變壓器鐵芯多點接地故障判斷及處理方法

董秀峰

（陽煤集團基本建設工程管理部， 山西 陽泉 045000）

引言

要使變壓器正常運轉，就需要把變壓器的一端進行接地，否則產生的擊穿放電會使得變壓器的鐵芯受到損害，從而造成變壓器的老化失效。但是當鐵芯進行兩個端點接地時，就會形成環形電流，造成鐵芯溫度升高，這樣也會損害鐵芯，甚至可能出現電路跳閘的現象，所以要盡量避免變壓器在工作中出現多點接地的問題。變壓器的兩個重要構件是鐵芯和線圈，它們是變壓器傳遞而且轉換電磁能量的核心器件，因此確保鐵芯和線圈的安全對于保障變壓器正常工作有重要作用。變壓器出現故障一般由多點接地造成的，所以只有精確判斷并及時解決變壓器多點接地問題，才能使變壓器正常運轉[1]。

1 變壓器多點接地的類型

在正常情況下，變壓器通常只能將一點來接地，但在使用方法錯誤的情況下也許會出現多點接地的狀況，其多點接地主要有以下幾種可能：

1）變壓器的某疊片因為某種原因出現翹起現象，并且翹起點接觸到肢板，這樣就造成了多點接地。

2）鐵芯的絕緣板出現了損壞或丟失現象，造成鐵芯可以通過電流，從而引起多點接地現象。

3）可以導電的金屬粉末或其他物品進入鐵芯的絕緣板上，導致絕緣板失靈，形成多點接地現象。

4）油箱內進入了導電物質，使得鐵芯的疊片和油箱進行了連接從而形成多點接地現象。

5）變壓器在制造時因為生產工藝低下，使得變壓器鐵芯存在不合格現象，長時間的使用絕緣板被破壞，造成多點接地現象。

6）在疊壓鐵芯疊片的時候可能會因為疊壓力度過大使絕緣受損，造成多點接地現象[2]。

2 變壓器多點接地的危害

1）使鐵芯溫度升高，從而對變壓器造成破壞。

2）在長時間未處理多點接地情形時，會使得變壓器油以及變壓器繞組連帶出現過熱問題，使絕緣層氧化失效，鐵芯過熱，造成變壓器破壞。

3）在較長時間內未解決多點接地問題，也許出現變壓器油變化情況，甚至可能產生有害的氣體。

4）芯片溫度過高現象可能造成變壓器的木結構部分碳化。

對2015年8至10月出生于巴西的35例小頭畸形兒進行研究發現，他們的母親妊娠期均有寨卡病毒疫區接觸史，其中25例(71%)患兒有嚴重的小頭畸形，17例(49%)患兒存在神經系統異常的表現。參加影像學檢查的27例患兒均有異常的影像學表現。頭顱CT及超聲顯示廣泛的顱內鈣化，主要分布在腦室周圍、腦實質、丘腦及基底神經節。11例(31%)患兒存在多余的頭皮，提示急性宮內腦損傷導致大腦發育障礙，但并不影響頭皮的生長發育。其中4例(11%)患兒存在關節屈曲癥狀(先天性攣縮)，提示中樞或周圍神經系統受累。該35例患兒均排除了引起小頭畸形的梅毒、弓形蟲病、風疹、巨細胞病毒和單純皰疹病毒感染的可能[10]。

5）變壓器燒斷，從而使得其無法接地，產生嚴重的問題。

6）可能使得變壓器出現放電問題，從而減少變壓器壽命。

3 變壓器鐵芯多點接地的檢測方法

3.1 絕緣電阻測量法

停止鐵芯的通電，用2.5 kV兆歐表來測量鐵芯的對地電阻，加入測量的結果顯示其絕緣電阻很低或者為零時，這就表明鐵芯或許存在多點接地的問題。

3.2 電氣法

使用鉗形表來測量變壓器的接地引線上是否存在電流，當變壓器運行正常時，測得的電流就是繞組對鐵芯的電容電流，其電流值一般不超過0.1 A。如果變壓器存在多點接地的現象時，測得的電流一般達到了幾十安，兩者之間電流區別很大，可以通過這種方式來判斷變壓器是否出現了多點接地的現象[3]。

3.3 氣相色譜分析法

對變壓器的含氣量使用氣相色譜分析來檢測變壓器是否多點接地的方法是一個更加有效地方法。當色譜的分析顯示有乙炔超出規定線的時候，則可以認為是動態接地故障，當出現絕緣電阻為零或者環流時，可以確認變壓器出現了多點接地現象。

