35kV主變壓器鐵芯多點接地故障的診斷

梁康，任軍霞，石國強，王坤

（國網山東省電力公司冠縣供電公司，山東聊城，252500）

35kV主變壓器鐵芯多點接地故障的診斷

梁康，任軍霞，石國強，王坤

（國網山東省電力公司冠縣供電公司，山東聊城，252500）

本文就35kV主變壓器鐵芯多點接地故障的診斷展開分析，并提出了相應的處理措施，以期為今后變電站與主變壓器運維工作提供有效參考。

主變壓器；鐵芯多點接地；絕緣油體

0 引言

35kV變電站的正常運行，與其主變壓器的安全與穩定有著直接的聯系，若主變壓器發生鐵芯多點接地故障，相關排查工作有一定難度。首先明確的35kV主變壓器鐵芯多點接地故障及類型，主變壓器中的原邊測電流在其鐵芯中能夠生出感應磁場，原副邊能夠通過該磁場的耦合作用實現電能傳輸，若要保障變壓器及變電站整體的正常運行，需要確保鐵芯與繞組一直處于正常工作狀態。單點接地是變壓器正常運行的必要條件，一旦發生鐵芯多點接地故障，變壓器中出現環流，就會引發變壓器嚴重發熱，增加其能耗，降低其運行效率。因此，對主變壓器鐵芯多點接地故障的有效診斷與處理對維護變壓器正常運行具有重要意義。

1 35kV主變壓器鐵芯多點接地故障及類型

一般來說，35kV變電站中的主變壓器功率較大，且多采用油浸式變壓器，在運行過程中，由于發熱嚴重，會引發變壓器內部絕緣油的分解，降低絕緣強度，進而引發主變壓器擊穿等故障。當主變壓器發生鐵芯多點接地故障時候，通過對主變壓器運行狀態的緊密觀察，能夠發現以下幾點表征現象。

（1）變壓器鐵芯位置發熱嚴重，且主變壓器正極的溫度都會同時升高，超出正常范圍。（2）采用油浸式變壓器作為主變壓器，在發生變壓器鐵芯多點接地故障時，絕緣油當中會發散出肉眼可見的氣體，該氣體會在故障出現伊始不斷產出。通過相關實踐經驗的總結發現，上述現象是主變壓器發生多點接地故障時較為常見的特點，有助于幫助運維人員明確故障類型。另外，在明確是主變壓器鐵芯多點接地故障的前提下，可依據主變壓器鐵芯多點接地故障的性質特點，能夠將故障類型分為兩點：不穩定接地與穩定接地。其中，不穩定接地現象即是接地點的接地不夠牢靠，促使接地電阻大幅度增高，在電磁場作用下，存在的異物會引發形成導電小橋，進而造成基地故障，如變壓器油泥或金屬粉末。而穩定接地故障則是指接地點位置接地牢靠且接地電阻未發生顯著變化，一般故障原因都是絕緣破壞，如鐵芯穿芯螺栓與壓環壓釘等。

2 多點接地故障診斷方法

經過長期的經驗總結，發現主變壓器鐵芯發生多點接地故障的現象較為普遍，需要相關技術研究方面給予高度重視，并在變壓器運行過程中對其進行有效的監控與檢測，便于及時發現并處理相關故障，維護變壓器的正常運行。針對35kV的主變壓器鐵芯多點接地故障的診斷與處理方法如下。

2.1 故障判定

2.1.1 絕緣油體檢測

在35kV變電站中，采用油浸式主變壓器，在其冷卻絕緣油中由于高溫溶解作用，會不斷發散出大量氣體，通過此種氣體發散現象來檢測主變壓器故障是一種較為復雜但十分有效的方式，依據《電力設備預防性試驗規程》中的相關介紹，絕緣油體檢測是其中的一項必要試驗項目。當主變壓器鐵芯發生多點故障時，絕緣油體中溶解發散出來的氣體，其主要成分為CnHn的烴類氣體。依據絕緣油中的氣體含量檢測，能夠準確判斷故障類型是否為多點接地故障，對該氣體檢測發現，C2H2、C2H6、CH4、C2H4的組合含量依次遞增，即C2H4的含量為最大時，可以判定絕緣油所發散出來的烴類氣體含量超出標準預警值150uL/L，進一步判定主變壓器鐵芯發生了多點接地故障。需要注意的是，當烴類氣體超標，此時的多點接地故障處于一種極其不穩定的狀態，這種檢測方式多用于油浸式變壓器出廠的復檢階段。

2.1.2 電氣檢測

在對變壓器的常規檢測當中，一般采用電氣檢測方法。在變壓器利用套管引出導線，以實現單點接地，利用電流鉗表對變壓器地線中的電流進行檢測，利用測量結果進一步判定該變壓器是否發生多點接地故障。變壓器中，設置鐵芯單點接地，主要是為了向變壓器漏電提供流向大地的通路，并為電壓中性點提供電位值，其最主要的作用則是防止觸電現象發生，實現保護性接地。一旦發生變壓器鐵芯多點接地故障，磁場有了閉合回路，由電磁感應定律能夠明確該回路將會相應產生感應電流。

在故障接地點與正常的單點接地處位置，通過其相對距離能夠進行電流大小的準確測量，故障狀態下，將會影響單點接地線中的電流超出正常范圍。在正常工作狀態下，接地引線中的電流一般在300mA以下，通過電流鉗表對單點接地線中的電流進行測量，發現測量值超出300mA至幾十安培，則可直接判定主變壓器鐵芯發生多點接地故障；若測量值雖超出300mA，但超出值并不多時，則需要結合上述絕緣油體檢測方法進行準確判定。

