淺談變壓器鐵芯多點接地故障檢測及處理

摘 要：變壓器是電力系統的主要設備，具有變換電壓、分配和傳輸電能等作用。變壓器是電力系統穩定運行的保障，變壓器鐵芯多點接地故障是變壓器最為常見的故障，占變壓器總事故中的第三位，而大型變壓器出現鐵芯多點接地故障的臺數占總運行臺數的3%左右。變壓器鐵芯多點接地故障輕者會造成鐵芯局部過熱，嚴重者會造成鐵芯局部燒損。及時發現變壓器鐵芯多點接地故障，可以準確的檢測出變壓器鐵芯多點接地的故障點并盡快排除變壓器鐵芯多點接地故障。

關鍵詞：淺談 變壓器鐵芯 多點接地故障 檢測 處理

中圖分類號：TM407文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）04（b）-0068-01

變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要是由初級線圈、次級線圈和鐵芯組成。鐵芯是由軟磁材料制成的，一般由0.35 mm的冷軋硅鋼片制成的，具有高起始導磁率、低損耗和磁性能穩定等特點[1]。當變壓器運行正常時，鐵芯只能有一個接地點。若出現兩個或者多個接地點，懸浮電壓就會產生間歇性擊穿放電從而導致鐵芯損壞，但是若鐵芯有一點接地后就可能消除懸浮的電位[2]。若變壓器鐵芯由于某種原因出現2個或者2個以上接地點時，不均勻電位就會與接地點之間形成環流，有時甚至可高達數十安。變壓器鐵芯多點接地故障所產生的電流會造成變壓器鐵芯局部過熱，導致油分解，從而產生可燃性氣體，還有可能使接地片熔斷，或者是燒壞鐵芯，導致鐵芯點位懸浮，產生放電，使變壓器不能繼續正常運行，這就是所謂的變壓器鐵芯多點接地故障。

1 變壓器鐵芯多點接地故障的檢測

1.1 進行氣相色譜分析

進行氣相色譜分析時就是對油中所含的氣量進行分析，是發現變壓器鐵芯多點接地故障最有效的辦法，是截止到現在色譜分析中發展的最為成熟的分析方法[3]。氣相色譜分析法是以氣體為流動相的柱色譜分離技術，具有分離效能高、選擇性好、靈敏度高、分析速度快和應用范圍廣泛等優點。氣相色譜分析法的原理就是比較所需要分析的物質在色譜柱中的氣相（載氣）和固定（液）相之間分配系數的差異，進行反復多次的分配，使得原來的微小差別逐漸變大，從而達到分離的目的。乙炔是鐵芯多點接地故障的主要特征氣體，若發現氣相色譜分析中總烴的含量超過《電力設備預防性試驗規程》規定的正常值，也就是150 ppm時，而烴類各組成含量明顯高于總烴的比率，基本上就可以確定變壓器鐵芯發生了多點接地故障。

1.2 測量接地線有無電流

如果變壓器鐵芯碰到上夾件而造成多點接地故障時，接地電流只是在鐵芯夾件內部流動，而鐵芯接地引出線中卻沒有電流流過，造成沒有出現變壓器鐵芯多點接地故障的假象。所以可以用鉗形電流表來檢查變壓器鐵芯的外引接地套管的接地線上是否有電流通過。一般情況下，變壓器鐵芯的接地電流都很小，是mA級別的，一般都小于0.3 A。但是若出現變壓器鐵芯多點接地故障時，鐵芯主磁通周圍就會出現短路匝，匝內將有環流流過，而地線上故障電流還有可能會達到17～25 A。測量接地引線中有無電流，可以很準確地判斷出變壓器鐵芯是否出現變壓器鐵芯多點接地故障。

2 變壓器鐵芯多點接地故障的處理

當確定發生變壓器鐵芯多點接地故障時，應立即采取有效的處理辦法。對有外接地線的變壓器，若測量到變壓器鐵芯多點接地故障點電流過大時，可以把地線臨時斷開，使變壓器處于無地線運行狀態。若是在變壓器運行的過程中發現變壓器鐵芯多點接地故障時，可以對變壓器先停電之后再進行吊芯檢查和處理，這樣可以保證變壓器能夠安全運行。[4]但是對于暫時不能進行停電檢查的，可以考慮采用在外引鐵芯接地回路上串接電阻的進行臨時應急措施，以防止變壓器鐵芯與接地片之間引起回路的環流，防止變壓器鐵芯多點接地故障進一步惡化。在串接電阻前，要分別對鐵芯接地回路的環流和開路電壓進行測量，同時計算出串電阻阻值。串電阻阻值不可以過大，因為要保護變壓器鐵芯基本處于地電位；也不可以太小，以確保環流在0.1 A以下。同時還要密切觀察所串電阻的熱容量，以防燒壞電阻造成鐵芯開路。由于變壓器型號的不同且在空氣中暴露時間不能過長，實際工作中都無法迅速找到變壓器鐵芯多點接地故障的故障點。尤其是由鐵銹焊渣懸浮、油泥沉積、熔化或燒斷殘留等雜物所造成的鐵芯多點接地故障，更是很難進行及時查找和排除，所以可以采用以下幾種措施。

2.1 電容放電沖擊法。

電容放電沖擊法要根據現場的環境、變壓器的接地方式和接地程度等具體情況，利用高壓電氣試驗用升壓變壓器進行慢慢升壓放電。電容器瞬間放電會產生巨大沖擊電流，而電流所產生的電動力會將鐵銹焊渣懸浮、油泥沉積、熔化或燒斷殘留等雜物移開。要準備0.3～50 μF左右的電容，用輸出電壓大約為2500 V的直流電壓發生器對電容進行充電，等電容器完全充電后，再對變壓器鐵芯多點接地故障點進行放電，當聽到響聲，并發現有青煙冒出時，此處可能就是變壓器鐵芯多點接地故障點。用絕緣拉桿斷開電容器與直流電壓發生器的連接線，與變壓器鐵芯外引線接觸，聽到一聲清脆的放電聲時就完成了電容放電沖擊。反復幾次后，用1000 V兆歐表測量變壓器鐵芯絕緣電阻，當放電后檢測的絕緣電阻值達到正常值時，就證明變壓器鐵芯多點接地故障已經排除。

2.2 電流沖擊法

使用電流沖擊法時要先把電焊機電流調到輸出電流的最小值，之后把電焊機的接地線和變壓器鐵芯接地端連在一起，然后用焊把快速碰觸墊腳，此時鐵芯片與墊腳會通過接地的故障點形成一個回路，而流過的電流就會燒掉故障點。由于采用大電流沖擊法對產生故障變壓器進行操作，隨著沖擊電流值的不斷加大，就會發現變壓器油枕側的鐵芯墊腳的地方會冒出黑煙。要馬上關掉電焊機，并檢查墊腳墊塊，若發現墊塊木紋方向發黑，并附有炭化物，要立即將所有發黑的木墊塊更換成干燥的墊塊后，再對鐵芯與地之間進行絕緣測量。若測量結果正常，這就說明變壓器鐵芯多點接地故障已排除。

參考文獻

[1]屈國民.變壓器鐵芯多點接地故障的檢測與處理[J].赤峰學院學報，2007，23（6）：113.

[2]孫鵬舉.主變壓器鐵芯多點接地故障的檢查處理[J].供用電，2005，22（1）：42.

[3]黎煒.主變鐵芯多點接地故障分析與處理[J].電力安全技術2003，5（3）：7.

[4]邵引紅.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.