变压器铁芯故障

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2.故障实例 2002年4月，某厂在无励磁31500KV· A变压器改 造为有载40000KV· A变压器过程中，由于改造工期过 长，变压器整体干燥后，高压对低、地绝缘电阻为 5000M Ω，低压对高、地绝缘电阻为4000M Ω，而 铁芯对地绝缘电阻用2500V兆欧表测多次，结果都 是0，改用万用表的欧姆档测量，为6900 Ω，再用一 个毫安表下去测，1.5h后，电流由原来的20mA上升 到30mA。这样可以判断铁芯对地绝缘电阻为0是垫 脚绝缘纸板或木垫块受潮引起的。经过对相关部门 的集中处理后，铁芯的绝缘电阻上升至4000M Ω。
活动金属物的影响
• 1.原因故障分析 变压器在制造过程中，硅钢片有时会产生较大的毛 刺；变压器箱壳、夹件等铁件在焊接后有时会附着些焊 渣，这些毛刺和焊渣在制造时清理不彻底，变压器运行 后，由于变压器的震动及变压器油流动等原因，一些铁 屑会掉到箱底。在高电压的作用下，毛刺和铁屑等活动 金属物会形成“搭桥”短路。变压器油中油垢及不洁净 带潮湿纤维等杂物常沾附在铁芯垫脚绝缘表面，产生铁 芯低电阻不稳定接地。 当某一绝缘油道内落入金属异物，或硅钢片的尖角 未很好压住而跷起与另一侧硅钢片相碰接通形成回路， 电位差产生循环电流，就会在该处因接触不良而出现高 温过热和火花型放电，接触点周围油被裂解。
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2.故障处理
由于油箱底部堆积有金属异物等杂质的，可用8号铁丝，在 铁丝上均匀地、半叠地缠上干净的白布带，然后穿过铁芯与箱 底之间的空隙，由两个人在铁芯两侧来回地拉动，直到把所有 脏的杂质、铁锈等清出，再用油经板式油滤机把脏物吸滤掉。 如果由于铁芯硅钢片毛刺造成铁芯多点接地故障的，可用 大电流电焊机，电流的大小视毛刺的粗细，一般加150-200A便 足以把毛刺烧掉。这个办法同样适用于变压器注油带电后，杂 质在油中搭成小桥的接地故障。 当绝缘油道内有短路点而无法消除时，可将插入该油道两 侧铁芯的接地片取出，然后用50-60cm长M8或M10全螺纹螺栓 加工成，用螺丝刀旋入该油道内，把油道两侧硅钢片可靠连接 在一起，且要保证该螺栓紧紧旋入。
变压器铁芯接地电流超标缺陷 分析及处理
前言
《电力变压器运行规程》规定：铁芯多点接地而接地 电流较大时应安排检修。多年来，变压器铁芯接地的缺陷 较多,根据有些单位统计,大型变压器的铁芯接地缺陷占运 行台数的2%～4%,因此,处理铁芯接地缺陷显得尤为重要。
1. 电力变压器铁芯必须有一点可靠接地， 但若铁芯出现另一个接地点，便形成了闭 合回路，一方面造成贴芯局部短路过热， 严重时还可能烧损铁芯;另一方面，在铁芯 的正常接地线上产生了环流，造成变压器 局部过热，还可能产生放电性故障。因此， 准确、及时诊断变压器铁芯接地故障，并 采取积极措施，这对系统的安全稳定运行 意义重大。
2.变压器铁芯的正常接地
• 变压器的主要部件是线圈绕组及铁芯。变 压器的铁芯不仅要质量好，而且还必须有 可靠的1点接地，这种可靠的1点接地叫铁 芯的正常接地。大型变压器的1点接地通常 采用的方法是:将铁芯的任一叠片与上下夹 件之间用绝缘隔开，并用0 .3 mm厚的铜片 与夹件连接好，再引到箱盖上与箱盖上的 接地小套管连接好，构成铁芯的1点接地。
穿芯螺杆钢座碰铁芯