4 處理電壓器多點接地的方法

4.1 吊罩處理

想要對變壓器進行簡單有效地檢查，吊罩處理是普遍采用的方法，盡量使變壓器核心部件不要裸露在空氣中，所以在打開變壓器時進行如下操作能盡快解決變壓器出現多點接地故障：

1）逐一測量絕緣體，將查找范圍盡量縮小。

3）清理夾片之間的異物，尤其是金屬類導電異物。

4）用榔頭輕敲夾片層，觀察檢測表是否出現變化。若產生變化則尋求問題所在，并對問題進行解決。

吊罩處理常用于因雜物而引起的多點接地，如果這種方法無效，就需要使用放電沖擊法來處理。

4.2 放電沖擊法

這種方法一般用于吊罩處理所不能解決的多點接地現象，放電沖擊法是將難以處理的導體細物進行放電擊穿的方法，其中一種方法是采用交流電進行擊穿，這種方法常用于金屬性故障，但出現金屬性接地故障的可能性非常小，所以交流電擊穿的方法很少在實例中使用。在實例中通常是使用電容直流電壓法，這種方法操作簡單，有很多應用成功的案例[4]。

5 臨時應急措施

當使用中變壓器出現多點接地的現象時，為了保障設備的安全性，都需要對變壓器進行斷電吊罩處理，但現實中往往存在不允許斷電的情況，這時候便可以采用應急措施，以防止問題進一步嚴重。方法如下：先對鐵芯接地回路的環路進行電壓測量，之后求得電阻，最后計算應該串聯的電阻阻值，使用串阻的方法使環形電流減小，達到對變壓器保護的目的。

6 案例

2016年11月19號，某地區五號變壓器出現較為嚴重的多點接地現象，維修人員對變壓器進行了吊罩維修處理。

在變壓器罩吊起后，按照程序進行了以下步驟來查找故障發生點：

1）維修人員先對變壓器的外部鐵芯以及各有關部件進行檢查，看是否存在明顯的接地現象。

2）在對夾片以及夾件進行檢查，看夾片是否存在變形刺穿現象，看夾件是否存在移動、破損和變形或者掉落的情況。

3）維修人員對油箱進行了清理，主要是清除導電油泥、污漬和金屬粉末，最后使用變壓器油對變壓器進行仔細的清洗。

4）查看鐵芯是否存在生銹和絕緣層脫落，調整好各疊層之間的空隙距離，如果發現疊片出現問題，就及時更換處理。

5）查看是否有因多點接地而引起的木質夾件碳化現象，如果存在這種問題，就要按照夾件相應規格來進行更換。

結果通過以上方法未能查出原因所在，所以維修人員對變壓器進行了解體檢查，其具體實現過程如下[5]：

1）拆卸變壓器鐵芯以及夾件。

2）將拆卸物整理放好。

3）拆除線圈引線、絕緣件等零碎物品。

4）檢查變壓器夾件以及墊塊是否存在損壞。

5）檢查變壓器箱底是否存在異物。

6）將箱底異物進行徹底清除。

7）按照順序將變壓器安裝好。

經過第二次拆卸變壓器，逐一進行檢查，最終處理了變壓器多點接地的問題。

7 結語

變壓器的多點接地問題是變壓器常見的一類問題，在處理變壓器多點接地問題的時候，首先要保證人員安全，其次要保證盡量減少對變壓器的損壞，最理想的方式就是以最簡潔的方法解決變壓器的多點接地問題。變壓器是一種帶電物品，在對變壓器進行檢查時最好能做斷電處理，達到以最安全的方式對變壓器多點接地問題進行處理的目的。

[1] 劉振亞.特高壓交流輸電線路維護與檢測[M].北京：中國電力出版社，2013.

[2] 石巖龍，閆廣濤，劉影強.帶電更換750 kV耐張雙聯絕緣子方法探討[J].高壓電器，2014（11）：9-11.

[3] 西北電網有限公司.750 kV輸電線路帶電作業方法[M].北京：中國電力出版社，2014.

[4] 胡毅，王力農，邵瑰瑋.750 kV輸電線路帶電作業的試驗研究[J].高電壓技術，2014，30（2）：8-14.

[5] 胡毅，王力農.750 kV輸電線路帶電作業安全防護研究[J].高電壓技術，2015，35（2）：373-378.