电力变压器铁芯接地故障的诊断与处理 赵力锋

电力变压器铁芯接地故障的诊断与处理赵力锋

发表时间：2018-04-16T16:25:00.680Z 来源：《电力设备》2017年第32期作者：赵力锋

[导读] 摘要：电力变压器是电力输送的关键设备之一，一旦电力变压器在运行中发生故障，将严重影响电力系统的安全稳定运行。

（国网徐州供电公司 221005）

摘要：电力变压器是电力输送的关键设备之一，一旦电力变压器在运行中发生故障，将严重影响电力系统的安全稳定运行。本文针对电力变压器常见的铁芯接地故障分析了其产生原因和诊断方法，并针对不同的故障特征给出了相应的解决措施和处理办法。

关键词：变压器；电力输送；铁芯接地故障

1电力变压器铁芯接地故障的概念

电力变压器铁芯接地故障是电力变压器的常见故障之一。这种故障会造成电力变压器铁芯局部过热，使得瓦斯继电器频繁动作，特别严重的时候会导致局部变压器铁芯受损，此外电力变压器铁芯的正常接地线会产生环流，从而导致电力变压器的局部过热。所以，及时准确地判断出电力变压器铁芯接地故障产生的原因以及故障点，采取正确的措施解决故障意义重大。

2电力变压器铁芯接地故障类型

电力变压器正常运行时，铁芯必须接地，而且必须是一点接地，以保证铁芯在高电场中仍与大地等电位。当变压器在运行中发生两点以上同时接地的时候，铁芯与大地之间会形成环流，造成铁芯多点接地发热故障。变压器铁芯多点接地的原因有很多，常见的有以下几种：

（1）铁芯绝缘受潮或者损伤，箱底沉积水分以及油泥，

造成绝缘电阻下降，从而导致铁芯多点接地。

（2）穿芯螺栓钢座套过长与硅钢片短接。

（3）由于安装时疏忽导致铁芯碰壳，碰夹件。

（4）由于潜油泵的轴承磨损使得金属粉末进入到油箱中，由于电磁力的作用而形成桥路，垫脚或者箱底会与下铁轭接通。

（5）由于加工工艺和设计原因导致接地片短路。

（6）由于外界因素以及相关附件导致的多点接地。

3变压器铁芯接地故障的诊断

变压器铁芯接地故障的诊断方法主要有电气法和气相色谱分析法。电气法包括停电电气测试分析法和带电电气测试分析法。

停电电气测试分析法就是在停电后对绕组的直流电阻进行测量，然后对测量数据进行分析，将测量数据与历次的测量数据进行对比，有无异常波动，通过数据分析对接地故障点进行排除，判断是否为分接开关接触不良或者套管导电杆两端引线接触不良等。为了进一步核实是否为铁芯多点接地，可以断开铁芯正常接地线，采用2500V的兆欧表对变压器铁芯的绝缘电阻进行测量，如绝缘电阻阻值很低或者为零，就表明可能存在变压器铁芯接地故障。

带电电气测试分析法是指在电力变压器铁芯的外引接地线上，用钳流表测量引线中是否存在电流。通常变压器在正常运行时，接地线上的电流大约为几十到几百毫安。当存在多点接地时，流经铁芯接地线的电流会达到几安甚至几十安电流。测量时钳流表应当放在变压器的中间位置，选择干扰最小的方向。通过测量接地引线中电流的大小能够准确地判断出变压器铁芯是否存在多点接地故障。

气相色谱分析法是对油中含气量进行气相色谱分析，是目前检测变压器铁芯接地故障的最有效方法。发生铁芯接地故障时变压器的油中溶解气体色谱分析数据会发生变化：总烃含量高，往往会超过“变压器油中溶解气体和判断导则”中规定的注意值（150µL/L），其组成气体含量的排列按照C2H4-CH4-C2H6-C2H2顺序递减，当油中特征气体组成气体含量未达到注意值时，也依照此顺序递减；总烃产生的速率会超过电力试验规程规定的注意值，同时C2H4的产生速率超过限值；采用IEC四比值法进行判断时，CH4/H2=1~3；C2H6/C2H4＜1；C2H4/C2H6≥3；C2H2/C2H4＜0.5。如果色谱分析出现了以上变化或者满足判据条件，同时测得铁芯绝缘电阻为零或者相比投运前明显下降以及铁芯接地线中有环流时，就可判断为变压器铁芯多点接地故障。