• 1.故障原因分析 老式变压器铁芯基本上都是用穿芯螺杆夹 紧的，该方法必须先在铁芯柱的钢片上冲孔， 为了防止穿芯螺杆、螺母造成片间短路或形成 短路环，因此在穿芯螺杆上必须套有绝缘纸套， 在钢垫圈靠铁芯侧垫有绝缘垫圈。穿芯螺杆由 于铁芯的屏蔽作用，其电位与铁芯相差不多， 可以不必再接地。 由于受到变压器近端短路或震动，上夹件 受力往上顶，下夹件往下，因此常常在穿芯螺 杆钢座与铁芯末级短路，造成铁芯多点接地。
4.变压器铁芯多点接地的危害
• （1）变压器形成多点接地后，会在铁芯中产生涡流,变压器铁 损耗增加,铁芯局部过热。 • （2）多点接地严重并长时间未得到处理时,变压器油及绕组也 会产生过热现象,使油纸绝缘逐渐老化，会导致芯叠片之间绝缘 层老化而脱落,继而引起更严重的铁芯过热,铁芯被烧毁。 • （3）长时间多点接地,局部的铁芯过热会引起变压器油质劣化， 严重时会产生可燃性气体，使瓦斯继电器动作。 • （4）铁芯的过热会使变压器本体器身中的的木质垫块及夹件碳 化。 • （5）严重的多点接地会使变压器接地线烧断，使变压器失去点 接地，后果不堪设想。 • （6）变压器多点接地会引起变压器内部产生局部放电现象。
5.变压器铁芯多点接地产生的各种原因
• （1）变压器制造时,由于工艺问题,造成铁芯质量不合格， 如毛刺超标、表面不平整等，很容易在叠装后破坏片间绝 缘。 • （2）铁芯片与片之间在叠压时，操作不当或压力过大， 也会导致片间绝缘受损。 • （3）变压器在制造时，多选用的硅钢片质量有问题，如 表面不光滑，涂的绝缘漆膜不均匀或脱落，造成硅钢片间 短路，形成多点接地。 • （4）变压器长期过载运行，铁芯局部过热严重，也会使 变压器硅钢片间绝缘老化，片间绝缘受损，形成多点接地。
钢垫脚与铁芯之间绝缘受潮故障
• 1.故障原因分析 由于变压器油含水量较高或吊芯时环境湿 度较大，时间过长，会使钢片垫脚与铁芯之间 的绝缘纸板和木垫块受潮。此时，如果用 2500V兆欧表测铁芯对地绝缘电阻时，其值往 往为0.这样就必须用万用表的欧姆档测量，一 般为几十Ω或几百Ω不等，但电阻值肯定不能 为0，这时绝缘有受潮的嫌疑，否则肯定不是 受潮故障。判断绝缘是否受潮单靠电阻数值还 不行，还要进行更加有效的试验。
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2.故障查找 钢压板与上夹件原先是用铜线连接着的， 检查时先拆掉这3条铜线，然后用兆欧表测每 一个钢压板与铁芯的绝缘电阻，如发现绝缘电 阻值为0，则说明该钢压板碰到铁芯柱。此时 需检查钢压板何处碰接铁芯，再矫正。测量钢 压板对上夹件绝缘电阻，如为0，则说明上夹 件压螺钉与钢压板短路。必须逐个检查压螺钉， 即每松开一个压螺钉，测量该钢压板绝缘电阻， 直到压板与上夹件绝缘电阻不为0时止，压螺 钉压紧也必须逐个进行。
6.运行中的检测方法
• 在变压器运行中，使用钳形电流表测量铁 芯外接地引下线中的接地电流，可判断铁 芯是否存在多点接地。该电流一般不大于 1oomA，若达到安培级，则可判断铁芯存在 多点接地。如果变压器的铁芯和上夹件分 别由套管引出接地，那么还可通过测量其 接地线中的电流，判断故障部位。
7.运行变压器铁芯接地故障处理
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3.故障实例 1999年饶平某110KV变电站主变吊芯检查 完毕后，用2500V的兆欧表测铁芯对地绝缘电 阻为2000MΩ，盖罩注油后，测铁芯对地绝缘 电阻为0.该主变是新装产品，器身较为干净， 箱底并无铁焊渣或别的杂质，问题在于铁芯硅 钢片有一些毛刺，判断为铁芯毛刺对箱底短路。 经用大电流电焊机通180A的电流后，毛刺烧毁， 故障排除（当然，在毛刺烧掉时，变压器油中 会分解出少量的乙炔气体）。
