有效解决变压器铁芯多点接地故障的途径

有效解决变压器铁芯多点接地故障的途径

发表时间：2018-11-15T20:13:17.040Z 来源：《基层建设》2018年第30期作者：李伟光

[导读] 摘要：在发电厂的电力系统中，变压器是重要的组成部分，而铁芯作为主要的构件，容易出现多点接地的问题。

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摘要：在发电厂的电力系统中，变压器是重要的组成部分，而铁芯作为主要的构件，容易出现多点接地的问题。正常运行过程中，一般都考虑一点接地的问题，而一旦发生多点接地现象，就会出现故障，严重时会影响变压器的安全稳定运行。下面对变压器铁芯多点接地故障的检测技术进行探究，并提出有效解决故障的策略与预防措施，以保证发电厂电力系统的正常运行。

关键词：变压器；铁芯接地；多点接地故障；检测技术

引言：变压器主要包括一次绕组、二次绕组与铁芯等，其中铁芯由软磁材料制成，通常是0.35mm冷轧硅钢片，具备起始导磁率高、损耗低、磁性能稳定等特征。而变压器铁芯多点接地故障形成的感应环流会导致铁芯局部过热，从而分解与之接触的绝缘油生成可燃性气体，严重时甚至可熔断接地片或烧坏铁芯，使铁芯点位悬浮并放电，导致变压器无法继续安全正常运行。因此，有效解决该故障至关重要。

1 变压器铁芯多点接地故障检测技术

第一种，带电检测技术，即在变压器运行时检测，通常是以测量变压器铁芯接地下引线电流为主。如果铁芯多点接地，就会在电路上出现环流。电流经过铁芯接地会有反射性的增加，此时直接测量电流就可确定变压器铁芯多点接地故障。第二种，断电检测技术。先对变压器铁芯的各级绕组直流电阻进行测量，确定是否出现铁芯多点接地现象，然后将变压器铁芯接地线断开，用绝缘电阻测试仪测量铁芯对地绝缘电阻。如果电阻阻值太低，就可判定变压器出现铁芯多点接地故障。第三种，对油浸式变压器可采用抽油样进行气相色谱的分析。（1）色谱分析中会出现较高的甲烷（CH4）及烯烃含量，但相比之前，一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）变化很小，基本正常，也就表示铁芯本身过热，这估计是因为多点接地引发的；（2）谱分析中有乙炔（C2H2）出现，表示存在间歇性多点接地。

2 变压器铁芯多点接地故障的解决措施

2.1查找并消除铁芯接地故障点

通常，比较容易发现外部直观可见的接地点并及时给予处理，但是很多接地点是外观看不见的，可能在铁芯底部或内部，常用直流法、交流法以及铁芯加压法、加大电流法、空载试验法等进行查找。其中，相对常用的是铁芯加压法和空载试验法。前者是断开变压器铁芯正常接地点，通过交流试验装置给变压器铁芯加电压，如果故障点没能牢固接触，就会在升压环节听到放电声，依据放电火花而观察故障点；后者主要是利用空载损耗、两相间空载损耗比对故障进行判定，明确故障点在变压器铁芯的哪一相。消除变压器铁芯不可见的隐性接地点时，一般选择电容放电冲击。如果接地点不稳定，可实行震动敲击，促使接地点有效脱离，从而解决故障。

2.2吊罩处理法

首先，分部测量各个穿心螺杆或夹件对变压器铁芯的绝缘性能，进而缩小故障查找的范围；其次，检查重点部位，了解间隙之间是否有硅钢片的存在，且有无螺帽和废料等；再次，直接清除绝缘垫片的油泥或铁锈，并用铁丝清理看不见的变压器铁芯底部；第四，用油冲洗或用氮气对间隙进行冲吹，确保可以清理干净；第五，利用榔头进行敲打，通过摇表进行监测，以了解绝缘的实际情况，同时分析接地点的故障。如果是杂物引起变压器铁芯多点接地故障，通常在进行以上检查后依旧无法找到并解决故障。针对因铁芯积累铁锈、毛刺、焊渣等引起的多点接地故障，采取吊罩处理方法一般很难取得显著成效。此时，需使用放电冲击方法烧掉杂物，以有效解决故障[1]。

2.3放电冲击法

采取放电冲击方法可击穿变压器铁芯接地杂物，但在实践中要考虑现场实际情况和变压器铁芯多点接地方式、接地程度，这在吊罩或不吊罩的情况下都可以使用。在现场，主要有电焊机交流电流方法和电容器充放电方法。前者只在解决金属接地故障时适用，不易控制电流，且现场出现金属接地故障的几率较小，一般电阻都在数百欧姆以上，所以该故障解决方法很少应用于现场；后者则凭借操作方便、方法简单等优势，广泛应用于检修现场。

2.4重视临时应急处理方法的应用

当变压器在运行时发生铁芯多点接地故障时，为了确保变压器的安全性，通常需要停电开展吊罩检查与处理作业。但是，当变压器很难停电时，需将电阻串接到铁芯接地回路上，然后做好临时处理，限制铁芯的接地回路环流，避免故障恶化。串接前，需要对回路环流以及开路的电压进行测量，然后计算电阻，确保其不大也不小，保持变压器铁芯处于基本地电位，能把环流降至0.1A以下，同时也需要考虑到电阻的热容量，避免电阻被烧坏，确保变压器继续运行[2]。

2.5保障性解决策略

2.5.1当明确变压器铁芯多点接地故障后，应利用正常接地点将交流电施加给铁芯进行烧熔，或将直流电施加给铁芯实现容器储能，再通过规范化的脉冲放电操作将多余接地点烧除，从而完善对接地故障的处理[3]。

2.5.2在变压器铁芯和地之间接入万能表，基于电阻变化情况做出深入分析，利用绝缘纸板横扫有较高可能性的接地点，并观察万能表指针变化，以具体问题具体分析为基础，积极采取行之有效的策略解决变压器铁芯多点接地故障。如果怀疑接地位置位于变压器油箱箱体底部，可先用油流冲洗油箱底部，恢复底部绝缘，以有效解决变压器铁芯多点接地故障。

2.5.3在分析及解决故障时，应积极测量故障点，仔细观察、深入分析。如果确实很难找到有效的解决策略，可由检修人员把变压器铁芯正常运行的接地片移向故障点相同位置，通过降低环流的方式解决变压器铁芯多点接地故障。该过程中，检修人员必须注意，在打开变压器铁芯正常接地点时，要加强油色谱采样与分析，确保顺利有效解决多点接地故障，以满足运行稳定性的要求[4]。

3 变压器铁芯多点接地故障预防措施

在有效解决变压器铁芯多点接地故障后应进行检查，确认无误才能再次运行，同时加强监测变压器铁芯，利用气相色谱分析法确定变压器铁芯多点接地故障，进而准确判断故障性质。最好能将电流表装设在接地线上，以及时找到故障。特别对于放电冲击后消除了接地现象的情况，还应该及时监视，防范再一次出现多点接地故障[5]。当出现变压器铁芯多点接地故障时，应在综合测定和全面检查分析后，按照实际情况确定解决方案，不得随意放电冲击或者电焊烧除，避免故障持续扩大。在每一次大修时，要将杂物直接清理干净，并且强调对冷却器、潜油泵的检修，避免因为金属的剥落或者是轴承的磨损而引发铁芯多点接地故障。此外，要加大管理检修人员的力度，预防在检