4变压器铁芯接地故障的处理

4.1临时串接限流电阻

当变压器运行中发生铁芯接地故障后，鉴于变压器在电力运行中的重要性，为了保证设备的安全，需要将变压器停电进行吊芯检查和处理。但是对于系统暂时不允许停电检查的，我们可以采用在外引铁芯接地回路上串接电阻的临时应急措施来限制接地回路的环流，阻止故障进一步恶化。在串接电阻前，需要分别测量铁芯接地回路的环流和开路电压，然后计算出应当串接的电阻阻值。需要注意两方面，一方面是所串接的电阻不宜太小，以免起不到限流的作用，为了保护铁芯基本处于低电位，所选的电阻也不宜太大；另一方面还需要慎重选择所串接电阻的热容量指标，防止串接电阻烧坏后造成变压器铁芯开路。

4.2吊罩处理

吊开钟罩，对变压器铁芯可能接地的部位进行重点检查是目前较为普遍的处理方法。为了缩短变压器器身在空气中的暴露时间，通常在解开铁芯与夹件等连接片之后继续进行下列检查试验：

（1）检查各个间隙以及槽部重点部位是否有硅钢片、废料和螺帽等金属杂物。

（2）用铁丝对铁芯底部进行清理。

（3）为了缩小故障的排查范围，分别对穿心螺杆或者夹件对变压器铁芯的绝缘进行测量。

（4）选用榔头敲击振动夹件，同时采用摇表进行监测，查看绝缘是否发生变化，查找且消除动态接地点。

（5）对各间隙进行油冲洗或氮气冲吹清理。通过这些检查可以发现由于杂物引起的铁芯接地故障的故障点，但是对于铁锈和焊渣等引起的接地故障效果不大，我们需要采用放电冲击法来进行故障处理。

4.3放电冲击法

放电冲击法主要有电容放电冲击法和电焊机交流法。电焊机交流法仅适用于金属性接地故障，首先断开电力变压器铁芯的正常接地点，然后通过电焊机设备对变压器铁芯施加电流，随着施加电流的不断增大，而且变压器铁芯故障接地点的电阻大时，因为铁芯接地故障

点的温度升高快，使得变压器的油因为分解而冒烟，从而找到变压器铁芯接地的故障点。

电容放电冲击法是采用输出电压在600到1000V之间的直流电压发生器对一电容进行充电，充电完成后利用电容器对变压器故障电放电，仔细倾听异常响声和是否有异物冒烟。当电容器对铁芯接地引线放电时，如有异响和青烟，则该处为变压器铁芯接地故障处。反复操作几次，然后采用1000V兆欧表对铁芯绝缘电阻进行测量，当绝缘电阻值合格时，表明多点接地故障已经排除。为了及时准确地查找故障，建议在电力变压器的铁芯接地线上安装电流表，同时为了避免金属剥落或者轴承磨损造成接地故障，还要加强冷却器以及潜油泵的检修工作。

5结语

变压器多点接地故障对变压器的安全运行具有很大的威胁，当出现变压器铁芯接地故障时，要对故障进行全面分析检查，根据现场实际情况选择处理方案，最大限度减少设备停电时间和降低处理成本。

参考文献：

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[2]刘庆宁.变压器铁芯多点接地故障判断[J].四川电力技术，1998（3）：27-29.

[3]王秋荣.对变压器铁芯多点接地故障的分析及处理[A].科技部.2014年全国科技工作会议论文集[C].科技部，2014（2）.