2.2 故障點查找

在明確主變壓器鐵芯發生多點故障后，就需要進一步對其故障點進行準確查找，以便采取針對性的解決措施，常用的排除法結合了故障原因與實際工作經驗，能夠相對準確、快速的找出故障點，具體步驟如下。

外側故障點排查；首先，讓主變壓器中的絕緣油進行循環，明確鐵芯的絕緣性是否處于正常范圍，并對油體中的水分含量進行準確測量；若水分含量顯示異常，則說明變壓器鐵芯的冷卻絕緣油箱底部受到了外界積水等現象的影響發生了受潮現象，形成了導電回路。然后，將單點接地線上的套管拆除，并對其絕緣性進行檢查，排查漏地點；若套管或引線的絕緣性能無法滿足相關要求，則說明需要對其進行更換，在更換之后，需要再次對其進行絕緣性能檢測操作。最后，對主變壓器鐵芯的上部以及溫度計座套等位置進行檢查，分析其是否符合正常運行的相關需求。

內部故障點排查；在對外側故障點進行了有效排查之后，將鐵芯中的冷卻絕緣油全部排出，再進一步對內部故障點進行有效排查。首先，將變壓器鐵芯的單點接地引線及其套管拆除，檢測人員利用中性接地點套管的安裝孔進入到變壓器低壓側位置，由此對鐵芯進行整體檢查，這一過程中，檢測人員需要注重把握檢測時間，避免工作時間過長導致窒息事故的現象。然后，對變壓器的高壓側檢查依舊需要檢測人員在變壓器內部進行，需要重點測試其絕緣效果，找出其余接地點。若上述方法都未能準確找出故障點，則可嘗試對變壓器整體進行清潔處理，處理完成之后，對其進行絕緣性能檢測。

3 多點接地故障現場處理方法

針對35kV主變壓器鐵芯多點接地故障，常采用的現場處置方法為放電沖擊法，主要針對的故障類型是由油污與鐵銹堆積而造成多點接地，若能夠判定多點接地故障屬于金屬性接地故障，則可采用電焊機交流電流法對其進行處理，在應用此種方法時，需要注意對電流的精確控制；在進行高壓電器試驗過程中，常采用電容直流沖擊法進行現場操作，在利用升壓變壓器進行二次電壓的計算過程中，需要嚴格控制其電壓值在2500V以下。

除此之外，在對主變壓器的日常檢修工作，不斷完善檢修計劃，并設立專門的檢修崗位，重視崗位人員的技術培訓與思想意識培養，完善定期抽檢計劃，保障變壓器的順利運行。在進行吊芯大修的過程中，要保證清潔徹底；絕緣性能檢測徹底，對于不符合相關性能要求的設備與導線、材料等及時進行更換處理；主變壓器鐵芯中的冷卻絕緣油箱底部的油污、鐵銹處理時重點工作，一定要全面、細致、徹底。

4 結束語

對35kV主變壓器鐵芯多點接地故障的診斷分析，有利于維護變電站整體的正常運行。通過相關診斷方法與處理措施，能夠有效排查出故障點，進而制定針對性的解決方案，及時進行故障處理，從而避免變電站運行受阻，降低故障損失。因此，在未來的技術研究中，應重視主變壓器鐵芯多點接地故障的診斷與處理技術應用與推廣，進而提升變電站的運行效益。

[1]陳明忠.基于LABVIEW變壓器鐵芯接地故障在線監測系統[J].中國儀器儀表,2015,(08):34-37. [2017-09-16].

[2]嚴樹權.變壓器鐵芯多點接地的診斷及處理[J].技術與市場,2012,19(12):60-61. [2017-09-16].

R&S公司將參展中國集成電路設計業2017年會（ICCAD 2017）

“中國集成電路設計業2017年會暨北京集成電路產業創新發展高峰論壇”將于2017年11月16-17日在北京稻香湖景酒店舉辦。年會以“創新驅動，引領發展”為主題，分開幕式、高峰論壇、專題研討、產品展示4個部分，將通過融合促進系統整機聯動、產業與投資共融、科技成果轉化落地、創新創業項目展示、技術交流合作等環節，為參會嘉賓呈現出一屆具有中關村特色的行業盛會。還將同步舉辦“芯動”北京-暨首屆中關村IC產業發展論壇以及EDA與IC設計、IP與IC設計、FOUNDRY與工藝技術、封裝測試與IC設計、資本與IC設計業等專題技術論壇，為參會代表呈現先進的技術與解決方案。

羅德與施瓦茨公司（Rohde & Schwarz，R&S）將在IC年會上展示其領先的針對IoT和通用IC設計與測試的產品和解決方案，包括IoT芯片測試技術，射頻微波芯片測試技術，收發機芯片測試技術，收發機芯片產線測試方案，先進相位噪聲測試技術，先進時域測試技術等方案。與此同時，R&S公司將在“封裝測試與IC設計”專題論壇中，以“R&S最新IoT測試技術和解決方案 ”為主題，著重介紹IoT技術發展現狀和R&S公司在IoT測試方面的先進經驗和特色方案，期待與您分享，敬請關注。通過參觀和交流，來賓將體驗到R&S公司的一流產品、服務以及先進理念，領略R&S公司打造的全方位的IC測試方案平臺，來共同促進IC產業的創新與發展。

Diagnosis of multi-point ground fault of main transformer of 35kV main transformer

Liang Kang, Ren Junxia, Shi Guoqiang, Wang Kun
(Guxian power company, shandong electric power company,Liaocheng Shandong,252500)

In this paper, the 35 kv main transformer iron core multipoint earthing fault diagnosis analysis,and proposed the corresponding measures, so as to the future and the main transformer substation operations work provide effective reference

main transformer; Multi-point earth; The insulating oil body