干式变压器铁芯接地故障分析与研究

【前言】干式变压器铁芯接地故障分析与研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。干式变压器铁芯多点接地故障产生的外部和内在因素。 1.外部因素 指的原因、环境和人为致使变压器铁芯出现接地故障包括：（1）变压器现场施工安装时疏忽，不慎遗落金属异物，造成多点接地；（2）变压器铁芯绝缘夹件、铁芯穿心绝缘筒等绝缘材料，由于凝露或受潮大大降低...

【摘要】干式电力变压器作为电力系统中最关键的设备之一，其铁芯接地问题一直被关注。本文通过对干式变压器铁芯接地故障产生的原因、故障特征及影响，综合分析，提出解决方案。

【关键词】干式变压器；铁芯；故障分析；解决方案

一、干式变压器的结构特点

干式变压器高、低压绕组全部采用铜带（箔）绕成，三相线圈以环氧树脂为主要绝缘材料浇注成型，构成高强度玻璃钢体，线圈内、外表面由玻璃纤维网格布增强，具有很高的绝缘强度并有体积小重量轻的特点。

二、干式变压器铁芯多点接地故障产生原因分析

干式变压器铁芯多点接地故障产生的外部和内在因素。

1.外部因素

指的原因、环境和人为致使变压器铁芯出现接地故障包括：（1）变压器现场施工安装时疏忽，不慎遗落金属异物，造成多点接地；（2）变压器铁芯绝缘夹件、铁芯穿心绝缘筒等绝缘材料，由于凝露或受潮大大降低绝缘性能导致铁芯出现低阻性多点接地；（3）变压器在运行中铁芯的漏磁使附近空间产生弱磁性，吸引了周围的金属粉末和粉尘。

2.内在因素

指变压器内部绝缘材料缺陷或产品设计和安装工艺不当的原因致使变压器铁芯出现多点接地故障。由于变压器铁芯多点接地内在因素属隐性问题，出厂或现场检查不容易发现，故此需要理性和认真去判断故障所在并解决问题。

三、干式变压器铁芯多点接地故障特征

干式变压器铁芯由硅钢片和夹件等紧固件组成，是变压器磁通的通道。变压器铁芯在运行中，各硅钢片间的电压是主磁通引起的感应电势。铁芯两侧（高、低压侧）有几十到几百伏电压。通常铁芯在低压侧引出接地。如果有金属异物（如铜铁丝，焊渣与铁锈等），在铁芯高压侧形成接地，即多点接地。硅钢片间的感应电势通过多点接地，发生较大电流。铁芯多点接地时，正常接地点和故障接地点之间形成一个闭合回路。而两个接地点所构成的回路所交链的磁通为两个接地点间所有部件所通过的磁通矢量和，如果两点接地线路越长，涉及的铁芯面积越大，它的磁通量就更大。

由于故障接地点在不同位置，交链的磁通量大小和部件的阻抗也不相同，所以交链的磁通将在回路中感应出大小不同的电流。电气设备预防性试验标准中提到接地电流一般控制在0.1A以下，当发生故障时接地电流会达到几十安。由于感应电流会出现在变压器铁芯夹件间内部流动构成回路，故此铁芯多点接地故障电流不容易被及早发现。

四、干式变压器铁芯多点接地的影响

干式变压器产品结构特性在故障处理中，铁芯多点接地占有一定的比率。由于铁芯出现多点接地的情况，会在铁芯中产生涡流，铁损增加，引起铁芯局部过热破坏铁芯的绝缘，如果长时间的过热不但增加变压器损耗而且会使铁芯片、铁芯与夹件之间绝缘加速老化，最终导致绝缘破坏，造成铁芯局部过热而烧损。

严重的多点接地会使接地线烧断，使变压器失去了正常的一点接地，后果不堪设想。

五、干式变压器铁芯多点接地故障处理程序

据以往的经验及资料介绍，对干式变压器铁芯多点接地故障处理并没有统一规范和专门针对干式变压器的有效处理方法。其实各种处理方法都是一种摸索性的方式，但从维护方面出发可以分为两个步聚

