变压器铁芯多点接地故障及处理方法探讨

变压器铁芯多点接地故障及处理方法探
讨
摘要：变压器作为电力供应中最为重要的电气设备，直接影响着整个供电线
路的稳定性和安全性。

铁芯多点接地作为变压器运行中极其常见的故障之一，会
严重影响变压器的运行，使铁芯严重发热，进而造成跳闸、元器件烧毁等多种问题。

因此文章就对变压器铁芯多点接地故障的危害以及原因进行了分析和研究，
并总结了故障判断和处理的方法，以供参考。

关键词：变压器铁芯；多点接地；原因；处理方法
1变压器铁芯多点接地的危害
变压器在运行中所处于的电场属于不均匀电场，所以内部铁芯和金属夹件会
在其表面存在感应电动势，并且因为二者位置不同，这就会导致电势差的产生。

如果电视差超过变压器所能承受的最大界限点，就会产生电压击穿现象，使变压
器铁芯被破坏。

在一点接地状态下，变压器的感应电压及电流会沿着接地点导入
地下，从而起到保护变压器的作用[1]。

然后在多点接地状况下，接地点之间会因
为电势差的不同而产生回路环流，在环流影响下，变压器铁芯会出现较为严重的
发热，一旦超过一定限制，就会导致瓦斯误动而跳闸。

与此同时在多点接地情况下，接地点与大地所产生的回路还会与绕组磁通发生交链，使铁芯内也出现环流，使通过电流值增加，变压器电损提高，同时还会出现油色谱异常。

2变压器铁芯多点接地的故障类型
现阶段变压器铁芯多点接地故障具体分为下述几类:第一，变压器安装中铁
芯与金属外壳或者夹件产生接触，安装质量存在问题；第二，穿芯螺栓钢座套和
硅钢片产生接触，出现短路；第三，铁芯绝缘体出现破损，绝缘性能下降，将引
起高阻多点接地；第四，潜硅轴承在使用中因摩擦产生金属屑，散落到变压器内部，产生桥路，进而造成箱底、铁轭接地；第五，变压器油箱内存在金属物，这
就会导致铁芯叠片和箱体之间产生通路，进而造成多点接地；第六，铁轭与下夹
件间隔木板潮湿度过高或者存在油污，丧失了原有的绝缘保护效果；第七，变压
器在运行维护中，因为管理质量较差，及时对多点接地问题进行排查和处理，最
终导致故障影响扩大。

3变压器铁芯多点接地故障的判断方法
3.1绝缘油体检测
油色谱分析是变压器故障检测中最为常用的方法之一，该方法在变压器在电
运行情况下也可以正常使用，并且检测效率和准确度都非常高。

变压器在正常运
行和异常运行下的各种标志气体含量组成是存在差异的，在多点接地故障发生后，
变压器中C
2H
4
含量就会提升，并且总烃值也会迅速提高，这是判断多点接地故障
的最主要依据之一。

在应用IEC三比值法进行故障判断时，一般所对应的特征气体编码为0、2、2[2]；经过分析发生故障时温度多在700～1000℃。

在具体检测中如果存在上述特征情况，并且经进一步验证变压器油泵或者开关都正常运行，能够基本断定变压器铁芯存在多点接地。

3.2电气检测
在变压器运行中，变压器铁芯接地线电流非常小，通常都在0.1A以内，此时可以利用钳形电流表来测量铁芯引下线上电流，从而来判断变压器铁芯是否存在接地异常。

但是在测量中需要做好对电磁场干扰的屏蔽，钳形电流表需要与接地线水平，尽可能紧邻，在完成电流值的测量后，再嵌入接地线再次测量，通过计算两侧测量的电流差就可以得到具体的接地电流值。

同时为了进一步判断和确认多点接地故障，在变压器停止运行后，还需要打开铁芯引出套管地线，并测量对地绝缘电阻。

除此以外，在完成多点接地故障判断后，还需要测量对地电阻的大小，以此来准确识别接地的类型，区分金属性或者非金属性接近，然后再采取针对性处理方案。

3.3故障点查找
在确定存在铁芯多点接地故障后，必须对故障点进行准确排查，这样才可以
制定出切实有效地解决措施。

对于外侧故障点，需要先在变压器绝缘油循环状态
下来测定油体含水量，以此来评估铁芯的绝缘性，如果含水量过高，则说明油箱
底可能因为某些因素影响出现受潮产生了导电回路。