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2.故障处理 用矬子或角向砂轮把上夹件的角磨去、 磨平。上夹件固定在上铁轭位置正确，不 得有倾斜，上铁轭夹紧力绝缘受损
• 1.故障原因分析 磁材料在变压器中会产生涡流及电势,因此, 所有钢压板也必须一点接地。当钢压板碰铁芯 柱时，在碰接的地方和铁芯接地片处形成短路 回路，短路回路中便有感应环流。这个感应环 流的回路是：铁芯接地点——铁芯——压板与 铁芯短接点——压板——夹件——铁芯接地片。 就是这样一个感应环流，使铁芯电流有可 能从接近零上升到几十安培，这样，铁芯可能 产生局部过热，接地片可能烧毁而产生放电， 严重威胁大型变压器的安全运行。
3.变压器铁芯多点接地类型
铁芯正常情况下只有1点接地，这样才是可靠接地；当出现2点及 以上的接地时称为多点接地，变压器铁芯的多点接地类型主要有: (1)铁芯叠片因某种原因翘起后，触及到夹件肢板，形成多点接 地。 (2)铁芯下夹件垫脚与铁间的绝缘纸板脱落或破损，使垫脚铁轭 处叠片相碰，形成多点接地。 (3)油浸变压器油箱盖上的温度计座套过长，与上夹件或铁轭、 旁柱边相碰，形成多点接地。 (4)利用潜油泵进行油强迫冷却的大中型变压器，由于潜油泵轴 承的磨损，金属粉末进人油箱，积聚在底部，在电磁力作用下，金属 粉末形成桥路，使下铁轭与垫脚或油箱底接通，形成多点接地。 (5)铁轭阶梯间的木垫块受潮或表面不干净，附有较多油泥、杂 渣使其绝缘降低，构成多点接地。 (6)油箱中落入金属异物，使铁芯叠片与箱体之间连通，形成多 点接地。
• 确认变压器存在铁芯多点接地缺陷，而又不 能在短时间内停电检修时，可考虑使用下列方法。 • （1）可临时在接地回路中串入限流电阻限制 缺陷进一步劣化。 • （2）对于小型变压器，使用大型滤油机将油 从其下部打入，利用油流冲击底部，将导电颗粒 冲离导电位置从而恢复铁芯底部绝缘。
上夹件碰油箱
• 1.故障原因分析： 造成上夹件碰油箱故障主要是变压器 制造厂设计及工艺上的问题，特别是拱形 顶的油箱。由于设计时上夹件与油箱距离 太近或设计值误差太大，造成上夹件与油 箱内壁相接触或太近，在上夹件产生环流 或尖角对油箱放电。
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2.故障处理 一般是先取出故障的穿芯螺杆钢座， 在螺杆故障端垫上绝缘纸板，加上钢垫圈 和螺母便可。每处理一个故障点要测一次 该螺杆的绝缘电阻。 （1）A，B，C相所有压螺钉下加强两 张1mm厚电工纸板，所有压螺钉压紧，钢 压板对夹件、铁芯绝缘电阻≥1000MΩ。
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3.故障实例 2002年11月,在陆丰某110KV变电站检修变 压器时发现上述类型的故障。该变压器容量为 15000KV· A，近年来在低压侧发生过3次近端短 路，且短路时间较长。经吊芯检查，发现B，C 间穿芯螺杆对铁芯绝缘电阻仅为5MΩ，而A，B 间穿芯螺杆对铁芯绝缘电阻大于2000MΩ，其 它的主要绝缘也都大于2000MΩ。因此，检查 了B，C间穿芯螺杆，发现低压侧的钢座隔着低 薄的绝缘纸靠着铁芯末级，取掉钢座后，其绝 缘电阻大于2000MΩ。