1、现场变压器状况分析，判断多点接地故障因素

干式变压器因长期停用或没有密封，因受潮或凝露特别是南方天气和近海地区等，而引起铁芯多点接地故障属外部因素影响。此种情况由于铁芯绝缘材料受潮后，绝缘性能下降引起故障。处理方法可采用多个太阳灯对夹件进行烘烤，利用太阳灯对夹件加热使铁芯与夹件之间的绝缘件受热后蒸发自身的水份，但所需时间较长；或者条件允许情况下，可采用空载法进行烘烤。将其变压器高压侧开路，低压侧通额定电压（低压侧额定为400V时，就可以通380V市电）。所需时间较短但低压侧通电时应要做好防护工作。

如果干式变压器故障排除绝缘件受潮影响。则先用电阻测试仪检测绝缘电阻是否接近零电阻。如为零电阻可用交流试验装置对铁芯进行加压，在检测到故障接地点不牢固时可在升压的过程中会出现放电点，此情况可根据相应的放电点进行处理。当试验装置电流增大且电压升不上，没有放电现象说明故障接地的很牢固。再检查变压器铁芯表面情况，为排除多点接地故障需对铁芯表面进行清理后进行绝缘的测试。铁芯多点接地故障外部因素逐一处理后，故障依然存在则需从内在因素进行分析处理。

2、采用逐级排查方法，处理铁芯接地故障的内在因素

铁芯多点接地故障的内在因素，属隐性问题不容易发现也不容易检查，只能够采用逐级排查才能解决问题。现今包括直流、交流法都能对铁芯多点接地故障点进行查找，但相对干式变压器这些方法也不容易找到故障点。从干式变压器结构分析，铁芯多点接地发生在铁芯的上下夹件、穿芯螺杆及铁芯拉板。由于上下夹件跟拉板在铁芯的同一个侧面是构成一体的，即上下夹件是连通，所以检查时应该实实在在的从上夹件开始，先拆除穿芯螺杆测试铁芯对地绝缘电阻的变化。如故障不在穿芯螺杆则需拆除上夹件的紧固螺杆，使夹件与铁芯分离继续测试铁芯对地绝缘电阻判断故障所在；由于干式变压器三相高低压线圈是由下夹件承托，如果要拆除下夹件测试其绝缘电阻难度很大，且对大容量干式变压器拆夹件现场不好处理。因为工作量大、费用高、停电时间长给用户用电造成影响，所以能有方法在现场处理也尽量不返厂处理，对此故障可采用以下方法处理：（1）电容放电冲击法；（2）交流电弧法；（3）大电流冲击法，即采用电焊机。

六、干式变压器铁芯接地故障分析处理的意义

干式变压器铁芯出现多点接地故障应及时、准确地诊断故障类型，采用相应的处理措施且不可盲目检修。这样才能解决问题也才能节省人力物力提高效率。

七、解决方案及措施

为了避免干式变压器铁芯多点接地故障产生和造成不必要的损失，应采取以下解决方案及措施：

1.施工及检修时严格按照工艺规程的规定进行，严防变压器内遗留物品杂质。

2.定期维护、清洁，保证可靠距离

3.增加通风孔以改善变压器的散热条件，延缓绝缘老化。

4.加强巡检，检查铁芯有无易位变形，铁芯端部有无烧伤痕迹，发现问题及时处理。

八、结束语

通过本次干式变压器铁芯多点接地故障的分析研究，希望生产厂家、设计单位和运行单位能引起足够重视，寻找更好的解决方案及措施。

参考文献：

[1]单文培.电气设备试验及故障处理实例[M].北京：中国水利水电出版社，2006

[2]中国华电集团公司电气及热控技术研究中心[M].北京：中国水利水电出版社，2009

[3]王越明，王朋，杨莹.变压器故障诊断与维修[M].北京：化学工业出版社，2008