之后再拆除单点接地地线套管，检查其绝缘性，对潜在的漏地点进行详细排查；如果套管、引线绝缘破损，
必须及时更换，并重新检测其绝缘性是否满足相关绝缘标准[3]。

此外，还需要进
一步排查铁芯上部、温度计座套等是否存在异常，如果存在异常，则需要及时进
行修复或者更换。

4变压器铁芯多点接地的现场处理措施
4.1不吊芯临时串接电阻法
在确定铁芯多地接地故障，并且变压器无法停电处置时，由于不能对吊芯进
行检测，所以为了减小环流影响，需要将限流电阻串接到接地外引线上。

该方法
非常简单，但是只能用于紧急处理，同时在操作中需要根据环流值和开路电压的
大小来进行串入电阻值的计算，如果串入电阻值过小，则无法起到限制环流的效果，而电阻值过高则会导致铁芯处于高电位，所以串入电阻值的计算必须严格按
照相关要求，保证其科学合理。

此外，在应用该方法时，还需要进一步对电阻的
热容量进行计算，以免因为产热过高而造成电阻烧坏。

4.2吊罩处理方式
在铁芯多点接地处理中，最为常用的就是吊罩处理，该方法相对简单，并且
能够详细排查各方面的故障原因，但是需要注意的是，在操作中应该尽可能加快
排查速度，以免因为铁芯暴露时间过长而产生氧化。

具体检测流程如下：第一，
详细排查铁芯零部件，对故障范围进行进一步的明确，从而为后续排查提供便利；第二，检查铁芯和夹片内是否存在各种金属屑或者金属片；第三，清理铁芯、绝
缘片的氧化物和油污，并且应该尽可能做到详细清理，如果有些部位无法查看，
也需要通过细物处理，确保铁心和绝缘片的清洁干净。

在清理完成后，还需要用
氮气或者原油来进一步冲洗，以此来确保铁芯和夹片内不存在任何遗杂物；第四，
轻敲铁芯，检查仪表数据有无变化，以此来判断有无其他接地点，并进行处理。

上述方法多只用于排查处理杂物积聚所引发的铁芯多点接地故障，如果在应用中该方法难以起到应有效果，则需要采用放电冲击法来进行处理[4]；第五，打开铁心、夹件间的连接片，然后检测硅钢片间电压，故障点的电压会呈现为零或者负值；第六，接入交流电压，并将高压及中压侧短接，逐级检测铁轭电流，电流为零说明存在故障。

4.3放电冲击法
因氧化物、油污、焊渣积聚等所导致的多点接地故障排查难度相对较大，所以对于此类故障，多采用放电冲击法来进行排查，并且该方法在停电或者不停电状态下都可以使用，故障排查效率和效果都非常好。

在应用该方法时，需要结合变压器的装配、接地等具体情况来选择相应的放电冲击方法，现阶段常用的有电容直流冲击法和电焊机交流电流法，后者在应用中由于电流控制难度大，并且只能用于检测金属接地故障，所以应用局限性也比较大，应用场景较少。

因此在现阶段多采用电容直流冲击法来进行检查，该方法操作简单，能够适用于多种不同故障类型。

结语
综上所述，为了确保电力供应的安全稳定，在现阶段必须强化对变压器铁芯多点接地故障的分析研究，通过合理的故障排查判断方法来明确故障原因，并结合故障原因采用相应的处理措施，确保变压器在最短时间内能够恢复正常运行，减少因变压器铁芯多点故障所造成的经济损失和安全风险。

参考文献
[1]刘德祥,白秋杰,段明慧.浅谈电力变压器铁芯多点接地过热危害分析与处理方法[J].科技与企业,2015(5):232-233.
[2]李辉.分析电力变压器铁芯接地故障的类型、原因及危害[J].通讯世界,2016(20):100-101.
[3]徐斌，李鹏.变压器铁芯多点接地故障分析及处理过程[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2018（01）：146-147.
[4]梁康，任军霞，石国强，王坤.35kV主变压器铁芯多点接地故障的诊断[J].电子测试，2017（20）：80-81.。