淺析變壓器多點接地故障的處理方法

楊臣松

(鄭州金源特變電氣有限公司，河南 鄭州450000)

1 變壓器多點接地故障的類型和成因

變壓器多點接地故障按接地性質(zhì)分為不穩(wěn)定接地和穩(wěn)定接地。不穩(wěn)定接地是指接地點接地不牢靠，接地阻力變化大，多是由于異物在磁場作用下形成的。穩(wěn)定接地是指由于變壓器內(nèi)部絕緣缺陷或廠家設(shè)計安裝不當(dāng)造成的接地故障，如鐵芯穿芯螺栓、壓環(huán)壓釘?shù)鹊慕^緣破壞等。

2 變壓器多點接地故障的分析及處理程序

2.1 根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，判斷是否存在鐵芯多點接地故障

1)色譜數(shù)據(jù)分析。目前，用油中溶解氣體色譜分析方法是監(jiān)測變壓器鐵芯多點接地故障最簡便、最有效的方法。常用的是“三比值法”和德國“四比值法”。由于三比值法只能在變壓器油中溶解氣體各組分含量超過注意值或產(chǎn)氣速率超過限值方可進(jìn)行判斷，不便于在故障初期進(jìn)行判別，因此建議使用“四比值法”進(jìn)行判斷。利用五種特征氣體的四對比值來判斷故障，在四比值法中，以“鐵件或油箱中出現(xiàn)不平衡電流”一項來判斷變壓器鐵芯多點接地故障其準(zhǔn)確度相當(dāng)高。

2)電氣測量數(shù)據(jù)分析。變壓器正常運行時，可在變壓器鐵芯外引接地套管的接地引下線上用鉗型電流表測量引線上是否有電流，正常情況下此電流很小，為mA 級(一般＜0.3 A)。當(dāng)存在多點接地故障時，環(huán)流上升到“A”級，最大電流可達(dá)數(shù)百安培，通過測量環(huán)流便能對鐵芯接地故障進(jìn)行判斷。

當(dāng)設(shè)備停止運行時，斷開鐵芯引出接地線，用2 500 V 兆歐表對鐵芯接地套管測量絕緣電阻。如電阻值為零或與歷年數(shù)據(jù)相比較其值降低很多，則表明變壓器內(nèi)部可能存在鐵芯多點接地，此時應(yīng)正確測量各級繞組的直流電阻。若各組數(shù)據(jù)未超標(biāo)，且各相之間與歷次測試數(shù)據(jù)之間相比較無明顯偏差，變化規(guī)律基本一致，則可排除故障部位在電氣回路內(nèi)，從而確認(rèn)主變鐵芯多點接地故障。

2.2 根據(jù)設(shè)備運行狀況，判斷鐵芯多點接地故障類型

在確認(rèn)了變壓器鐵芯確實存在多點接地故障，則應(yīng)對變壓器的運行狀況進(jìn)行分析，判斷鐵芯多點接地故障的類型，以便于確認(rèn)應(yīng)急措施及處理方案。

首先查詢變壓器投運的時間、負(fù)荷情況、有無突發(fā)故障或沖擊等。其次查詢變壓器歷史運行情況、安裝試驗記錄等。綜合以上因素再結(jié)合色譜分析、電氣試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，確認(rèn)鐵芯接地故障的類型。如變壓器鐵芯電阻突然降低，色譜分析數(shù)據(jù)無異樣，而變壓器長時間沒有運行，則可能是由于油泥沉淀導(dǎo)致鐵芯多點接地，屬于不穩(wěn)定接地故障，對應(yīng)采取措施消除即可。

2.3 排除不穩(wěn)定接地故障，限制鐵芯多點接地故障發(fā)展

在確認(rèn)了變壓器鐵芯多點接地故障的類型后，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況及故障類型采取應(yīng)急措施，從而排除不穩(wěn)定接地或限制故障的發(fā)展。對于不穩(wěn)定接地故障，在設(shè)備停運的情況下，可采用電容放電沖擊法排除故障。對于變壓器出現(xiàn)多點接地故障，則應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視，并采取臨時措施，限制接地故障的發(fā)展。

