變壓器鐵芯多點接地故障分析處理

周進 葛晶

摘 要：本文分析了變壓器多點接地的原因和危害，并介紹了相應的處理方法，從而使變壓器安全可靠的運行。

關鍵詞：多點接地；原因；危害；方法前言

變壓器的鐵芯是變壓器的磁路，作為變壓器內部的核心部件，鐵芯的正常與否直接會影響到變壓器安全運行。變壓器正常運行時鐵芯有且只有一點接地，若鐵芯不可靠接地則鐵芯上會出現懸浮電位導致放電，危害設備正常運行。為了使鐵芯不出現懸浮電位，需要對鐵芯進行單點接地。若接地點超過兩個，接地點之間會形成環流，導致鐵芯發熱，嚴重時會燒毀鐵芯。所以運行中的變壓器要求及時發現鐵芯多點接地故障，并進行針對性的處理，保證變壓器正常安全運行。

一、鐵芯接地原因

鐵芯多點接地故障的性質可分為永久性和非永久性接地故障，發生在鐵芯多點接地的操作原因主要有以下幾個方面：硅鋼片質量有問題；硅鋼片保管不當；鐵芯加工工藝不良；安裝時沒有把油箱頂蓋上運輸的定位釘翻轉或卸除；鐵芯在紙板之間的腿和鐵軛脫落，導致鞋到硅鋼片或短路接地變壓器水濕紙板的形成；潛水泵軸承或負荷開關磨損，如金屬粉末沉積，底部受到電磁力形成導電橋，讓鐵軛與鞋子或底部，不小心掉進了油箱內的金屬異物，如銅線、焊條頭或塊鐵芯多點接地等；塊鐵軛下梯子木墊的表面之間的影響與潮濕或潮濕的影響伴隨著大量油泥，水分、雜質使其絕緣被破壞，變壓器油污泥灰塵堵塞核心縱向熱油管道形成短路接地；運行中轆鐵墊塊若受潮，也會使鐵芯與油箱短接；變壓器在現場裝配和建設工作中，不小心留下的金屬異物，如螺母、螺釘、工具等接地；由于變壓器的影響與潮濕，潮濕影響夾緊塊絕緣或鐵軛階梯墊絕緣性能下降，直到鐵心原因高電阻多點接地；操作維護不當；變壓器過載運行很長一段時間的絕緣老化，平時巡邏和檢查沒有關注，使當地鐵芯過熱，造成多點接地絕緣破壞。

二、故障危害

鐵芯多點接地的危害包括：空載損耗增加造成鐵芯局部過熱，甚至會燒壞鐵芯；鐵芯過熱會使變壓器油分解造成變壓器油的絕緣和散熱性能下降；變壓器油的分解和溫度的上升可能導致瓦斯繼電器動作，使變壓器跳閘。

三、故障處理原則

鐵芯若存在多點接地故障時，需要對其進行處理。對不能停運的變壓器，可采用臨時處理辦法，即在鐵芯外引接地線上串入限流電阻；當然為了徹底解決該故障，則必須對變壓器進行吊芯處理。另外還可以用沖擊法來消除鐵芯多點接地。

四、鐵芯多點接地的判斷

1.測量鐵芯外引接地線中的環流。鐵芯正常單點接地時，鐵芯中環流很小，一般在0.3A以下。若存在多點接點，環流明顯增大，最大可達到幾十安培。

2.進行油色譜分析，當特征氣體CH4和C2H2比重較大，而CO和CO2比重不大時，有可能存在鐵芯多點接地情況。

3.測量鐵芯對地的絕緣電阻。若鐵芯絕緣電阻為0或接近于0，則認為鐵芯多點接地。

4.用直流法和交流法判斷故障點。

五、故障處理和案例分析

1.運行中的應急處理

變壓器發生多點接地時，若不能及時退出運行者，則應加強監視，并采取臨時措施，限制接地故障的發展。①降低變壓器的循環色譜分析、監控故障點產生氣體；②定期測量地球當前的鐵芯，如故障電流較大，可以打開臨時地面操作，但應加強監測，避免點故障消除后鐵芯暫停潛力，產生放電；③對于不穩定的地面，可以字符串堆芯接地鉛變成一個可調電阻，限制0.3下鐵芯接地回路的循環。

2.吊罩檢查

對于鐵芯多點接地，變壓器的吊芯檢查是最可靠的辦法。為了減少器身跟空氣的接觸時間，一般進行以下檢查或處理：①外觀檢查。檢查鐵芯和夾持板是否有碰撞、硅鋼片是否有波鼓起、上下夾緊件和芯之間、芯柱與拉板無異物、夾和罐壁是否有碰撞、鐵軛和底部是否有異物橋接短路。②直流法。將鐵心與夾件的連接片打開，用直流電壓表測量相鄰硅鋼片之間的電壓，當電壓表指示為0或為負時，認為該地點是故障點。③交流法。低壓側接入220V或者380V交流電壓，高壓側和中壓側短接接地，沿著鐵軛逐級測量，當毫安的電流為零，則此處為故障點。④鐵芯加壓。將鐵心的接地點斷開，給鐵心加電壓，若在升壓過程中會聽到放電聲，根據放電火花可觀察到故障點。

3.放電沖擊法。當變壓器不適合吊罩時可以用放電沖擊法，這種方法應該檢查現場的具體情況，主要有電容沖擊法和電焊機沖擊法。

某220KV主變進行油色譜分析時發現總烴異常升高。測量鐵芯接地電流小于100mA。鐵芯對地絕緣電阻為10，000MΩ，夾件對地絕緣電阻也為10，000MΩ，鐵芯對夾件絕緣電阻為5.2Ω，判斷鐵芯與夾件之間可能碰觸現象。

由表1可以看出總烴、甲烷、乙烷在2012.4.28日試驗時已經出現明顯升高現象，懷疑變壓器內部發生局部過熱現象。用2500V兆歐表測量變壓器絕緣電阻時有明顯放電聲，根據放電聲查找發現鐵芯定位桿與油箱間的紙絕緣破損，導致定位桿與上夾件碰觸，導致鐵芯對夾件絕緣電阻很小，更換紙絕緣重新測量鐵芯對夾件絕緣為10，000MΩ，恢復正常。

六、總結

變壓器鐵芯多點接地故障應及時準確診斷故障類型，并確定相應的處理方法，從變壓器鐵芯接地故障的操作，大多是底部清潔和非誘導，作為操作和維修部門應嚴格操作前檢查。對于污泥和不穩定的接地故障，不應盲目采取覆蓋解除的方法，有效消除可用電容器的沖擊，從而避免人力資源浪費和停電。