变压器铁芯接地故障的研究

摘要: 电力变压器是非常重要的一次设备，它承担着电压变换，电能分配和传输，它的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。本文介绍了电力变压器铁芯接地故障的特征及判断方法,并针对不同造成变压器铁芯接地原因给出了应急措施和处理办法。

关键词:变压器 ， 处理，接地故障

Abstract: electric power transformer is very important to a device that bear the voltage transform, the electric power transmission and distribution, it is the normal operation of the power system of safe, reliable, high quality, and economic operation of the guarantee. This paper introduces the power transformer core ground fault features and judging method, and in the light of different cause transformer core are grounding reason emergency measures and treatment measures.

Keywords: transformers, processing, ground fault

中图分类号： TM4 文献标识码：A文章编号：

变压器的铁芯可靠接地是通过套管来引出。当变压器的铁芯在某一个位置出现另外一点接地时均会产生环流情况,这样就发生了变压器的铁芯接地故障。其产生的后果是会造成变压器铁芯局部过热,使瓦斯继电器动作频繁,特别严重时会烧损局部变压器铁芯,造成事故。据有关资料统计,因为变压器铁芯问题引起的变压器故障,占变压器故障量的第三位。

一、变压器铁芯多点接地的判断方法

变压器铁芯的多点接地故障的特征为:变压器铁芯局部过热,损耗增加;造成变压器的温升,导致变压器油分解,产生的气体随即溶解于油中,最终引起变压器油性能下降,从而使油中总烃超标;与此同时变压器油中气体不断增加并析出,引起瓦斯继电器动作发信号，严重的会引起变压器跳闸。,从以下几方面可以判断变压器铁芯多点接地。

（1）测量铁芯绝缘电阻。例如变压器铁芯绝缘电阻为零或很低时,则说明变压器可能存在铁芯接地故障。

（2）变压器空载试验。正常情况下空载试验数据和变压器出厂值变化不大。当发生铁芯故障时,变压器空载损耗和空载电流都有显著变化,我们也可采用采用低电压试验,通过对比也会发现铁芯故障缺陷。

（3）监测变压器接地线中环流。变压器的铁芯或夹件通过小套管引出接地的,通过监视变压器接地线中有无环流,当接地线中有环流时，,则要停运变压器测量铁芯的绝缘电阻。

（4）变压器气相色谱分析。通过实践我们发现, 变压器铁芯接地最有效的检测方法是利用气相色谱法,对油中含气量进行分析。当变压器发生铁芯接地故障时,变压器油色谱通常有以下特点:①烃含量超过《变压器油中溶解气体分析和判断导则》规定的注意值(150μL/L),并且甲烷(CH4) 和乙烯(C2H4)所占比重较大,乙炔(C2H2)相对低或没有,即未达到导则规定注意值(5μL/L)。例如通过分析某变压器测得的色谱数据,虽然分析结果中出现了，虽然乙炔含量低但超过导则规定的注意值时,则一般这种接地故障不是变压器铁芯不是死接地,可能存在变压器间隙放电现象。②通过三比值法判断故障性质看,特征气体的比值编码为022;故障性质为“温度高于700℃范围的热故障”。③故障点估算温度值范围为700~1000℃。对于故障性质的判断和热点温度估算采用经验公式:T=322log(C2H4/C2H6)+525℃。

通过对变压器故障性质判断和热点温度的估算, ,当确认不是其他原因而是色谱分析出现情况,并且测得铁芯绝缘电阻为零或很低及铁芯接地回路中有环流,这样就可以判定该变压器发生了铁芯多点接地故障。

二、铁芯接地故障的处理

（1）运行中的变压器应急处理。运行中变压器发现铁芯多点接地故障时,应先保证变压器的安全运行,正常情况下应进行停电吊罩检查处理。有些系统运行方式不允许长时间停电检查的,一般采用在变压器外引铁芯接地回路上串接电阻,通过串接电阻限制铁芯接地回路上的环流以防止故障的恶化。

（2）变压器吊罩检查。虽然在铁芯接地回路中串接电阻有一定的作用,但根本上没有消除故障,变压器铁芯接地回路仍存在问题。所以最有效的检查处理办法是吊开钟罩对变压器铁芯可能接地的部位进行检查处理。

为了降低变压器器身在空气中的暴露时间,提高检修效率和检查质量 ,应在解开变压器铁芯与夹件等连接片后做如下检查处理:

1)测量穿心螺杆对铁芯的绝缘。如果测得绝缘电阻为零,则应取出穿心螺杆检查绝缘管有无损坏、螺纹附近有无铁屑、紧固螺母附近的绝缘垫片有无破损等。

2)检查变压器上下铁轭的端面与夹件和边柱拉板与下夹件等各间隙处有无金属异物。并对各间隙进行氮气冲吹清理或油冲洗。

3)对变压器铁芯底部的金属杂物可采用白布或薄塑板通过穿入缝隙中往返抽拉进行清除。一般情况下通过上述方法均能发现故障点杂物引起的故障并消除该接地故障。

（3）电容放电排除法。由于铁芯毛刺、铁锈和焊渣的积聚引起的接地故障,排除故障需要烧掉毛刺,采用吊罩检查处理办法效果不明显时,通常采用电容放电法。

（4）其他处理法。对于室内的变压器而言，在进行变压器吊罩处理时需要拖至室外进行,这给变压器检修处理带来一定的困难。当室内变压器的铁芯发生接地故障时,应先采用不吊罩处理铁芯接地故障的方法。

三、结束语。

总之，电力变压器是非常重要的一次设备，它承担着电压变换，电能分配和传输，它的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。必须从以下几个方面入手，最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。

(1)变压器铁芯的接地故障,可能引起变压器铁芯的局部过热。并且从变压器油色谱分析判断为“高于700℃高温范围的过热性故障”,同时具有铁芯对地绝缘电阻为零或很低和铁芯接地回路有环流等特征。

(2)在变压器铁芯接地回路串接电阻是一种应急措施是可行的。一般情况下串接电阻不能太大,这样保证变压器铁芯基本处于接地电位;当然串接电阻也不能太小,一般将环流限制在0.5 A以下;这样防止串接电阻的热容量烧坏电阻造成变压器铁芯开路。

(3)当发生变压器铁芯毛刺引起的接地故障时,通过吊罩检查处理无效的情况下,一般采用电容放电法来烧掉毛刺。因为铁芯对地绝缘垫片较薄,所以应当注意冲击电压不能加得过高。

(4)对于动态性质的、在变压器铁芯底部由金属异物引起的接地故障,当变压器吊芯检查有一定困难时,应先通过变压器不吊罩处理铁芯接地故障的方法来处理。

(5)从运行中变压器铁芯接地故障检修来看,大部分为箱底不清洁物质引起，所以变压器在投运前检修部门应严格进行投运前的吊芯检查。

参考文献：

[1]徐树铨.电力变压器运行.1993.

[2]DT/T572-1995，电力变压器运行规程[S].

[3]何首贤.供配电技术[M].北京：中国水利水电出版社，2005：126.

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