2.4 停電檢修，徹底排除鐵芯多點接地故障

如故障很嚴(yán)重，且有不斷發(fā)展的趨勢，嚴(yán)重威脅設(shè)備安全，在條件允許情況下，可對變壓器進(jìn)行吊罩檢修，徹底排除故障。

1)外觀檢查。檢查鐵芯與夾件支板是否相碰、硅鋼片是否有波浪鼓起、上下夾件與鐵芯之間、鐵芯與拉板之間有無異物、夾件與油箱壁是否相碰、下鐵軛與箱底是否有異物橋接短路等。如未發(fā)展異常，則進(jìn)行下一步試驗。

2)直流法。將鐵心與夾件的連接片打開，在鐵軛兩側(cè)的硅鋼片上通入6 V 的直流，然后用直流電壓表依次測量各級硅鋼片間的電壓，當(dāng)電壓等于零或者表針指示反向時，則可認(rèn)為該處是故障接地點。

3)交流法。將變壓器低壓繞組接入220～380 V 交流電壓，高壓側(cè)與中壓側(cè)短路接地，此時鐵芯中有磁通存在。如果有多點接地故障時，用毫安表測量會出現(xiàn)電流(鐵芯和夾件的連接片應(yīng)打開)。用毫安表沿鐵軛各級逐點測量，當(dāng)毫安表中電流為零時，則該處為故障點。這種測電流法比測電壓法準(zhǔn)確、直觀。若用上述兩種方法仍查不出故障點，最后可確定為鐵芯下夾件與鐵軛階梯間的木塊受潮或表面有油泥。將油泥清理干凈后，進(jìn)行干燥處理，故障可排除。一般對變壓器油進(jìn)行微水分析可發(fā)現(xiàn)是否受潮。

4)鐵芯加壓法。將鐵芯的正常接地點斷開，用交流試驗裝置給鐵芯加電壓，若故障點接觸不牢固，在升壓過程中會聽到放電聲，根據(jù)放電火花可觀察到故障點。當(dāng)試驗裝置電流增大時，電壓升不上去，沒有放電現(xiàn)場，說明接地故障點很穩(wěn)固，此時可采用下述的電流法。

5)鐵芯加大電流法。將鐵芯的正常接地點斷開，用電焊機(jī)裝置給鐵芯加電流。當(dāng)電流逐漸增大，且鐵芯故障接地點電阻大時，故障點溫度升高很快，變壓器油將分解而冒煙，從而可以觀察到故障點部位。故障點是否消除可用鐵芯加壓法驗證。出現(xiàn)變壓器鐵芯多點接地故障應(yīng)及時、準(zhǔn)確地診斷故障類型，確定相應(yīng)的處理方法，對于油泥等不穩(wěn)定接地故障，不宜盲目采取吊罩檢修方法，可用電容沖擊法排除，以免造成人力資源的浪費和停電損失。

3 結(jié)語

變壓器在人們生活中是非常重要的，對于人身安全和財產(chǎn)安全至關(guān)重要，處理好變壓器的安全接地非常關(guān)鍵。在變壓器接地程序中，要做到預(yù)防為主，防止結(jié)合，合理而有效地對鐵芯接地進(jìn)行分析判斷，對接地多余點進(jìn)行查尋，總結(jié)出切實可行的通用參考程序及有效的應(yīng)急措施。

［1］ 何宏群. 變壓器鐵心多點接地故障的診斷［J］. 變壓器，1997(8).

［2］ 羅軍川. 變壓器鐵心多點接地故障的檢測與處理程序［J］.變壓器，1994(8).

［3］ 劉君平，李紹文. 變壓器鐵芯多點接地故障綜述［J］. 煤炭工程，2006(9).