变压器铁芯多点接地故障的判断及处理

变压器铁芯多点接地故障的判断及处理

大中型变压器安装过程中，铁芯一般都经一只套管引至油箱体外部接地。因为电力变压器在正常运行时，绕组周围存在电场，而铁芯和夹件等金属构件处于该电场之中，且场强各异。铁芯不可靠接地，则产生充放电现象，损坏其固体和油绝缘。如果铁芯由于某种原因在某位置出现另一点接地时，形成闭合回路，则正常接地的引线上就会有环流，这就是人们常说的铁芯多点接地故障。变压器的铁芯多点接地后，一方面会造成铁芯局部短路过热，严重时，会造成铁芯局部烧损，酿成更换铁芯硅钢片的重大故障。另一方面由于铁芯的正常接地线产生环流，引起变压器局部过热，也可能产生放电性故障。因此，铁芯必须有一点可靠接地。

2012年3月文登供电局35kV金滩#2变压器SZ11－20000/35型二圈变压器新装交接试验中发现，变压器铁芯绝缘电阻为零，现对变压器铁芯多点接地的分析判断和处理方法进行介绍。

1 铁芯多点接地故障的通常判断方法：

（1）钳型电流表法（在线测量）。对铁芯外引的变压器用钳型电流表法，能准确地、不停电测试铁芯多点接地故障。每年定期测量接地引线电流，般电流应在100毫安以下，若大于此值，应加强监视。变压器投运后连续测量几次接地线电阻，作为初始值，若初始值本身就大，说明是变压器本身漏磁大所引起，以后所测数值相差不大即可认为无故障接地点。若接地线电流大于1安，且与初始值相比增加较多，则可能是低阻接地或金属接地故障，这种情况应及时处理。

（2）色谱分析法（带电取油）。抽样进行色谱分析，若总烃明显增加，且气体中的甲烷、乙烯占主要成分，而一氧化碳和二氧化碳气体与以往相比变化不大或基本不变，总烃含量超过“变压器油中溶解气体和判断导则”规定的注意值（１５０μＬ／Ｌ），其中乙烯（Ｃ２Ｈ４）、甲烷（Ｃ２Ｈ２）含量低或不出现，即未达到规定注意值（５μＬ／Ｌ）。可判断为裸金属过热，可能是铁芯多点接地或铁芯硅钢片间维缘损坏需进一步检查。若上述总烃中出现乙炔，很可能是时隐时现的不稳定型铁芯多点接地。

（3）绝缘电阻法（停电测试）。用2500伏摇表摇测铁心与外壳之间电阻，绝缘电阻在200兆欧及以上，说明铁芯绝缘良好。若摇表指示铁芯与外壳相通，可换用欧姆表测量铁芯与外壳之间的电阻，若测量值为200～400欧时，说明铁芯有高阻接地点，需对变压器进行铁芯多点接地故障处理；若测量值为1000欧以上时，流过地线的电流较小，且难以将故障排除，可不处理，继续运行，定期进行在线监测，如钳型电流表法（有铁芯外引线者）、油色谱分析法，发现异常后再处理；若测量值为1-2欧，则判断铁芯有金属接地点，必须对变压器进行处理。

2 现场通常处理方法

2.1 不吊芯临时串接限流电阻发现变压器铁芯多点接地故障后，需停电进行吊芯检查和处理。对于系统暂不允许停电检查的，可采用在外引铁芯接地回路上申接电阻的临时应急措施，以限制环流增加，防止故障进一步恶化。在串接电阻前，应分别测量铁芯接地回路的环流和开路电压，然后计算应串电阻阻值。所串电阻不宜太大，以保护铁芯基本处于地电位；也不宜太小，以将环流限制在0.1A 以下。同时还需注意所串电阻的热容量，以防烧坏电阻造成铁芯开路。

2.2 吊芯检查

（1）分部测量各夹件或穿心螺杆对铁芯（两分半式铁芯可将中间连片打开）的绝缘以逐步缩小故障查找范围。

（2）检查各间隙、槽部重点部位有无金属夹杂物。

（3）清除铁芯或绝缘垫片上的铁锈或油泥，对铁芯底部看不到的地方用铁丝清理。

（4）对各间隙用油冲洗或氮气冲吹清理。

（5）用榔头敲击振动夹件，同时用摇表监测，看绝缘是否发生变化，查找并消除动态接地点。

2.3 放电冲击法

由于变压器本体在空气中暴露时间不宜太长，以及变压器装配形式的制约，现场很多情况下无法找到确切接地点，特别是由于铁锈焊渣悬浮、油泥沉积造成的多点接地，更是难于查找。此类故障可采用放电冲击法，这种方法要视现场具体情况、接地方式和接地程度，在吊芯或不吊芯状态下均可进行。现场采用的方法主要有电容直流电压法、电焊机交流电流法和放电冲击法。电焊机交流电流法只适用于金属性接地故障，但电流不好控制，而这种情况现场极少发生，接地电阻大都在几百欧姆以上。电容直流电压法现场取材较困难，操作不便且不安全，也不宜推广。相对来说，放电冲击法是一种安全可靠、操作简便，且利于快速就地取材的方法。它采用高压电气试验用升压变压器进行，实验时注意换算好二次电压，由于铁芯对地绝缘垫片很薄，故二次电压不能高于2.5KV。

3 现场处理方法：

本变压器属于新装未送电，无法采用运行中方法二-1适变压器方法处理。现场决定采用不吊芯拆开铁芯所连的套管，检查引线周围绝缘情况作为检查重点，排除此处故障后再进行吊芯检查。

工作人员对变压器本体变压器油放出，放至变压器套管以下，拆开套管，对铁芯引线与变压器外壳之间用绝缘材料进行垫起来，用2500V绝缘摇表测试铁芯引线对地绝缘电阻，测试结果，铁芯引线对地绝缘电阻不再为零，而为15GΩ，测试结果正常，后对变压器铁芯引线进行了绝缘处理、引线对外壳距离进行固定，多点接地故障轻松排除，避免了一次大工程量的吊芯检查工作。

4 建议

4.1 运行中的变压器最好能在铁芯接地线上装设电流表，便于及时发现故障。特别是在放电冲击法消除接地现象后，更要加强监视，防止再次形成故障。

4.2 当出现铁芯多点接地故障时，要进行综合测定和全面分析检查后，再视现场具体情况选择处理方案，切不可盲目进行放电冲击或电焊烧除，以免造成绝缘损坏，使故障扩大。

4.3 每次吊芯大修时，一定要清洁油箱底部的油泥铁锈等杂物，并用油进行一次全面冲洗。

4.4 变压器出厂运输时应进行震动动态测试，就位过程中需要采取防止震动的措施，鉴于此次安装的变压器就属于运输或吊装就位期间，震动引起铁芯引线摇摆碰触变压器外壳所致，同时也反映了变压器厂家制作工艺不精，引线未做绝缘处理或引线固定不好长度太长，造成引线摇摆碰触变压器外壳造成二点接地。