測試分析法①正確測量各級繞組的直流電阻，若各組數據未超標，并且各相之間，各相與歷次測試數據進行比較，如果無明顯偏差，則可以排除電氣回路內故障。②測量絕緣電阻，為更準確的判斷鐵芯多點接地，可斷開接地線，使用2500V兆歐表對鐵芯接地套管測量絕緣電阻，由此判斷接地程度。

二、變壓器鐵芯多點接地的正確方式及處理方法

（一）正確方式

目前廣泛應用鐵芯硅鋼片間放置銅片的方法接地，雖然每片之間有絕緣膜，但仍然視作整個鐵芯接地，從鐵芯兩端可以測出其電阻值比較小，一般不超過幾十歐姆，在高壓電場中可視為通路，因此鐵芯只需一點接地。鐵芯接地方式主要有以下幾種：1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，再由上夾件經吊芯桿接地。2上下夾件不絕緣時，接地銅片從下夾件經地腳螺絲接地。3上下夾件間絕緣時，在上鐵軛的相應位置各插一接地銅片連接夾件，由上夾件經過鐵芯片至下夾件在接地。4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。

（二）處理方法

1.對吊芯細致檢查

對變壓器鐵芯可接地部分進行重點檢查，采用吊開變壓器箱殼進行檢查是最常用的辦法。同時為了減少變壓器內部在空氣中的暴露時間，一般進行如下檢查（1）部分測量各夾件或穿心螺桿對鐵芯的絕緣達到逐步縮小故障查找范圍。（2）仔細檢查各間隙、槽部重點部位是否存在螺帽，硅鋼片缺失以及金屬顆粒等雜物。（3）清除鐵芯或絕緣墊片上的鐵銹以及油泥，對鐵芯底部進行清理。（4）敲擊夾件，同時用搖表監測，檢查是否存在動態接地點。

2.采取放電沖擊措施

由于變壓器內部不易在空氣中暴露時間過長，以及現場情況制約一時無法找到接地點情況下，特別是由于鐵銹焊渣等懸浮，油泥造成的多點接地，更是難以查找。在變壓器停止運行的情況下，對于此類故障可采用放電沖擊方式進行故障排除，具體方法如圖一所示。將K接鐵芯正常接地點，利用兆歐表對電容進行充電60s，然后將刀閘開關K導向放電回路，電容對鐵芯接地故障點放電，然后測試鐵芯絕緣電阻，如果電阻值恢復正常則故障排除，同時由于變壓器鐵芯底部絕緣層較薄，所以沖擊電流不宜過大。

三、結語

綜上所述，對于變壓器鐵芯多點接地故障的分析、診斷應結合各種測試數據進行綜合判斷，同時運行中的變壓器應在鐵芯接地線上安裝電流表，以方便故障及時的發現。特別是放電沖擊消除接地現象后，更應加強監測。

參考文獻：

[1] 楊宏軍，徐藝榕.淺談變壓器鐵芯多點接地故障成因及處理方法[J]工業技術，2010，（18）：99.

[2] 吳陽.變壓器鐵芯多點接地故障診斷及處理[J].湖州師范學院學報，2009，2（31）：110-112.

[3] 邵引紅，陳涵林.變壓器鐵芯多點接地故障的診斷及處理[J].安徽水利水電職業技術學院學報，2008，8（2）：78-80.